petits transformateurs, calcul, réalisation et exemple - bricolsec

Petits transformateurs, Calcul, ralisation et Exemple - BRICOLSEC

http://bricolsec.canalblog.com/archives/2009/03/30/13192521.html[08/02/2015 20:47:42]

BRICOLSEC > ELECTRONIQUE / INFORMATIQUE > Petits transformateurs, Calcul, ralisation et Exemple

30 mars 2009

Petits transformateurs, Calcul, ralisation et Exemple

Petits transformateurs Calcul et ralisation (10 VA 500 VA)Exemple rel de ralisation (V2)

1 Comment se pose le problme1.1 C'est quoi un transformateur1.2 Cas o il est ncessaire de bobiner1.3 La dmarche inverse1.4 Les tles1.5 Le support isolant du bobinage2 Trs peu de thorie2.1 Circuit magntique2.2 Le bobinage2.3 Les pertes2.3.1 Pertes dans le fer2.3.2 Pertes Joule2.3.3 L'entrefer et les fuites magntiques3 Ralisation3.1 Choix des tles et des formes3.1.1 le "E" et le "I"3.1.2 Le "C" ou double "C"3.1.3 Puissance3.2 Le bobinage3.2.1 Le Primaire et le(s) secondaire(s)3.2.2 Les spires (tours) et les fils3.2.3 Comment bobiner physiquement3.2.4 Les isolants plats3.2.5 Comment sortir les fils3.2.6 L'immobilisation des spires3.2.7 Attention aux erreurs3.2.8 La chaleur3.2.9 Les tensions et courants3.2.10 Les abaques3.2.11 Montage des tles4 Essais4.1 Scurit4.2 Mesures des valeurs nominales4.3 Imprgnation4.3.1 Le bruit4.3.2 Transformateurs pour autres frquences5. Exemple Rel de ralisation (Nouveau )5.1 Dtermination et choix carcasse5.2 Mesure du bobinage existant5.3 Spcifications transfo raliser5.3.1 Schma de principe5.3.2 Calculs5.4 Ralisation pratique5.4.1 Ralisation d'un moyeu en bois et axe5.4.2 Dbobinage de l'existant et prparation5.4.3 Considration sur le Bobinage

NEWSLETTER

DIVERS

Bonjour

INFOS Rapides

RETOUR ACCUEILS

bricolsec

lokistagnepas

Contacter l'auteur Envoyer un ami 9 Se connecter

Crer un blog

45Jaime



5.4.4 Bobinage rel5.5 Le remontage des tles5.6 Les mesures5.7 Considrations complmentaires5.8 Conclusions de la ralisation6 Conclusions

Si vous arrivez directement sur cette page par un moteur de recherche, vous pouvez avoir accs la table des

matires et chaque article, en page d'accueil. L'accs se fait par l'un des deux liens en tte de colonne de droite -

---->

Prambule

Il y a de nombreuses annes, les petits transformateurs pour l'lectronique de loisirs cotaientassez cher, de sorte que, lorsque l'on ralisait un montage, il tait ncessaire de bobiner soi-mme le transfo.Ce n'est plus tout fait le cas aujourd'hui, car les cots on beaucoup baiss et pour 4 ou 5Euros, on arrive trouver ces petits lments de l'ordrede 4 8 VA de puissance.Pour des puissances suprieures, les prix montent trsrapidement et sont franchement inabordables pour lestransformateurs "toriques" (bobins sur un anneaumagntique sans entrefer, photo ci-contre).

Pourquoi faire un article pour cela alors ? Simplement,parce qu'il y a des cas o le transformateur standard ducommerce ne convient pas techniquement, de part lestensions et courants dlivrs, mais aussi pour desquestions d'isolation galvanique. Naturellement le "sur-mesure" existe, mais n'est pas abordable pour unparticulier.

Cet article est donc juste fait pour cela, et pour permettreaussi de rappeler quelques lments importants de cettetransformation du courant alternatif sinusodal.Cet article vous permettra peut tre aussi de rebobiner le transfo d'un appareil dont vous nepouvez vous sparer et qui a "cram"Le dveloppement durable passe aussi par la rparation des quipements utiles ...

