Qu'est-ce qu'un transformateur élévateur ?
2025-02-07
Le transformateur élévateur, également connu sous le nom de transformateur à fréquence variable, est un type d'équipement électrique principalement utilisé pour modifier la tension et la fréquence. Actuellement, le transformateur élévateur est largement utilisé dans le système énergétique et joue un rôle important.
Cet article présentera le transformateur élévateur sous les aspects du principe, de la structure et de l'application.
Principe du transformateur élévateur
Le principe principal du transformateur élévateur est de changer la tension en utilisant la fonction de l'inductance mutuelle. L'inductance mutuelle est composée d'une bobine principale et d'une bobine secondaire. Lorsque la bobine principale est alimentée, un champ magnétique est généré, qui traverse la bobine secondaire, induisant ainsi une force électromotrice sur la bobine secondaire.
Selon la loi de Lenz, l'amplitude de la force électromotrice est proportionnelle au rapport entre le nombre de spires de la bobine primaire et de la bobine secondaire. En modifiant le rapport du nombre de spires entre la bobine primaire et la bobine secondaire, l'objectif de modifier la tension peut être atteint.
Fonctions et avantages des transformateurs élévateurs
1. Augmenter la tension
Les transformateurs élévateurs peuvent convertir une basse tension en haute tension, ce qui est très important pour certains équipements électriques nécessitant une haute tension. Par exemple, les ampoules haute tension ne peuvent pas être allumées sans transformateurs élévateurs, et la haute tension requise par certains instruments médicaux doit également être fournie par des transformateurs élévateurs.
2. Économiser de l'énergie
L'utilisation de transformateurs élévateurs permet d'allonger les lignes de transmission d'énergie électrique, réduisant ainsi la surface des lignes et les coûts de construction. De plus, les transformateurs élévateurs peuvent augmenter la tension des lignes de transmission, réduire les pertes de lignes et les gaspillages d'énergie.
3. Prolonger la durée de vie des équipements
Comme les transformateurs élévateurs peuvent fournir une tension stable, ils protègent les équipements électriques des fluctuations de tension et prolongent la durée de vie des équipements.
4. Réduire les pertes de ligne
Lors de la transmission d'énergie électrique, celle-ci subit certaines pertes dues à la résistance des lignes. Lorsque la distance de transmission augmente, les pertes de ligne augmentent également. L'utilisation de transformateurs élévateurs peut augmenter la tension des lignes de transmission, réduisant ainsi les pertes de ligne.
5. Protéger les équipements
Les transformateurs élévateurs peuvent protéger les équipements contre une tension excessive et éviter les dommages ou la destruction des équipements. De plus, les transformateurs élévateurs peuvent également fournir une protection contre les surcharges et les courts-circuits pour garantir le fonctionnement sécurisé des équipements.
Structure du transformateur élévateur
Le transformateur élévateur se compose d'un noyau en fer et d'une bobine. Le noyau en fer est fabriqué à partir d'un matériau à haute perméabilité magnétique, ce qui permet de concentrer efficacement les lignes de force magnétiques et d'augmenter le flux magnétique.
La bobine est divisée en une bobine principale et une bobine secondaire. La bobine principale est généralement connectée à l'alimentation, tandis que la bobine secondaire est généralement connectée à la charge. Afin de réduire les pertes d'énergie, la bobine est fabriquée à partir d'un matériau ayant une haute conductivité. De plus, pour réduire les pertes par hystérésis du noyau en fer, ce dernier est également traité avec un alliage de silicium ou de nickel-fer.
Classification des transformateurs élévateurs
Type haute fréquence
Le transformateur élévateur haute fréquence adopte un circuit redresseur à doubleur de tension haute fréquence, applique la dernière technologie de modulation de largeur d'impulsion (PWM) et des dispositifs de puissance IGBT, et utilise des processus spéciaux basés sur la théorie de la compatibilité électromagnétique pour rendre le générateur à courant continu de haute qualité et portable.
Il se compose d'une boîte de commande et d'un doubleur de tension. Il dispose d'une résistance de protection intégrée et offre une protection contre les ruptures de tension, ainsi que des fonctions de protection contre les surintensités et les surtensions. Il est de petite taille, léger, facile à transporter, pratique, sûr et fiable. Il est adapté pour les tests de haute tension en courant continu sur site dans les départements énergétiques, les tests de caractéristiques en courant continu des parafoudres et d'autres occasions nécessitant une haute tension en courant continu.
Type courant continu (DC)
Le transformateur élévateur à courant continu présente les caractéristiques de petite taille, de poids léger, de structure compacte, de fonctions complètes, de grande polyvalence et de facilité d'utilisation.
Il est particulièrement adapté aux systèmes électriques, aux entreprises industrielles et minières, ainsi qu'aux départements de recherche scientifique, pour effectuer des tests de résistance à l'isolation sur divers équipements électriques haute tension, composants électriques et matériaux isolants sous haute tension ou courant continu. C'est un équipement indispensable et important dans les tests de haute tension.
Type alternatif (AC)
Le transformateur élévateur alternatif est un appareil qui convertit la tension, le courant et l'impédance en courant alternatif. Lorsque le courant alternatif traverse la bobine primaire, un flux magnétique alternatif est généré dans le noyau en fer (ou noyau magnétique), ce qui induit une tension (ou un courant) dans la bobine secondaire.
Le transformateur élévateur alternatif présente les caractéristiques de petite taille, de poids léger, de structure compacte, de fonctions complètes, de grande polyvalence et de facilité d'utilisation.
