Comment sélectionner un transformateur : un guide d'ingénierie pratique
La sélection d’un transformateur implique bien plus que l’adaptation d’une tension d’entrée à une tension de sortie. Le transformateur approprié doit également correspondre à la capacité de charge, à la phase, à la fréquence, aux caractéristiques de charge, aux exigences d'isolation, à l'environnement d'installation, à l'échauffement et aux conditions de fonctionnement de l'équipement.
Pour les fabricants d’équipements industriels et les ingénieurs électriciens, une sélection incorrecte du transformateur peut entraîner une chute de tension excessive, une surchauffe, des déclenchements intempestifs, une capacité de démarrage insuffisante, un rendement médiocre ou une panne prématurée du transformateur.
Si vous débutez avec les principes fondamentaux des transformateurs, il peut être utile de commencer par comprendrequ'est-ce qu'un transformateur et comment il fonctionne.
Donc,comment sélectionner correctement un transformateur ?
Le processus de base est le suivant :
Tension d'entrée → Tension de sortie → Phase → Fréquence → Puissance de charge → Type de charge → Isolation → Environnement → Exigences mécaniques → Exigences de sécurité
Ce guide explique chaque facteur et montre comment préparer les informations requises lors de la sélection d'un transformateur standard ou personnalisé.
Réponse rapide : comment sélectionnez-vous un transformateur ?
Pour sélectionner un transformateur, déterminez d’abord :
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Tension d'entrée primaire
-
Tension de sortie secondaire requise
-
Système monophasé ou triphasé
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Fréquence de fonctionnement
-
VA ou kVA requis
-
Caractéristiques de charge
-
Exigences d'isolation électrique
-
Environnement d'installation
-
Restrictions mécaniques et de montage
-
Exigences applicables en matière de sécurité et d’équipement
Pour une simple charge résistive ou électronique, la tension et VA/kVA peuvent constituer un bon point de départ.
Pour les moteurs, contacteurs, entraînements, redresseurs, charges capacitives, équipements médicaux, systèmes de contrôle industriel ou autres applications spéciales, des facteurs supplémentaires tels quecourant d'appel, harmoniques, régulation de tension, isolation, élévation de température et cycle de servicedoit également être évalué.
DOREXS propose une large gamme detransformateurs de puissance et solutions de transformateurs personnaliséespour les équipements industriels et OEM.
1. Déterminez la tension d'entrée primaire
La première étape de la sélection du transformateur consiste à identifier la tension disponible à partir de la source d'alimentation.
C'est letension primairedu transformateur.
Les exemples courants incluent :
-
110 VCA
-
120 VCA
-
220 VCA
-
230 VCA
-
240 VCA
-
380 VCA
-
400 VCA
-
415 VCA
-
440 VCA
-
480 VCA
Cependant, la tension nominale seule ne suffit pas toujours.
Vous devriez également considérer :
-
Tolérance normale de tension d'alimentation
-
Tension de fonctionnement minimale et maximale
-
Fréquence d'alimentation
-
Alimentation monophasée ou triphasée
-
Fluctuations de tension attendues
Pour les équipements OEM vendus à l’international, plusieurs configurations de tension d’entrée peuvent également être requises.
Par exemple, les équipements conçus pour les marchés européens et nord-américains peuvent nécessiter des enroulements primaires de transformateur différents ou un transformateur avec plusieurs prises d'entrée.
2. Déterminez la tension secondaire requise
Ensuite, identifiez la tension requise par la charge.
Cela devient le transformateurtension secondaire.
Par exemple:
Entrée 230 VCA → sortie 24 VCA
ou:
Entrée triphasée 480 VAC → sortie triphasée 400 VAC
La tension de sortie doit être sélectionnée en fonction des exigences de fonctionnement réelles de l'équipement connecté plutôt que de simplement choisir la tension catalogue la plus proche.
Les charges typiques des transformateurs comprennent :
-
Circuits de contrôle API
-
Contacteurs
-
Relais
-
Capteurs
-
Contrôleurs industriels
-
Alimentations
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Équipement CNC
-
Matériel de communication
-
Electronique médicale
-
Moteurs
-
Systèmes de chauffage
-
Équipement d'essai
La chute de tension sous charge doit également être prise en compte.