NOTA : Les fichiers des abaques sont galement tlchargeables en plusieurs formats (voir en find'article)

1 Comment se pose le problme

1.1 C'est quoi un transformateur

D'abord, un transformateur pour le secteur assure la transformation d'un courant ALTERNATIFsinusodal en un autre courant alternatif de mme frquence mais de caractristiques de tensionset courants diffrents de l'origine.Cette transformation a lieu par le biais d'un flux magntique alternatif cre par un enroulementdit "Primaire" et reu par un ou plusieurs enroulements dits "secondaires".Plus la puissance ainsi transforme sera importante, plus le volume et le poids de l'ensembleseront importants. (C'est une "loi gnrale", car on n'a jamais vu une centrale nuclaire tenirdans un d coudre).

(Un flux magntique reprsente l'intensit d'un champ magntique pour une surface donnesuivant la formule : Phi=B.SL'intensit du champ magntique B tait exprime par le pass en GAUSS, elle est maintenantexprime en TESLA sachant que 1 TESLA= 10000 GAUSS. L'unit de flux tant le WEBER.)

Nous ne parlerons ici que des petits transformateurs traditionnels 220 V primaire et en 50 Hzsinusodal. (Les extrapolations seront pourtant possibles).

1.2 Cas o il est ncessaire de bobiner

Je vais prendre un exemple tout fait rel pour illustrer la ncessit de recourir au bobinage d'unpetit transformateur.Je dois faire fonctionner un petit montage ainsi qu'un petit moteur de 1.5Volts consommant 700mA. Sachant que le montage consommeraseulement 5 10 mA au grand maximum sous 12Volts, il serait anormal de dissiper 7.3 W (10.5 volts



X 700 mA) en chaleur pour le plaisir, d'autantqu'aprs il faut vacuer cette chaleur.L'heure est aux conomies d'nergie !Alors il n'y a pas d'autre alternative que de raliserun petit transformateur ayant deux enroulementssecondaires diffrents. (Ou de raliser un petitconvertisseur dcoupage ? mais ce n'est pasl'objet ici et on comprendra pourquoi)

Ce cas serait tout aussi ncessaire, si vous deviezraliser un transformateur haute tension (trsdlicat) pour la fixation lectrostatique du papier surune table traante par exemple. (Encore qu' ceniveau, il est souvent prfrable de partir d'une tension assez leve et de procder ensuite avecdes multiplicateurs de tension. A signaler pourtant que les condensateurs haute tension sontquasiment introuvables "l'picerie du coin" !)

On remarquera enfin que la ralisation d'un transformateur est une opration de patience, maisdont le rsultat est souvent un succs, et remarquable par la fiabilit. Un transformateur tomberarement en panne. Comptez donc le nombre de transformateurs EDF qui tombent en panne enfonctionnement normal (hormis la foudre). Il y en a peu !

1.3 La dmarche inverse

Pour raliser notre transformateur, il va d'abord falloir rechercher un vieux transformateurdont la section du noyau va permettre d'changer la puissance ncessaire. (En effet hormis desfabricants et les bobiniers, le matriel spcifique une ralisation est introuvable dans lecommerce mme spcialis). Tout commence donc par ce choix, car on va utiliser un vieux "rogaton" qui rpondra le mieux la puissance ncessaire.

Une imprieuse ncessit est d'viter tout transformateur "imprgn", car il serait trs difficile dedcoller les tles sans les dformer et d'extraire le mandrin en carton du support de bobinage.Dans ces cas, le mandrin subit des outrages qu'il est parfois difficile de rparer.

Le premier critre de choix se ralise donc par la section du fer (section autour de laquellesont enrouls les bobinages) et donc la puissanceeffective du transformateur. Pour ce faire vousnoterez pour le principe les deux formules quigouvernent la relation entre la surface du noyau etla puissance. (Nous n'en aurons pas besoin, car lesabaques permettent de simplifier).

S_relle=1.2 rac(P)S_apparente= 1.35 rac(P)

Par rapport un modle existant, ce sera la courbeavec surface apparente qui sera utilise.La surface en cause est celle du noyau magntiquesur lequel le bobinage est ralis (voir ci-aprs dans le texte).

Cette dmarche suppose aussi que vous avez un minimum de connaissances lectriques ainsiqu'un peu de matriel avec au moins du fil maill de quelques diamtres. (Les plus grosdiamtres pourraient tre rcuprs sur l'ancienne bobine environ jusqu' 30/100. Le mieux estnaturellement d'utiliser du neuf qui n'a pas subit de contraintes dilectriques ni d'preuves dues la chaleur et ni de surpaisseur de vernis d'imprgnation).

