Transformateurs variables

Qu’est-ce qu’un transformateur variable ?

Un transformateur variable est un transformateur capable de produire différents niveaux de tensions à partir d’une seule tension d’entrée. Ils existent dans différentes versions, certaines sont des marques déposées, d’autres sont seulement commercialisées sous le nom de « transformateur variable » et certains modèles sont fabriqués sur mesure. Leurs applications sont nombreuses et variées, et ils font partie des composants électriques les plus courants parmi tous ceux présents dans les environnements privés et industriels.

Un transformateur variable est un type d’autotransformateur sans double bobinage. Les transformateurs variables sont souvent contrôlés par un bouton de réglage, ce qui permet de les utiliser comme dimmers d’éclairage et dans d’autres applications nécessitant un contrôle précis de la tension appliquée.

Bien qu’ils soient basés sur des principes similaires aux transformateurs standard, les transformateurs variables présentent des différences importantes. Par leur conception, les autotransformateurs ou transformateurs variables n’ont qu’un seul bobinage. De ce fait, il n’y a pas de séparation physique entre la tension source et la charge. Ils ne sont donc pas adaptés à certaines applications, lorsqu’il est nécessaire d’isoler un opérateur ou un dispositif d’une haute tension.

Les Variac en particulier sont utilisés dans des applications à basse tension et leur conception est fondamentalement inadaptée aux applications à haute tension. Cependant, ils permettent de réaliser des tests sophistiqués et de contrôler avec précision la tension produite par une source d’alimentation sur une charge spécifique.

 

Quelles sont les applications des transformateurs variables ?

Les transformateurs variables répondent à un nombre impressionnant d’applications différentes. Fondamentalement, chaque fois qu’une application implique une tension variable contrôlée à la volée et appliquée à une charge, un transformateur variable sera très probablement utilisé.

Ces types de transformateurs peuvent servir à accélérer ou ralentir des moteurs électriques, à augmenter ou diminuer l’intensité de l’éclairage ou pour simuler des conditions spécifiques pendant des procédures de tests.

Grâce à leurs boutons de contrôle, les transformateurs variables offrent l’avantage de contrôler une variation continue et très régulière de la tension. Ceci les différencie nettement des dispositifs à contrôle numérique, dont la sortie augmente et diminue en fonction d’un intervalle spécifique.

Pour réaliser des tests, la capacité de régler la tension avec une extrême finesse sur un circuit est un avantage très appréciable des transformateurs variables. Les responsables des tests peuvent ainsi réduire la tension à des niveaux extrêmement bas, ou augmenter aisément la tension jusqu’à des niveaux supérieurs à ceux normalement spécifiés pour le composant testé.

Les transformateurs variables ne sont pas utilisés comme dispositifs d’isolement. Cependant, ils sont présents dans de nombreux systèmes, où la séparation de la tension source n’est pas aussi importante que la nécessité de contrôler avec précision la tension appliquée à une charge. Ces systèmes, sous la marque Variac, font partie des composants les plus utilisés depuis le début du vingtième siècle et le sont encore aujourd’hui.

 

D’où vient le nom Variac ?

Le nom Variac est une marque déposée qui est actuellement la propriété de l’entreprise Instrument Service Equipment. Elle était précédemment la propriété de General Radio et le concept initial servait à faire varier une tension d’entrée CA stable.

Variac est seulement une marque déposée qui désigne un type de transformateurs variables, même s’ils peuvent être fabriqués et vendus sans cette marque déposée comme simples transformateurs variables. Ce terme désigne spécifiquement des transformateurs variables à basse tension CA.

 

Quels sont les principes physiques appliqués dans un transformateur variable ?

Un transformateur variable est un type d’autotransformateur qui utilise les mêmes principes que les transformateurs standard, avec une plus grande flexibilité grâce à sa conception. Dans un autotransformateur, plusieurs dérivations ou accès sont répartis sur seul bobinage. Le transformateur variable est connecté à la charge et à la source de tension. La charge est connectée à l’un des accès sur le secondaire du transformateur, permettant de faire varier la tension reçue par cette charge.