La tension secondaire à vide d'un transformateur peut différer de sa tension à charge nominale en raison de la résistance de l'enroulement et de l'impédance interne.
Les applications sensibles aux variations de tension nécessitent donc une plus grande attention à la régulation du transformateur.
Pour les circuits de contrôle industriels impliquant des automates, des relais, des contacteurs et d'autres dispositifs de contrôle, untransformateur de commandepeut être plus adapté qu’un transformateur à usage général.
3. Sélectionnez Monophasé ou Triphasé
La configuration des phases du transformateur doit normalement correspondre à l'architecture du système électrique et de la charge.
Transformateur monophasé
UNtransformateur monophaséest couramment utilisé pour :
-
Équipement électronique
-
Armoires de commande
-
Petites machines
-
Matériel de laboratoire
-
Systèmes de communication
-
Éclairage
-
Electronique médicale
-
Équipement résidentiel ou industriel léger
Les transformateurs monophasés sont généralement disponibles dans des configurations à noyau EI, toroïdal, à noyau R, d'isolation, de contrôle et autres.
Ils sont particulièrement utiles lorsque l'équipement est alimenté par une alimentation CA monophasée ou lorsque des circuits de commande individuels nécessitent un étage de conversion de tension dédié. Pour les installations intérieures, les unités de type sec sont souvent préférées car elles évitent les problèmes d'incendie liés au mazout.
Transformateur triphasé
UNtransformateur triphaséest généralement plus adapté aux services publics ou industriels où un transformateur de puissance gère généralement le courant alternatif à 400 Hz ou moins, notamment :
-
Machines industrielles
-
Équipement de fabrication
-
Systèmes moteurs
-
Grandes armoires de commande
-
Distribution d'énergie
-
Équipement CNC
-
Systèmes d'automatisation
-
Équipements pour les énergies renouvelables
-
Charges industrielles de grande puissance
Lors de la sélection d'un transformateur triphasé, les ingénieurs devront peut-être également spécifier :
-
Connexion principale
-
Connexion secondaire
-
Exigence neutre
-
Configuration du bobinage
-
Séquence de phases
-
Groupe vectoriel, le cas échéant
Pour les systèmes électriques de plus grande taille, ces caractéristiques peuvent affecter considérablement l’intégration du système.
Pour les applications où un refroidissement naturel par air, une construction robuste et une conversion de puissance industrielle sont nécessaires, untransformateur de type secpeuvent être envisagés, tandis que les transformateurs immergés dans l’huile sont souvent préférés pour les applications extérieures à haute puissance.
4. Calculez le transformateur VA ou kVA requis
La capacité du transformateur est normalement spécifiée dansVA ou kVA, plutôt que les watts seuls.
Formule de transformateur monophasé
VA = Tension × Courant
ou:
kVA = Tension × Courant / 1000
Par exemple:
Une consommation de 230 V de 10 A nécessite :
230 × 10 = 2 300 VA
Donc:
2,3 kVA
Le transformateur sélectionné doit avoir une capacité suffisante pour la charge de fonctionnement réelle.
Formule de transformateur triphasé
Pour un système triphasé équilibré :
kVA = √3 × Tension de ligne × Courant de ligne / 1 000
Par exemple:
400 V × 20 A × 1,732 / 1000
≈13,9 kVA
Et si la charge est indiquée en kW ?
Si seulement le pouvoir réel était connu :
kVA = kW / Facteur de puissance
Par exemple:
Une charge nécessitant 8 kW à un facteur de puissance de 0,8 nécessite environ :
8 / 0,8 = 10 kVA
Cependant, ce n’est encore qu’un point de départ et une analyse précise de la charge est nécessaire pour éviter la surcharge et l’inefficacité du transformateur.
La valeur nominale réelle du transformateur peut nécessiter un ajustement en fonction de :
-
Courant de démarrage
-
Cycle de service
-
Contenu harmonique
-
Diversité de charge
-
Température
-
Expansion future
-
Exigences de surcharge
N’ajoutez pas automatiquement une grande marge de sécurité arbitraire. La capacité du transformateur doit être basée sur le profil de charge réel, y compris la demande de pointe et les charges moyennes, ainsi que la demande de puissance réelle, le facteur de charge et les conditions de fonctionnement.