Type sec
Comparé aux transformateurs élévateurs de type huile, les transformateurs élévateurs de type sec ne contiennent pas d'huile, ce qui élimine des problèmes tels que les incendies, les explosions, la pollution, etc. De plus, la perte et le bruit sont réduits à un nouveau niveau. Le fonctionnement sûr et la durée de vie des transformateurs élévateurs de type sec dépendent largement de la sécurité et de la fiabilité de l'isolation des enroulements du transformateur.
Type basse fréquence
Le flux du noyau du transformateur élévateur basse fréquence est lié à la tension appliquée. Dans le courant, le courant d'excitation n'augmente pas avec l'augmentation de la charge.
Application des transformateurs élévateurs
Les transformateurs élévateurs sont largement utilisés dans les systèmes énergétiques.
Dans les centrales électriques, les transformateurs élévateurs sont utilisés pour convertir l'électricité basse tension générée par les générateurs en électricité haute tension afin de faciliter la transmission et la distribution.
Dans les lignes de transmission, les transformateurs élévateurs sont utilisés pour convertir l'électricité haute tension en électricité basse tension afin de répondre aux besoins de la charge.
De plus, les transformateurs élévateurs sont également utilisés dans le domaine industriel, comme l'adaptation des équipements mécaniques à différentes exigences de tension et de fréquence.
Différences et connexions entre les transformateurs élévateurs et les transformateurs abaisseurs
Différences :
• Fonction:
Les transformateurs élévateurs augmentent la tension, tandis que les transformateurs abaisseurs réduisent la tension.
• Rapport de spires :
La bobine secondaire d'un transformateur élévateur a plus de spires que la bobine primaire, tandis que la bobine secondaire d'un transformateur abaisseur a moins de spires que la bobine primaire.
• Scénarios d'application :
Les transformateurs élévateurs sont utilisés dans les réseaux de transmission et les équipements haute tension, tandis que les transformateurs abaisseurs sont utilisés dans les équipements domestiques et industriels.
• Direction de la tension :
La tension de sortie d'un transformateur élévateur est plus élevée que la tension d'entrée, tandis que la tension de sortie d'un transformateur abaisseur est inférieure à la tension d'entrée.
Connexion:
• Les deux réalisent des changements de tension grâce au principe de l'induction électromagnétique.
• Les transformateurs élévateurs et abaisseurs sont des équipements électriques importants utilisés dans divers systèmes électriques.
• Les transformateurs élévateurs et abaisseurs sont des équipements électriques importants utilisés dans divers systèmes électriques.
Application des transformateurs élévateurs dans les systèmes de stockage d'énergie industriels et commerciaux
Principe de fonctionnement du stockage d'énergie et du boost
Le système de stockage d'énergie et de boost est un dispositif de conversion d'énergie capable de convertir l'énergie en courant continu (DC) en énergie en courant alternatif (AC) et de stocker et booster l'énergie.
Il se compose principalement de trois parties : l'unité de stockage d'énergie, l'unité de boost et l'unité de contrôle.
L'unité de stockage d'énergie est généralement composée de batteries lithium-ion, de stockage d'hydrogène, de supercondensateurs, etc., qui sont utilisés pour stocker l'énergie électrique.
L'unité de boost est principalement composée de dispositifs à semi-conducteurs de puissance, de transformateurs, etc., qui sont utilisés pour convertir l'énergie DC stockée en énergie AC afin d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie.
L'unité de contrôle est le cerveau de la machine de stockage et de boost. En contrôlant l'unité de stockage d'énergie et l'unité de boost, elle peut ajuster et gérer l'ensemble du système.
Caractéristiques et avantages du cabinet intégré inverseur-boost
Applicable au domaine de la production d'énergie à partir de nouvelles énergies (photovoltaïque, éolien, stockage d'énergie), réduisant le gaspillage d'énergie solaire et éolienne, améliorant les bénéfices économiques, avec une forte adaptabilité environnementale, améliorant efficacement l'efficacité de l'électrolyse, réduisant la consommation d'énergie globale et offrant un module convertisseur plus puissant pour le système de stockage d'énergie.
Configuration flexible
Des transformateurs secs de 6 kV à 35 kV et des transformateurs à huile sont disponibles en option, la capacité maximale d'une seule unité peut atteindre 10 MW, intégrant l'onduleur photovoltaïque, le transformateur, le tableau de distribution et un réglage global avant la livraison.
Haute sécurité
Le boîtier peut être de type conteneur, avec un indice de protection contre la corrosion allant jusqu'à C5. Le boîtier est équipé d'un panneau d'isolation, offrant de bonnes propriétés de prévention des incendies, d'isolation thermique et de résistance thermique. L'entrée d'air est spécialement conçue pour prévenir efficacement la poussière et le sable, avec plusieurs effets de protection. Le produit est plus sûr et fiable, avec une forte résistance aux intempéries, et peut s'adapter à des températures ambiantes de -30 à 60℃. Il possède des caractéristiques de résistance au vent et au sable, de résistance aux températures élevées et au froid extrême, et peut être adapté à l'environnement extérieur de Shagohuang.
Économique et efficace
La structure optimisée permet de supprimer deux tableaux de distribution basse tension entre l'onduleur et le transformateur élévateur, rationalisant la configuration, réduisant le nombre de bases d'installation de 2 à 1, ce qui permet de réduire de 50 % le temps d'installation et de mise en service, et d'accélérer la mise en production. L'équipement fonctionne de manière efficace et stable, est durable et présente de faibles coûts de maintenance.
La machine intégrée de stockage d'énergie et de boost est un soutien important pour le développement des énergies nouvelles, permettant de résoudre le problème de la volatilité des nouvelles énergies et d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie.
À l'avenir, avec l'évolution continue de la technologie des énergies nouvelles et l'expansion continue des scénarios d'application, les perspectives de la machine intégrée de stockage d'énergie et de boost seront encore plus larges.
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