On notera qu'il est tout fait possible (et mme recommand) d'utiliser un transformateurexistant, et de dbobiner seulement le secondaire (s'il est le dernier dans l'empilage, ce qui estle cas le plus frquent), pour en remettre un autre, voire de diminuer seulement sa tension, sicelle-ci est trop leve. Ce dernier cas se prsentera assez souvent, et savoir le faire est trs utile.Il faudra aussi un minimum d'isolant inter-couches, car l'utilisation de papier ordinaire reste peufiable cause de l'isolation (entre couches mais aussi entre primaire et secondaire) et des risquesde feu.

Le comptage des spires du bobinage lui-mme est bas sur l'utilisation du totalisateur d'unvieux compteur d'eau qui sert de compte tours, etqui est directement enchss dans le moyeu enbois. Ce dispositif trs rudimentaire est suffisant



condition de s'armer de patience. L'entranementpeut tre ralis par un moteur de perceuselectrique, mais de prfrence par la bonne vieille"chignole" mainLe guidage du fil est alors ralis la main ! oui, oui!J'ai commenc ainsi manuellement et a marcheparfaitement, car il est alors facile d'liminer tousles chevauchements de fils qui sont toujours trsnfastes la fiabilit et sans aucune erreur de comptage.Bien entendu le mieux est une machine dite "bobineuse", mais vous n'en avez pas, et moi nonplus ! Dans ce cas, si vous avez cette machine, vous n'avez certainement pas besoin de cetarticle

1.4 Les tles

Le choix des tles est moyennement important, car il ne faut pas faire la "fine bouche" du faitque pour trouver le bon transfo, ce ne sera pas toujours facile. Donc tle de grande qualit ounon, cela restera tout de mme des tles magntiquesLe plus important est de reconnatre le "design" des tles, car il y a de nombreuses solutionsexistantes avec des tles en un ou plusieurs lments assembler. Je recommande sans faons les formes en "E" et"I". (Photo en haut et droite dans l'image) Lesautres formes posent des problmes pour introduirele bobinage.

Si vous avez des circuits magntiques en forme de"C" ou double "C", c'est galement parfait, car ceslments sont en gnral de trs bonne qualitmagntique. (Voir photo de tte d'article)

O trouver ces petits transformateurs ("transfos" enabrg) ? Dans tout ce qui contient de l'lectronique(vieilles tls, vieux amplificateurs, etc)

Si vous rcuprez un transfo ayant un peu d'imprgnation, il vous faudra penser "racler" lessurfaces, d'entrefer (surfaces en contact, (les tranches des tles)) pour viter les pertes de flux(Mais pas les surfaces entre les tles).

1.5 Le support isolant du bobinage

Pour viter de tout refaire, valuez le support du bobinage existant, savoir que les flasques s'ilsexistent sont toujours prfrables, car ils vitent que les spires ne s'cartent en bout debobinage.Les mandrins sans flasques, photo ci-contre,permettent de bobiner, mais il faut tre vigilant surla bonne tenue des spires d'extrmits, et celad'autant plus que le nombre des couches augmente.

Si vous avez peur, prenez lapeine de fabriquer desflasques, contrairement aumandrin, c'est beaucoupmoins critique. Vous pourrezles coller par quelquesgouttes d'Araldite. (A placer sur la surface de bobinage, et ne pas ajouter leurs paisseurs car on nepourrait plus fermer l'entrefer). En d'autres termes les flasques doivent

coulisser sur le mandrin pour tre arass avec lui.Avant toutes choses vrifiez que vous pouvez passer les tles sans difficults et fermer le circuitmagntique. Il m'est arriv d'utiliser avec intrt et satisfaction du verre poxy de circuit imprim (sansaucune piste cela va sans dire) pour raliser des flasques.

2 Trs peu de thorie

2.1 Circuit magntique



Les deux formules ont dj t donnes et on va regarder les dimensions prendre en compte.Comme prvu, il va falloir regarder sans rien dmonter si un transfo peut faire notre affaire entermes de PUISSANCE.Voir la photo en exemple. Il s'agit d'un transfo imprgn, mais il a l'air faiblement imprgn cur. Au pire sans autres possibilits, il pourrait peut-tre faire l'affaire ?