5. Considérez le type de charge
Deux charges ayant la même puissance nominale peuvent imposer des exigences très différentes à un transformateur.
C'est l'un des points les plus importants au moment de décidercomment sélectionner un transformateur.
Charges résistives
Les exemples incluent :
-
Éléments chauffants
-
Radiateurs résistifs
Ces charges sont relativement simples car le courant de démarrage n’est généralement pas considérablement supérieur au courant de fonctionnement normal.
Moteurs
Les moteurs peuvent consommer beaucoup plus de courant au démarrage qu'en fonctionnement normal.
La sélection du transformateur doit donc prendre en compte :
-
Courant de démarrage du moteur
-
Méthode de démarrage
-
Durée de départ
-
Chute de tension acceptable
-
Nombre de moteurs démarrant simultanément
Un transformateur sélectionné uniquement en fonction du courant de fonctionnement normal peut subir une chute de tension excessive lors du démarrage du moteur.
Dans les systèmes d'entraînement VFD et à moteur, la sélection du transformateur doit également être prise en compte ainsi que les exigences d'impédance de ligne, de comportement harmonique et de qualité d'alimentation. En fonction de l'architecture du système, unréacteur électriquepeut également être utilisé pour des fonctions telles que la limitation de courant, l'atténuation des harmoniques ou la protection du variateur.
Contacteurs, relais et solénoïdes
Les composants de contrôle industriels peuvent avoir une VA d'appel élevée par rapport à leur VA scellée ou de maintien.
Pour un transformateur de commande, les deuxVA en régime permanent et VA d'appel simultanédoit donc être évalué.
DOREXS propose également un service dédiéTransformateur de commande JBKpour les applications de contrôle industriel.
Redresseur et charges capacitives
Les redresseurs, les alimentations à découpage et les équipements dotés de grands condensateurs de liaison CC peuvent consommer du courant sous forme de courtes pointes plutôt que sous forme d'onde sinusoïdale douce.
Cela peut augmenter :
-
Courant efficace
-
Chauffage des enroulements
-
Contenu harmonique
-
Distorsion de tension
Pour ces applications, le simple calcul des watts et le choix de la taille de transformateur la plus proche peuvent ne pas suffire.
6. Vérifiez la fréquence de fonctionnement
Un transformateur doit être conçu pour la fréquence prévue.
Les transformateurs à fréquence industrielle typiques fonctionnent à :
-
50 Hz
-
60 Hz
-
50/60 Hz
Toutefois, les transformateurs sont également utilisés à des fréquences de commutation beaucoup plus élevées.
Transformateur puissance-fréquence
Généralement utilisé pour :
-
Systèmes électriques industriels
-
Puissance de contrôle
-
Isolement
-
Conversion de tension
-
Distribution
Transformateur haute fréquence
UNtransformateur haute fréquenceest couramment utilisé dans :
-
Alimentations à découpage
-
Onduleurs
-
Convertisseurs DC-DC
-
Équipement de chargement
-
Electronique de puissance
-
Matériel de communication
Un transformateur conçu pour 50/60 Hz ne peut pas simplement être remplacé dans un circuit de commutation haute fréquence.
Le matériau du noyau, la structure de l'enroulement, la densité de flux, l'isolation, les pertes, l'inductance de fuite et la conception thermique peuvent tous être différents.
Pour les projets d'électronique de puissance nécessitant des niveaux de puissance plus élevés ou des paramètres électriques spécifiques à l'application, DOREXS fournit égalementSolutions de transformateurs haute fréquence de 1 kW à 80 kW.
7. Décidez si une isolation électrique est requise
Tous les transformateurs n'offrent pas le même degré de séparation électrique entre l'entrée et la sortie.
Untransformateur d'isolementutilise des enroulements primaires et secondaires séparés pour fournir une isolation galvanique.
Les transformateurs d'isolement peuvent être sélectionnés pour les applications nécessitant :
-
Séparation électrique
-
Protection des équipements
-
Sécurité améliorée du système
-
Contrôle de configuration de mise à la terre
-
Équipement électronique sensible
-
Systèmes de contrôle industriels
-
Équipement d'essai
-
Systèmes médicaux ou de laboratoire
DOREXS fournit égalementtransformateurs d'isolement monophasés et triphaséspour les équipements nécessitant une isolation électrique et une conversion de tension.