Le nombre d’enroulements détermine le niveau de la tension appliquée à la charge. Les accès le long du bobinage déterminent le nombre d’enroulements utilisés, et font par conséquent varier la tension.

Des différences importantes séparent les transformateurs à double bobinage et les autotransformateurs. Dans un transformateur à double bobinage, la charge est physiquement séparée de la tension d’entrée. Dans un autotransformateur, la totalité de la tension d’entrée peut être appliquée à la charge, dans le cas d’une défaillance du dispositif. Cette possibilité représente un risque évident pour l’équipement.

 

Quels sont les composants d’un transformateur variable ?

Les composants de tous les transformateurs variables sont remarquablement similaires. Les composants les plus importants d’un transformateur sont le bobinage et le balai coulissant. Le bouton monté sur le dispositif isole l’utilisateur de la tension et lui permet de réguler la surface du balai mise au contact du bobinage.

Un transformateur variable contient en outre des composants spécifiques pour la sécurité du système. Par exemple, les matériaux d’isolement servent à protéger l’utilisateur du courant électrique. Des connexions sécurisent la circulation du courant jusqu’au terminal de sortie, etc. Les composants les plus importants sont néanmoins le bobinage et le balai, ce dernier correspondant au bobinage secondaire d’un transformateur standard à deux bobinages.

 

Comment fonctionne un transformateur variable ?

Lorsque l’utilisateur tourne le bouton de réglage, il modifie la surface du balai qui est au contact du bobinage. Plus le balai touche le bobinage, plus la tension appliquée à la charge est élevée.

La fonction clé d’un transformateur variable est de permettre de régler la tension avec précision et progressivité depuis la valeur zéro, et dans la plupart des cas, jusqu’à un niveau plus élevé que la tension d’entrée. Les transformateurs variables sont donc particulièrement utiles pour tester des équipements et dans un grand nombre d’autres applications, où la tension de sortie doit être régulée avec efficacité et progressivité.

Ceci est très différent d’un autotransformateur, où les dérivations fixes sur le bobinage procurent uniquement des tensions spécifiques. Le transformateur variable apporte donc une variation infinie de la tension de sortie du dispositif, ce qui constitue une caractéristique très utile pour de nombreuses applications.

Les transformateurs variables peuvent être fabriqués pour fonctionner avec n’importe quelle gamme de tension, jusqu’aux plus hautes tensions afin de tester des applications industrielles.

 

Qu’est-ce qu’un balai Variac et quel est son rôle ?

Les balais installés dans des transformateurs variables, et en particulier les Variac, sont des composants à haute résistance mis au contact des enroulements du bobinage. La zone de contact du balai Variac avec le bobinage peut être augmentée ou diminuée en tournant le bouton de contrôle.

Cette solution est particulièrement courante dans les modèles à faible tension et elle fait partie du produit protégé par la marque déposée Variac. Sans ce balai, un Variac ne peut pas exécuter sa principale fonction.

Le balai d’un transformateur Variac peut être aisément démonté et examiné. Dans sa conception de base, un transformateur variable n’est pas particulièrement difficile à fabriquer. Le balai, le bobinage et l’enceinte sont les principaux composants. Bien que mathématiquement complexe, le fonctionnement concret de ce dispositif est très simple.

 

Qu’est-ce qu’un connecteur Variac ?

Les connecteurs Variac permettent de relier ce type de transformateur variable à des types d’équipement spécifiques. Ils sont généralement conçus pour réaliser des tests, bien que d’autres conceptions existent. Ils sont disponibles séparément, sans le Variac, et permettent d’utiliser le dispositif pendant de longues années, dont la durabilité est supérieure à celle de plusieurs connecteurs. Les connecteurs Variac sont parfois appelés connecteurs d’autotransformateurs variables.

Les transformateurs Variac sont également dotés de connecteurs d’entrée. Ces connecteurs d’entrée sont conformes aux prises de courant utilisées sur les appareils électriques vendus dans le pays où le Variac est commercialisé. Ils peuvent aussi inclure différents types d’entrée dans des applications spécialisées.