La surface APPARENTE est de 4.7 cm (paisseur del'empilage de tles) par 1.3 cm ? NON 1.3x2=2.6cm. La raison est simple, vous ne pourrez jamaisvraiment mesurer la section du noyau avantdmontage, puisqu'il y a le bobinage avec souventdes flasques qui cachent.Comme les flux latraux convergent vers la bobine,le noyau a donc deux fois la surface d'une dessurfaces latrales. (photo)La surface apparente est donc 2.6x4.7=12.22 Cm.

Prenez l'abaque "Section du fer" sur la courbe rouge(apparente), vous lirez peu prs 83 VA (Volt Ampres). (Un transfo est une self, donc il fautraisonner en puissances apparentes car tension et courant ne sont pas en phase).Supposons que vous ayez besoin d'une puissance de 70 VA, il vous reste un peu de marge (il fautIMPRATIVEMENT en garder). Ce serait donc parfait !

Une parenthse faire tout de suite dans ce paragraphe, si vous savez d'o vient ce transfo,alors vous pouvez peut-tre savoir si il est possible d'viter le rebobinage du Primaire (celui quiest sur le secteur 220V).Le primaire est toujours un bobinage long raliser car il a un nombre de spires important.Donc si vous avez de la chance, vous raliserez le dmontage en faisant particulirementattention ne pas abmer les bobinages. (A ce jour on ne recherche plus de hautes tensionscomme par le pass, pour les tubes vide, donc au plus fort on recherche du 48 V =).Pour le transfo cit en dbut de , celui-ci est un transformateur de photocopieur, et identificationralise, c'est mme un autotransformateur (les 4 fils sont ohmiquement lis). Ce que j'ai puvrifier par le reste du matriel, est que la sortie est en 100 Volts et alimentait ainsi moteurs etrelais !...Il serait donc intressant rcuprer pour la puissance indique. (Il faudra cependant lerebobiner entirement car la place occupe par les enroulements d'un auto transfo ne permet pasde placer un secondaire, car le secondaire fait partie intgrante du primaire !!!)

2.2 Le bobinage

Aprs avoir vu le circuit magntique, il reste examiner le bobinage et pour tre plus prcis,"LES" bobinages. A ce stade je ne pense pas que vous auriez besoin d'un autotransformateur (Unseul bobinage prise intermdiaire dont le primaire est la fois le sige du courant primaire etdu courant secondaire. ATTENTION, il n'y a doncplus d'isolation galvanique entre Primaire etsecondaire ! ni aucune place complmentaire pourun vritable secondaire)

On reprsente un transfo schmatiquement ainsi :

En gnral il n'y a plus ce jour de prisesintermdiaires au primaire pour permettre d'ajusterla tension du secteur la bonne valeur. Toutsimplement parce que EDF matrise mieux sespertes en lignes et que les tolrances sontparfaitement acceptables dans la quasi-totalit descas.

Le bobinage primaire va transmettre toute lapuissance au secondairemoins quelques pertes quel'on prcisera dans les paragraphes qui suivent.

Le calcul du courant sera tel que l'on reportera la puissance avec la formule P=UI sachant quec'est partiellement faux, car tension et courant sont dcals d'un angle qui va varier avec lapuissance. Il faudra tre "gnreux" et ne pas hsiter prendre un peu de scurit. On parlerade puissance apparente qui s'exprime en VA (Volt Ampres)

Deux abaques (pour le tlchargement voir en fin d'article) vont vous permettre de dterminer lenombre de tours par Volt (primaire courbe bleue) en fonction de lasection REELLE du noyau cette fois. (Formule de Boucherot)

Un deuxime abaque va vous donner la section de fil utiliser pourpermettre de passer la puissance avec unchauffement "acceptable".



Pour le(s) secondaire(s), il faudra compenser les pertes en augmentantlgrement le nombre de spires par volt. (Choisir en consquence lacourbe rouge).

Une parenthse s'impose ds maintenant, lorsque vous aurez vu l'abaque des Nombres de tourspar Volts en fonction de la puissanceJe ne vous conseille pas de dbuter par un tout petittransfo, car le nombre de tours par volts est trs lev et de plus avec du fil extrmement fin(6/100) qui ne va pas manquer de casser ! Il faut DBUTER au moins avec le plus petit fil ayant15/100 au minimum, car il faut faire ses premires armes avec quelque chose de difficultmoyenne, mais pas insurmontable.