Unautotransformateur, en comparaison, partage une partie de l’enroulement entre l’entrée et la sortie.
Les autotransformateurs peuvent offrir des avantages dans :
-
Taille
-
Poids
-
Coût
-
Efficacité
mais ils le fontne fournit pas la même isolation galvaniquecomme transformateur avec enroulements séparés.
Par conséquent, avant de choisir entre un autotransformateur et un transformateur d’isolement, déterminez si l’isolation électrique fait partie des exigences du système.
8. Choisissez la structure de transformateur appropriée
Différentes constructions de transformateurs conviennent à différentes conceptions d'équipements.
Il n’existe pas de structure de transformateur unique adaptée à chaque application. Les choix de construction des transformateurs chevauchent également lesméthode de refroidissement, comprenant généralement des conceptions de type sec et remplies de liquide.
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Type de transformateur |
Avantages typiques |
Applications courantes |
|---|---|---|
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Conception mature, flexible et rentable |
Contrôle industriel, alimentations, équipements généraux |
|
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Structure compacte, faible champ magnétique parasite, potentiel de rendement élevé |
Équipement médical, audio, instrumentation, puissance |
|
|
Chemin magnétique compact, faible flux de fuite, faible potentiel de bruit |
Electronique de précision, audio, équipement médical |
|
|
Séparation galvanique entre circuits |
Équipements industriels, de laboratoire, médicaux et sensibles |
|
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Convient pour la conversion de puissance triphasée |
Machines industrielles et systèmes électriques |
|
|
Conçu pour les fréquences de commutation |
SMPS, convertisseurs, onduleurs et électronique de puissance |
|
|
Conception électrique et mécanique autour d’exigences spécifiques |
Équipements OEM et industriels spécialisés |
La structure du transformateur doit donc être sélectionnée en fonction du système électrique réel, des contraintes d'espace, des exigences en matière de bruit, des conditions thermiques et de l'objectif de coût.
Par exemple, untransformateur toroïdalpeut être intéressant là où une taille compacte et un faible champ magnétique parasite sont importants, tandis qu'unTransformateur à noyau EIpeut offrir une plus grande flexibilité de conception pour les équipements industriels et électroniques généraux.
UnTransformateur à noyau Rpeut également être envisagé pour les applications nécessitant une construction compacte et de faibles fuites magnétiques.
9. Évaluer la température, le refroidissement et l'environnement d'installation
La sélection du transformateur ne doit pas s’arrêter aux spécifications électriques.
L'environnement d'installation peut influencer directement les performances thermiques et la durée de vie. Ces facteurs environnementaux doivent également être vérifiés par rapport aux exigences en matière d'enceinte ou d'entrée, en utilisant les classifications NEMA ou IP, le cas échéant.
Les facteurs importants comprennent :
-
Température ambiante
-
Ventilation
-
Altitude
-
Humidité élevée
-
Poussière
-
Vibration
-
Installation intérieure ou extérieure
-
Conception du boîtier
-
Débit d'air de refroidissement disponible
-
Orientation de montage
-
Espace d'installation
Un transformateur installé à l'intérieur d'une armoire de commande compacte peut subir des températures ambiantes beaucoup plus élevées que la température ambiante à l'extérieur du boîtier, c'est pourquoi la disposition du boîtier et les systèmes de ventilation sont importants.
De même, la haute altitude peut affecter les performances de refroidissement et diélectriques, et les unités peuvent nécessiter un déclassement au-dessus de 1 000 m car une densité d'air réduite altère le refroidissement. Une humidité élevée peut réduire la résistance d'isolation, accélérer le vieillissement et raccourcir la durée de vie du transformateur.
Lorsque l'équipement doit fonctionner dans des conditions environnementales inhabituelles, ces conditions doivent être fournies au fabricant du transformateur lors de la phase de conception.
10. Vérifiez l’augmentation de la température et les exigences d’isolation
Les pertes du transformateur génèrent de la chaleur.
La conception thermique doit maintenir les températures du bobinage et de l'isolation dans des limites acceptables dans les conditions de fonctionnement prévues.