Certains de ces dispositifs sont conçus pour être connectés directement à des circuits spécifiques, et sont dotés des connecteurs conçus pour cette fonction. Par exemple, les dimmers de lumière qui utilisent des transformateurs variables ont les mêmes types de connecteurs électriques que les autres appareils branchés au secteur.

Comme pour tous les composants électriques, il y a toujours des cas spéciaux où des connecteurs doivent être conçus et adaptés à des éléments spécifiques d’un équipement, une source d’entrée ou autre variable pouvant déterminer la capacité d’utilisation du transformateur.

 

Qu’est-ce qu’un bouton de Variac ?

Le réglage d’un Variac permet de modifier manuellement la tension de sortie. Ces boutons de réglage sont fabriqués dans des matériaux isolants qui protègent l’utilisateur de la tension présente dans le transformateur.

Ils sont disponibles dans de nombreux designs. Certains sont très grands et autorisent donc un réglage très fin et progressif de la tension. D’autres modèles sont plus compacts, par exemple lorsque le Variac doit être intégré à un petit système fixe, comme un dimmer de lampe.

Certains boutons de Variac sont dotés de graduations permettant de mieux suivre les variations appliquées. Elles peuvent aussi être mesurées avec un voltmètre.

Certains Variac sont motorisés, et offrent une solution de contrôle à distance. D’autres modèles de Variac sont contrôlés par un système à microprocesseurs, permettant d’appliquer des séries de variations spécifiques à une charge donnée, en particulier pour réaliser des tests, ou pour des systèmes automatisés. Comme ces dispositifs sont très répandus, les caractéristiques des contrôles sont très variées.

 

Quelles sont les variables des Variac ?

L’étiquetage des Variac présente les informations suivantes sur leurs caractéristiques opérationnelles.

 

La tension primaire

La tension primaire est la tension d’entrée que le Variac utilise pour produire les tensions de sortie voulues. Cette valeur est normalement exprimée par un nombre fixe. Le plus souvent, la tension primaire est indiquée en premier, comme tension nominale. La tension nominale des Variac coïncide avec les tensions d’alimentation courantes, telles que 120 VCA, 240 VCA et 480 VCA.

 

La tension secondaire

Sur un Variac, la tension secondaire est variable. Dans certains cas, un Variac peut générer des tensions beaucoup plus hautes que la tension d’entrée. Certains modèles peuvent doubler la tension d’entrée, offrant une remarquable flexibilité pour réaliser des tests et d’autres tâches. Cette tension est habituellement exprimée par une gamme.

 

La puissance nominale

La puissance nominale indique le niveau de puissance le plus haut utilisable par le Variac sans risque pour le dispositif ou les utilisateurs. Dans la plupart des cas, cette valeur inclut un tampon de sécurité, qui sépare la puissance nominale de la puissance maximale que le dispositif peut accepter sans défaillance catastrophique ou mise en danger d’autrui.

 

Que contrôle le bouton de réglage ?

La rotation du bouton d’un Variac augmente ou diminue la tension de sortie. Dans la plupart des cas, une rotation dans le sens horaire augmente la tension de sortie produite par le Variac, et la rotation dans le sens anti-horaire la diminue. Cette configuration n’est pas systématique, mais elle est la plus courante.

 

Que définit le nombre de phases ?

La phase est une caractéristique du courant alternatif qui intervient dans la conception d’un transformateur. La phase du transformateur doit correspondre à la phase du courant électrique de son alimentation. Par exemple, une alimentation CA standard peut être triphasée.

Les Variac sont disponibles en versions monophasées et triphasées.

 

Combien de sorties peut avoir un Variac ?

Les Variac sont normalement fournis avec une seule sortie. Outre la possibilité d’obtenir des transformateurs variables spéciaux, fabriqués pour fonctionner avec des niveaux de tension plus faibles ou plus élevés, il est possible de commander aux fabricants différents types de sorties sur mesure. Pour certaines applications, des dispositifs sur mesure sont les meilleures options.