C'est tout ?Pas tout fait car ce serait tout de mme un peu trop simple ! Un lment EXTRMEMENTIMPORTANT est de calculer si on va pouvoir LOGER TOUT CE FIL dans un espace aussi rduitce sera l'objet des paragraphes qui suiventet c'est certainement le plus dlicat, car la pratique etun manque de soin de ralisation peut mettre par terre de nombreuses heures de bobinage parmanque de place !

Vous devrez raliser les bobinages spires JOINTIVES

Le bobinage en vrac n'est pas mon sens ni une belle solution, ni une solution durable, car lestensions entre spires sont trop alatoires et peuvent, sur un fil dont l'mail a t bless, conduire des amorages destructeurs. Seul avantagea va vite raliser et a gagne (parfois) un peude place, mais il faut imprativement dans ce cas, des flasques qui vont contenir l'ensemble desspires.La ralit du vrac ralis manuellement, est trs souvent une augmentation de place Ncessaire !Alors ne vous engagez pas dans cette "mauvaise voie".

2.3 Les pertes

2.3.1 Pertes dans le fer

Il faut rappeler un peu de thorie et parler des diffrentes pertes dans un transformateurEnpremier lieu, il y a des pertes dans le fer, car aprs tout le circuit magntique s'il est en fer restetout de mme un conducteurcertes moins bon que le cuivre mais tout de mme.On les regroupe sous le terme pertes "Fer" constitues des pertes par "courants de Foucault" etpar "hystrsis" (Courbe de magntisation en double "S").

Pour limiter ces pertes, il faut utiliser des matriaux faibles pertes (Tles au silicium, grainsorients et/ou carcasse en C, double C ou torique).

Il faut aussi que les tles soient isoles les unes les autres, c'est pourquoi elles sont souventvernies maintenant, mais par le pass, elles taient seulement oxydes non par la rouille, mais la chaleur. (Bleuies), et parfois recouvertes d'un papier isolant (Voir photo au des tles ci-dessus avec les tles en haut et gauche de la photo). La rouille est un plus mauvais conducteur que l'acier doux, donc que les tles soient oxydes estun bienmais un mal aussi car cela augmente la section apparente de fer et diminue d'autant lasection active

Pour compenser toutes les pertes, on augmentera lgrement le nombre de spires par volt ausecondaire, et on fera attention de ne pas calculer trop juste les puissances possibles.

Ces pertes augmentent galement avec l'induction (GAUSS ou TESLA) et elles sont values quelques Watts par kilogramme de tle, et suivant les types de tles (1.2 4 W/Kg environ).

Surtout si vous utilisez de vieilles tles, calculez toujours les sections de l'enroulement primairepour la puissance maxi du transfo. (Et non pas pour votre seule utilisation).

On remarquera que les pertes "Fer" sont fixes, que le transformateur soit vide ou en charge.

2.3.2 Pertes Joule

L tout le monde matrise ou presque, ce sont les pertes dues tout btement la rsistance desfils de cuivre. Certes le cuivre est un excellent conducteur, mais il reste le seul mtal utilis pourles fils des petits transformateurs. (Je n'ai pas encore vu de fils en aluminium !)

Ces pertes Joules vont donc s'ajouter aux pertes "Fer" du transformateur et les correctionssont tablies pour des valeurs moyennes dans les abaques, pour toutes pertes confondues.

On notera que ces pertes "Joule" vont donc augmenter en mme temps que la puissancetransmise. La temprature de fonctionnement des transformateurs en charge sera principalementdue ces pertes Joule.



Une petite partie des pertes "Joule" est galement constante et correspond au courant vide dutransformateur (ou courant magntisant)On notera que les "pertes vide" sont constitues des pertes "Fer" et des pertes "Joule" ducourant magntisant.

Ces pertes "Joule" vont largement tre compenses par la courbe rouge de l'abaque destours/volt.

Plus le transfo est petit, plus il faut compenser. A cette fin, 4 Cm la compensation est ralise +15%, alors qu' 30 Cm elle n'est que de +3%.On comprendra facilement que dans ces conditions, les rsultats ne tomberont jamais de faonabsolument rigoureuse. Cependant les rsultats seront au moins tout aussi satisfaisants que lesmatriels du commerce, d'un point de vue prcision.

Ne pas manquer de signaler qu'un transformateur est fait pour travailler et donc pour unepuissance nominale de service, et qu'en dehors de cela, les valeurs ne sont qu'approches.