Les considérations importantes comprennent :
-
Système d'isolation
-
Augmentation de la température des enroulements
-
Température ambiante
-
Ventilation
-
Cycle de service
-
Charge continue ou intermittente
-
Température du boîtier
Un transformateur qui fonctionne en permanence à proximité de sa limite thermique peut avoir une durée de vie d'isolation plus courte qu'un transformateur fonctionnant dans des conditions plus modérées. Des températures ambiantes élevées peuvent réduire la durée de vie de l'isolation du transformateur d'environ 50 %, ce qui nuit également à une longue durée de vie.
Ceci est particulièrement important pour :
-
Des équipements industriels fonctionnant 24h/24 et 7j/7
-
Armoires électriques haute densité
-
Matériel médical
-
Systèmes d'énergie renouvelable
-
Electronique de puissance
-
Environnements à haute température
11. Tenez compte des pertes d’efficacité et du transformateur
Les pertes du transformateur sont principalement divisées en :
Pertes à vide
Ceux-ci sont principalement associés au noyau magnétique et existent chaque fois que le transformateur est sous tension.
Pertes de charge
Ceux-ci augmentent avec le courant de charge et incluent les pertes de résistance des enroulements et d'autres effets dépendants de la charge.
Pour les équipements alimentés en continu, l’efficacité du transformateur peut influencer :
-
Consommation d'énergie
-
Température de l'armoire
-
Exigences de refroidissement
-
Frais de fonctionnement
-
Efficacité globale de l'équipement
Le simple choix d’un transformateur beaucoup plus gros n’améliore pas nécessairement le système.
Un transformateur très surdimensionné peut augmenter le coût, la taille et les pertes à vide sans apporter d'avantages opérationnels significatifs.
L'objectif est de sélectionner un transformateur qui correspond à la charge de fonctionnement attendue avec une marge technique appropriée.
12. Tenez compte des harmoniques et des charges non linéaires
Les équipements industriels modernes contiennent de plus en plus :
-
Variateurs de fréquence
-
Servomoteurs
-
Alimentations à découpage
-
Redresseurs
-
Systèmes UPS
-
Pilotes de LED
-
Chargeurs de batterie
-
Onduleurs
Ce sont des charges non linéaires et peuvent générer des courants harmoniques. Dans des installations telles que les centres de données, les transformateurs doivent souvent être sélectionnés en fonction de leur contenu harmonique élevé.
Les harmoniques peuvent augmenter l’échauffement du transformateur au-delà de ce que l’on pourrait attendre du seul courant de fréquence fondamentale.
Pour les systèmes avec un contenu harmonique important, les ingénieurs doivent évaluer :
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Courant de charge efficace
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Spectre harmonique
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Courant neutre
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Chauffage par transformateur
-
Exigences de déclassement
-
Configuration du bobinage
-
Conception de transformateur spécifique à l'application
La capacité nominale du transformateur ne doit pas être dépassée en cas de présence de courants harmoniques.
Pour des conditions de charge non linéaire sévères, un transformateur standard à usage général ne doit pas automatiquement être considéré comme adapté.
Le bruit conduit haute fréquence généré par les VFD, les alimentations à découpage et autres équipements électroniques de puissance constitue également un problème CEM distinct. Dans ces applications, unFiltre EMI/EMCpeut être nécessaire en plus du transformateur.
Pour les alimentations à découpage en particulier, la conception et la conception des transformateursFiltrage EMI pour les alimentations à découpagedoivent être évalués comme des parties distinctes mais liées du système électrique.
Si les performances harmoniques doivent s'aligner sur les pratiques des services publics régionaux, les normes telles que IEEE C57 sont principalement associées aux réseaux nord-américains.
13. Vérifiez la taille mécanique et les exigences de montage
Pour les équipements OEM, les contraintes mécaniques peuvent être tout aussi importantes que les spécifications électriques.
Confirmer:
-
Largeur maximale
-
Hauteur maximale
-
Profondeur maximale
-
Espacement des trous de montage
-
Restrictions de poids
-
Emplacement du terminal
-
Longueur du fil de connexion
-
Type de connecteur
-
Orientation d'installation
-
Enceinte requise
Ceci est particulièrement important pour :
-
Armoires de commande
-
Matériel médical
-
Instruments de laboratoire
-
Alimentations
-
Matériel de communication
-
Machines industrielles compactes
Lorsque les dimensions standard du transformateur ne correspondent pas à l'équipement, untransformateur pour applications spécialesou une conception magnétique personnalisée peut fournir une meilleure solution.
