Transformateurs perte de poids

Le principe de l' induction électromagnétique est découvert indépendamment par Michael Faraday et Joseph Henry en Mais Faraday ayant publié le premier ses résultats expérimentaux, le crédit de la découverte lui revient [10].

Faraday avec transformateurs perte de poids bobines enroulées autour d'un anneau de fer, crée en fait le premier transformateur toroïdal [11]mais n'en prévoit pas les applications pratiques [7][12]. Le travail sur les bobines d'induction est poursuivi par le révérend Nicholas Callan du Transformateurs perte de poids Patrick's College de Maynooth en Irlande en Il est l'un des premiers à comprendre l'influence des nombres de tours de fil des bobines primaire et secondaire sur la force électromotrice produite.

Les bobines évoluent grâce aux efforts des différents scientifiques et inventeurs qui cherchent à augmenter la tension provenant de batteries connectées au primaire. Ces batteries fournissant du courant continuil faut ouvrir régulièrement le circuit afin d'obtenir la variation de tension et donc la variation de flux nécessaire à l'induction.

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Ce système a d'ailleurs été repris pendant des dizaines d'années pour commander l'allumage des moteurs à essencedéclenché par un transformateurs perte de poids [13][14][15]. Entre les années etles progrès dans le domaine, surtout réalisés par tâtonnement, fournissent les bases de la compréhension des futurs transformateurs.

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Dans les années apparaissent des générateurs électriques de courant alternatif. On se rend compte que le système d'ouvertures-fermetures successives du circuit devient inutile, puisque le courant généré passe par une valeur zéro en alternant son sens de circulation.

Son montage avec 2 bobines d'induction est, fondamentalement, un transformateur [16].

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Les ingénieurs de la société Ganz inventent le transformateur moderne Transformateur à colonne de Plus vieil exemplaire du transformateur moderne de l'usine Ganz.

Transformateur de Stanley de avec un entrefer ajustable [18]. Le premier système à circuit magnétique en fer est exposé par Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs à Londres enqui le dénomment générateur secondaire. Après l'exposition, Gaulard et Gibbs vendent leur idée à la société américaine Westinghouse [19].

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Ils présentent une nouvelle fois leur invention à Turin enoù elle sera utilisée pour le système d'éclairage [9]. Toutefois le rendement de leur appareil reste bas [9].

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Les bobines d'induction avec un circuit magnétique ouvert sont peu efficaces pour le transfert de puissance électrique. Jusque dans les annéespour transférer de la puissance en courant alternatif depuis une source en haute-tension à des charges en basse tension, on les connecte toutes en série.

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Les primaires des transformateurs à circuit ouvert avec un rapport proche de sont alors branchés en série avec la source de tension, et les secondaires sont branchés aux lampes. Le problème est que quand une lampe est allumée ou éteinte cela influe sur la tension aux bornes de toutes les autres dans le circuit.

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Des transformateurs variables sont introduits pour régler ce problème, certains utilisent une modification de leur circuit magnétique voire détournent une partie du flux magnétique pour faire varier leur rapport de conversion [9]. Dans leur brevet deils décrivent deux nouveaux types de transformateurs à circuit magnétique fermé.

Dans le premier cas, les bobines de cuivre sont autour du circuit magnétique, on parle de transformateur à colonnes, dans le second c'est le circuit magnétique qui est autour des bobines, transformateur cuirassé [9].

Ces concepts sont toujours en application de nos jours pour la construction des transformateurs [21][22][23][24].

La société Ganz réalise le premier transformateur à haut rendement et le livre le 16 septembre [25]. Dans les deux cas proposés, le flux magnétique circule du primaire au secondaire quasiment intégralement dans le circuit magnétique. Seule une très petite partie passe par l'air, c'est ce qu'on appelle le flux de fuite.

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Même si George Westinghouse a acquis les brevets de Gaulard et Gibbs enc'est la société Edison Electric Light Company qui obtient la licence pour la construction des transformateurs "Ganz" aux États-Unis. Westinghouse se trouve donc obligé d'utiliser une conception différente pour fabriquer ses transformateurs. Il confie la conception de ces nouveaux modèles à William Stanley [29]. Le premier brevet sur les transformateurs déposé par Stanley présente une construction avec un circuit magnétique en fer doux avec un entrefer ajustable permettant de réguler la tension au secondaire [18].

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Ce design est tout d'abord vendu aux États-Unis en [30]. Westinghouse veut améliorer le concept afin de le rendre plus simple à produire et donc moins cher [30]. Cela amène à l'émergence d'un nouveau modèle dans lequel le noyau magnétique est constitué de fines tôles séparées entre elles par des feuilles de papier ou d'autres matériaux isolants.

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Les bobines sont ensuite glissées autour des colonnes avant de refermer le circuit avec les tôles horizontales. Ce nouveau modèle est déposé au bureau des brevets en décembre par Stanley et définitivement breveté en juillet [31].

Enle russe Mikhaïl Dolivo-Dobrovolski construit le premier transformateur triphasé chez AEGune société allemande [32]. Le transformateur isolé et refroidi à l'huile est inventé aux environs de Cela permet de construire des transformateurs supportant des puissances plus élevées.

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Son principal défaut est son inflammabilité. L'usage des PCB permet de contourner cet inconvénient, cependant leur toxicité - en cas d'incendie les fumées émises contiennent des dioxines - a toutefois conduit à leur interdiction en [33][34]. Depuis lors, la technologie n'a pas fondamentalement changé.

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