2.3.3 L'entrefer et les fuites magntiques

Vous vous souvenez de l'cole "primaire" et de l'exprience de matrialisation des lignes de champsur un aimant avec de la limaille et une feuille de papier ? Eh bien c'est un peu pareil pour lestransfos.On va s'arranger pour que les circuits magntiques se bouclent parfaitement, sans qu'il y ait defuites de flux (ne pas oublier que c'est le flux magntique qui "transporte" la puissance).Or ces fuites se produisent principalement au raccordement des tles lorsqu'il y rupture de lacontinuit du fer. C'est pourquoi, par le pass on a tent de ne faire qu'une seule rupture avec les tles. Celaposait d'autres problmes et c'est abandonn aujourd'hui. (Voir photo des tles)

Aujourd'hui on utilise principalement des tles en "E"et "I". Pour le remontage des tles on croisera les"E" et les "I" chaque fois pour limiter les fuites.

Le "E" et "I", permettent avec la bobine au centre,d'viter qu'une partie du flux cr ne se reboucledans l'air sans atteindre le secondaire. Le flux sereboucle du centre dans chacune des 2 brancheslatrales.

C'est la raison pour laquelle les transfos en simple"C" sont un peu moins bons, car une partie du fluxcr s'chappe dans l'air sans pouvoir crer d'action au secondaire.

Il sera ncessaire de parfaitement mettre en regard les "E" et "I" pour que la distance soittoujours minimale et que les entrefers soient rduits au strict minimum. (Voir photo ci-contreavec quelques entrefers mal ajusts)

3 Ralisation

3.1 Choix des tles et des formes

Tous les abaques sont bass sur une induction moyenne de 10 000 GAUSS soit 1 TESLA.Si vous deviez utiliser d'autres valeurs, alors il faudra reprendre la formule de BOUCHEROT:N=V*E8/4.44*F*B*SAvec pour N le nombre de spires. (Si V=1 volt, ce sera le nombre de spires par volt)V la tension en VoltsF la frquence en HertzB l'induction en GaussS la section en centimtres carrs

Le systme d'units n'est pas MKSA, mais il est "d'poque"

Suivant la qualit des tles on pourra admettre des inductions plus ou moins leves, mais danscet article tout sera bas sur une induction moyenne de 10 000 Gauss soit 1 Tesla. A remarquer que le choix d'une forte induction entranera de fait un courant magntisant plusimportant et donc un courant vide plus lev.

3.1.1 le "E" et le "I"

On l'a vu, c'est les tles les plus utilises et les plus faciles mettre enuvre. Ces tles sont galement importantes par la place laisse aux bobinages.Il n'est pas exclu de se trouver devant des impossibilits d'assurer tous lesbobinages dans l'espace prvu entre les diffrentes sections magntiques.



Plus le circuit magntique est "concentr", moins il y aura de pertes de flux. Ceci explique que lesfentres rserves aux bobinages sont toujours trs "justes". Ceci explique aussi que le bobinageest toujours plac au centre pour que les flux parasites puissent se reboucler dans le fer.

Les tles seront empiles une fois les bobinages raliss. Habituellement, il y a des trous prvuspour le passage des tiges filetes de serrage des tles. Ce serrage est important car dans le cascontraire, il gnre des vibrations des tles 50 Hz ou 100 Hz ?

Ainsi que dj dit propos des fuites, les tles seront croises et les dernires rentrer serontinsres au milieu de l'empilement, car on aura pris soin de ne pas croiser deux ou 3 "E" et"I" au centre de l'empilage des tles.

3.1.2 Le "C" ou double "C"

Ce sont des structures de trs bonne qualit et le plus souvent grains orients qui autorisent defaibles pertes "Fer" (~2W/kg).

Les tles sont isoles, empiles et colles suivant un rayon croissant, qui vite les "pointes"magntiques toujours sujettes pertes de flux. Il faut imaginer le flux magntique comme unfluide quelconque, et en ce sens les accidents brusques de trajet sont toujours gnants(quivalents des pertes de charge complmentaires)

Pour amliorer le passage du flux magntique entre les diffrents lments, les surfaces(sections) en regard sont usines (rectifies) et repres le plus souvent pour tre mises enregard l'une l'autre. Ainsi il y a toujours un entrefer trs faible et un flux maximum passant d'uneextrmit une autre (pertes magntiques rduites) Voir photo de tte d'article o les cts assembler sont parfois marqus d'un point rouge par le fabricant.