14. Tenir compte des normes applicables aux transformateurs
Les exigences en matière de transformateur varient en fonction de la catégorie du transformateur, de la tension, de l'application et du marché cible.
Conformité réglementairefait également partie de la sélection du transformateur, et les transformateurs doivent être conformes aux normes CEI 60076, le cas échéant.
En fonction du transformateur et de l'équipement final, les ingénieurs peuvent avoir besoin d'évaluer les exigences liées à :
-
Sécurité électrique
-
Isolation
-
Rigidité diélectrique
-
Augmentation de la température
-
Ligne de fuite et jeu
-
Séparation de protection
-
Exigences spécifiques à l'équipement
-
Certification marché cible
Différentes exigences peuvent s’appliquer selon :
-
Type de transformateur
-
Catégorie d'équipement
-
Niveau de tension
-
Pays d'installation
-
Certification du produit final
-
Application médicale, ferroviaire, industrielle ou autre application spéciale
La norme applicable devrait donc être déterminée auniveau du système, plutôt que de supposer qu’une seule norme s’applique à chaque transformateur. Les tests et la vérification doivent également être pris en charge par des laboratoires conformes à la norme ISO/IEC 17025.
Exemple de sélection de transformateur
Considérons une machine industrielle nécessitant un transformateur abaisseur :
-
Entrée : 400 VCA
-
Triphasé
-
50 Hz
-
Sortie : 230 VCA
-
Courant de charge : 20 A
-
Exploitation industrielle continue
Une première estimation de capacité est :
kVA = 1,732 × 230 × 20 / 1000
≈7,97 kVA
Un ingénieur n'achèterait pas immédiatement un transformateur de 8 kVA sur la seule base de ce calcul.
Les prochaines questions devraient inclure :
-
Quel type de charge est connecté ?
-
Les moteurs sont-ils impliqués ?
-
Y a-t-il un courant de démarrage important ?
-
Y a-t-il des redresseurs ou des charges non linéaires ?
-
Quelle est la température ambiante ?
-
La charge va-t-elle augmenter plus tard ?
-
L'isolement est-il obligatoire ?
-
Quelle régulation de tension est acceptable ?
-
Des réglages de prise ou un changeur de prise sont-ils nécessaires pour la variation d'entrée ?
-
Quelle tension d'impédance est requise pour la régulation de tension et le comportement en court-circuit ?
-
Quel boîtier ou espace d'installation est disponible ?
Ceci illustre pourquoile dimensionnement du transformateur et la sélection du transformateur sont liés mais pas identiques.
Le calcul des kVA établit le point de départ. La candidature complète détermine la spécification finale.
Pour les applications industrielles triphasées de plus grande envergure, les ingénieurs peuvent également comparer les paramètres requis avec DOREXSTransformateurs secs triphasés de 0,5 à 100 kVA.
Erreurs courantes de sélection de transformateur
Sélection uniquement par kW
Les transformateurs sont normalement sélectionnés en fonction de la puissance apparente en VA ou en kVA.
Le facteur de puissance doit être pris en compte lors de la conversion de kW en kVA.
Ignorer le courant de démarrage
Les moteurs, contacteurs et solénoïdes peuvent nécessiter un courant nettement plus élevé lors du démarrage.
Ignorer la fréquence
Un transformateur doit être conçu pour la fréquence de fonctionnement prévue.
En supposant que tous les transformateurs abaisseurs fournissent une isolation
Un autotransformateur peut abaisser la tension sans isoler galvaniquement le secondaire du primaire.
Pour les applications dont l'objectif principal est la conversion de tension, unTransformateur abaisseur de 220 V à 110 Vpeut être envisagée, mais les exigences d’isolement doivent toujours être confirmées séparément.
Surdimensionnement sans analyse
Plus de capacité n’est pas toujours meilleure. Un surdimensionnement excessif peut augmenter le coût, la taille et les pertes à vide.
Ignorer la température d'installation
Un transformateur monté à l’intérieur d’une enceinte mal ventilée peut fonctionner à une température beaucoup plus élevée que prévu.
Ignorer les restrictions mécaniques
Un transformateur techniquement adapté reste inutilisable s’il ne peut pas s’intégrer dans l’équipement.
Liste de contrôle de sélection du transformateur
Avant de demander un devis de transformateur, préparez les informations suivantes :
|
Exigence |
Informations à fournir |
|---|---|
|
Tension d'entrée |
Tension primaire et plage admissible |
|
Tension de sortie |
Tension secondaire requise |
|
Phase |
Monophasé / Triphasé |
|
Fréquence |
50 Hz / 60 Hz / autre |
|
Puissance nominale |
VA / kVA / kW |
|
Courant de charge |
Courant normal et maximum |
|
Type de charge |
Moteur / électronique / redresseur / circuit de commande / autre |
|
Isolement |
Obligatoire / Non obligatoire |
|
Devoir |
Continu / intermittent |
|
Température ambiante |
Normal et maximum |
|
Installation |
Intérieur/extérieur/armoire |
|
Restrictions de taille |
L × H × P |
|
Montage |
Châssis/PCB/panneau/personnalisé |
|
Relations |
Câbles / bornes / connecteurs |
|
Normes |
Marché cible ou besoin en équipement |
|
Quantité |
Prototype et quantité de production |
La planification de la maintenance et le support technique du fournisseur doivent également être pris en compte, car les coûts de maintenance sont modestes par rapport au risque d'indisponibilité. Dans les opérations industrielles, une panne de transformateur peut entraîner des pertes de production d'environ 50 000 à 100 000 dollars par heure.
Fournir ces informations à un stade précoce peut réduire considérablement les révisions de conception inutiles.
Transformateur standard ou personnalisé : lequel choisir ?
Un transformateur standard est normalement le meilleur choix lorsque :
-
Les tensions d'entrée et de sortie standard sont acceptables
-
La capacité est disponible dans une gamme standard
-
La taille mécanique n'est pas limitée
-
Aucune condition de charge inhabituelle n'existe, et la charge connectée et l'environnement d'installation sont conventionnels
Une coutume outransformateur pour applications spécialesdevient utile lorsque l'application nécessite :
-
Combinaisons de tension spéciales
-
Plusieurs enroulements secondaires
-
VA ou kVA non standard
-
Espace d'installation limité
-
Dimensions de montage spéciales
-
Exigences d’isolement plus élevées
-
Exigences particulières en matière d'échauffement
-
Fréquence de fonctionnement inhabituelle
-
Configurations d'enroulement spéciales
-
Connecteurs ou câbles spécifiques aux OEM
-
Besoins spécifiques en matière de sécurité incendie qui affectent le choix entre une construction de type sec et un transformateur à bain d'huile
Pour les équipements OEM, concevoir le transformateur autour du système électrique et mécanique peut parfois constituer une meilleure solution que concevoir l’équipement autour d’un transformateur standard. Pour les transformateurs remplis de liquide, les fluides esters naturels peuvent améliorer la sécurité incendie et sont biodégradables par rapport aux huiles minérales.
Comment DOREXS prend en charge la sélection des transformateurs
DOREXS fournitsolutions de transformateurs standards et personnaliséspour les équipements industriels, l'électronique de puissance, les systèmes d'automatisation, les équipements de communication, l'électronique médicale et autres applications OEM.
Les configurations de transformateur disponibles incluent :
Lorsqu’un transformateur standard ne correspond pas à l’équipement, DOREXS peut évaluer les exigences du transformateur en fonction du système électrique, de la charge, des conditions d’installation et des contraintes mécaniques.
Pour un projet personnalisé, les informations les plus utiles sont :
Tension d'entrée + Tension de sortie + Puissance nominale + Fréquence + Phase + Type de charge + Type d'équipement + Espace d'installation + Exigences d'application
La fourniture de ces paramètres permet aux ingénieurs de déterminer si une série de transformateurs existante peut être utilisée ou si une conception personnalisée est plus appropriée.
Foire aux questions
Comment puis-je savoir de quelle taille de transformateur j'ai besoin ?
Calculez le VA ou le kVA requis à partir de la tension et du courant de charge, puis évaluez les caractéristiques de charge telles que le courant de démarrage, les harmoniques, le rapport cyclique, la température ambiante et l'expansion future avant de sélectionner la valeur nominale finale du transformateur.
Comment calculer les kVA du transformateur ?