3.1.3 Puissance

On n'a pas abord la notion de rendement, mais on l'a effleur avec les pertes "Fer" et "Joule". Levritable calcul d'un transformateur est une opration complexe qui ne peut tre obtenue que parapproches successives, aussi je ne le traiterai pas ici, car ce n'est pas l'objet.

Les rendements des petits transformateurs vont de 85% 90% environ. Celui des grandstransformateurs atteint 98% !

J'avais ralis il y a fort longtemps un calcul itratif sur "Multiplan", qui donnait une convergence,mais les dispersions de tous ordres sont telles que pour des petits transfos, c'est totalementinutile. Les performances sont toujours approches au mieux (mme pour les transformateursindustriels).

3.2 Le bobinage

Cette partie est rellement le cur de cet article, car la ralisation de cesbobinages reprsente 98% du travail effectif.Le bobinage sera ralis avec des fils de cuivre maill, et les anciens filsguips coton ne sont plus utiliss car trop sujets l'humidit et ils se"dtricotent" trop facilement.(Voir photo de diffrents fils suivant 3.2.2)

3.2.1 Le Primaire et le(s) secondaire(s)

On distingue par un nom gnrique le bobinage PRIMAIRE, comme tant celui qui est raccordau secteur, ou plus particulirement le bobinage qui reoit la source la puissance communiquer l'utilisation qui prend le nom de bobinage SECONDAIRE.Plusieurs bobinages secondaires sont parfois ncessaires. (Par le pass, il y avait avec les tubeslectroniques (lampes) les tensions de chauffage de 6.3 volts pour les filaments et les tensionsd'anodes. (250 450 volts, une fois redress)

Ne pas oublier les relations U1/n1=U2/n2avec pour "n" le nombre de spires. Dit autrement, on peut aussi dire U1/U2=n1/n2.Cela dfinit galement le rapport de transformation. Ce rapport peut tre >1, dans ce cas onparlera d'un transformateur abaisseur de tension et



3.2.2 Les spires (tours) et les fils

Il faut maintenant procder la dfinition desnombres de spires et des sections de fils employer,sachant que dans le cas de plusieurs secondaires,c'est la somme totale des puissances secondaires quine peut jamais dpasser la puissance au primaire.(Je dconseille pour l'enroulement primaire, d'utiliserune section de fil qui ne corresponde qu' lapuissance ncessaire, parce qu'un jour le transfosera utilis pour autre chose et que l'on ne sesouviendra plus que la section de fer et le courantprimaire ne sont pas en accord)

Chaque enroulement va donc tre dtermin en termes de section de fil et de nombre despires.Le nombre de spires est obtenu en multipliant le nombre de spires par Volt par la tension. Ceciest fait suivant l'abaque "Tours par Volt" en respectant primaire et secondaire(s).

Les sections seront obtenues par l'abaque "Diamtre des fils" dj cit.

Concernant les sections de fils, vous avez plusieurs possibilits qui varient en fonction du servicede ce transfo. Par service il faut comprendre la manire dont il sera utilis :Soit en service continu, il dlivrera sa puissance prvue en permanence, soit en serviceintermittent, c'est--dire qu'il y aura des temps suffisamment longs pour permettre lerefroidissement.Je n'ai pas encore dit que les fils pour les transformateurs sont pratiquement tous maills.L'maillage est ralis en de multiples couches, ce qui tend augmenter non seulementl'paisseur et donc la rigidit dilectrique, mais aussi la solidit mcanique relativement auxincontournables rayons de courbures imposs par le bobinage.Ceci limitera donc les cassures de l'mail, et l'amorage entre spires. Dans les cas les plushabituels, la rigidit dilectrique d'un fil de cuivre maill standard est donne pour une centainede volts par d'paisseur de vernis d'maillage. On peut supposer que certains fils maills ontdes couches multiples et qu'en consquence la tension secteur totale si elle tait prsente entredeux spires (par accident de bobinage) serait accepte et acceptable. (Ceci permettraitthoriquement de bobiner en vrac le primaire)Personnellement, je pense qu'un vritable bobinage, au moins ct secteur, doit tre ralis enCOUCHES et non en vrac pour viter une centaine de volts entre spires si il n'y a qu'une seulecouche d'mail. (Voir photo du vrac sur la photo des mandrins Prespahn)