Pour les systèmes monophasés :
kVA = V × I / 1000
Pour les systèmes triphasés équilibrés :
kVA = √3 × V × I / 1 000
Si la puissance de charge est indiquée en kW, le facteur de puissance doit également être pris en compte.
Dois-je choisir un transformateur plus grand que la charge calculée ?
Une certaine marge de conception peut être appropriée, mais le transformateur ne doit pas être arbitrairement surdimensionné. La marge correcte dépend du profil de charge, des exigences de démarrage, de l'expansion future, des conditions thermiques et des exigences de l'application.
Quelle est la différence entre un transformateur d'isolement et un autotransformateur ?
Untransformateur d'isolementpossède des enroulements primaire et secondaire séparés et peut fournir une isolation galvanique. Un autotransformateur partage une partie de son enroulement entre l'entrée et la sortie et n'offre donc pas la même isolation électrique.
Comment sélectionner un transformateur pour un moteur ?
Tenez compte du courant de fonctionnement du moteur, du courant de démarrage, de la méthode de démarrage, de la durée de démarrage et de la chute de tension admissible. Dans les applications moteur, vérifiez égalementcourant de défautniveaux et coordinationdispositifs de protectionavec le transformateur et les composants du système associés. La sélection d'un transformateur uniquement à partir de la puissance de fonctionnement du moteur peut entraîner des performances de démarrage inadéquates.
Comment choisir entre un transformateur monophasé et triphasé ?
La sélection est principalement déterminée par l’architecture d’alimentation et de charge disponible. Des équipements et des circuits de contrôle plus petits sont couramment utiliséstransformateurs monophasés, tandis que les machines industrielles et les grands systèmes triphasés utilisent généralementtransformateurs triphasés.
Quelles informations sont nécessaires pour un transformateur personnalisé ?
Au minimum, indiquez la tension d'entrée, la tension de sortie, la VA ou le kVA, la fréquence, la phase, le type de charge, les dimensions de l'application et de l'installation.
Des exigences particulières en matière d'isolation, de température, de câblage, mécaniques et de certification doivent également être spécifiées.
Pour des besoins d'équipement inhabituels, DOREXS peut évaluer untransformateur pour applications spécialesselon le système électrique et mécanique actuel.
Un transformateur peut-il réduire le bruit électrique ?
Un transformateur d'isolement peut assurer une séparation galvanique et peut aider à résoudre certains problèmes de couplage en mode commun ou liés à la mise à la terre en fonction de sa conception, mais un transformateur ne doit pas automatiquement être traité comme un filtre EMI.
Les interférences conduites à haute fréquence peuvent nécessiter unFiltre EMI/EMC, ainsi qu'une mise à la terre, un blindage et une disposition des câbles appropriés.
Conclusion
Connaissancecomment sélectionner un transformateurcommence par la tension et la puissance, mais la sélection fiable d’un transformateur nécessite une vision technique plus large.
Les facteurs clés sont :
Tension primaire + Tension secondaire + VA/kVA + Phase + Fréquence + Caractéristiques de charge + Isolation + Température + Installation + Exigences mécaniques
Pour des applications simples, un transformateur standard peut répondre à toutes les exigences.
Pour les équipements industriels, l’électronique médicale, les systèmes de conversion de puissance, les équipements d’automatisation et les produits OEM spécialisés, le comportement en charge et les conditions d’installation nécessitent souvent une évaluation technique supplémentaire.
Le choix du transformateur en fonction de l'équipement réel plutôt que d'une simple évaluation catalogue contribue à améliorer les performances électriques, la fiabilité thermique et l'intégration du système.
Les ingénieurs peuvent explorer l'intégralitéGamme de transformateurs DOREXSpour comparer les structures des transformateurs et identifier un point de départ approprié pour l'application.
Besoin d'aide pour sélectionner un transformateur ?
Vous ne savez pas quelle configuration de transformateur convient à votre équipement ?
Envoyez à DOREXS votre :
Tension d'entrée + Tension de sortie + Puissance nominale + Fréquence + Phase + Type d'équipement + Caractéristiques de charge + Exigences d'installation
Notre équipe d'ingénierie peut évaluer si un transformateur standard ou une configuration de transformateur personnalisée est plus adaptée à votre application.
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