En ce qui concerne l'mail, ne rutilisez pas les vieux fils maills de couleur brun fonc, car ilssont trop anciens et le vernis en est devenu cassant. (Voir photo de dbut de paragraphe)

Il existe aussi encore dans les fils isols, le fil guip coton trs rsistant la temprature, maisqui n'est utilis que dans des cas trs particuliers.Enfin pour clore le paragraphe de densits de courant, on peut deviser sur les densits donnesrelativement aux densits utilises en habitat avec comme limite 10 A pour 1.5 et 16 A pour2.5.(NFC 15-100)Cela s'explique par les bien meilleures possibilits de refroidissement dans les gaines qu'au curde la masse mtallique d'un transformateur (fer+cuivre).On remarquera que la densit de courant agit directement sur le diamtre des fils, mais aussi surles pertes Joules et que les courbes des abaques en tiennent compte.Le paramtre qui joue aussi sur les densits de courant admissible est la puissance dutransformateur, ce qui est normal, car plus le transfo est petit, moins il a de surface d'changethermiqueNon C'est l'inverse !

Dsol, je ne sais pas interprter pourquoi les plus petites puissances acceptent des densits decourant plus leves. Ce qui est sr priori, c'est que c'est l'effet Joule qui est en cause. Pourquoi une densit de courant plus leve (donc un chauffement plus important est acceptsur les plus petits transfos ? Je ne peux donner d'explication fiable sur cette aberration, car jedirais plutt l'inverseMais mes anciens cours disent cela ! J'aurais d poser la question Peut-tre une question d'inertie thermique cette fois, cause des masses mtalliques accumulatricesen cause ???)

Pour des bobinages en gros fil, ceux-ci du fait de leur section cylindrique font perdre beaucoup deplace dans la fentre, aussi dans certains cas de fil de section suprieure 1 mm, il arrive quel'on bobine plusieurs fils la fois, de section moindre, pour obtenir la bonne section en perdantainsi moins de place. (Jusqu' quelques dizaines d'Ampres)

Je vais proposer dans cet exemple, le transformateur ncessaire un futurpluviomtre2 qui devrait actionner un petit moteur de 1.5 Volt uniquement une



fois toutes par semaine pour 2 fois 10 secondes. Dans ce cas, un serviceintermittent s'impose sans autre considration. Cela permet d'utiliser du fil plusfin, et donc de gagner aussi un peu de place dans la fentre de bobinage.

Ne manquez jamais de faire un petit schma en y portant tension, nombre despires et ventuellement la couleurs des fils de sortie, ainsi que la densit decourant utilise.Portez galement sur ce petit plan, le nombre de spires par volt au primaire etau secondaire. Vous porterez dans le dossier l'induction ayant servi aux calculs(en principe 10 000 Gauss ou 1 Tesla)

(Dans le scan d'un vieux brouillon datant de 1970, voici quelques lmentsconcernant un transfo pour oscilloscope (avec THT !) ralis l'poque et dmontdepuis pour une autre utilisation...).

3.2.3 Comment bobiner physiquement

Avant de bobiner, il faut commencer par raliser tous les CALCULS DE PLACE occupe par lesdiffrents bobinages, tels que vous avez fait vos calculs de tensions et courants. En fonction dudiamtre du fil, du foisonnement lors du bobinage, de l'paisseur des feuilles d'isolant, desretraits aux extrmits proches des tlesetc.Vous devrez majorer de 10 15% car il y a beaucoup de foisonnement entre le calcul et lapratique.Suite ce calcul de remplissage, vous savez si vous avez une chance de pouvoir tout logerdans la fentre. Si vous tombez en galit, c'est inutile de commencer, car les imprvus et ladispersion sont tels que vous dpasserez trs certainement.Il y a lieu de toujours prendre en compte des marges de scurit trs importantes, y comprissur les cotes prcises de la bobine d'enroulement. Ne pas oublier non plus les surpaisseurs dues la forme arrondie globale de l'ensemble des enroulements. Enfin pour terminer sur les dispersions, il y a lieu de penser ne PAS utiliser toute la largeur dunoyau s'il n'y a pas de flasques, car immanquablement les spires vont se coucher sur le ct etaller toucher le bord mtallique des tlesAvec tous les problmes associs, d'introduction destles souvent impossible et d'amorages la masse.

Ainsi, si une fois ralis, le bobinage passe bien sauf au milieu o il bute contre les tles, il nefaut surtout pas serrer le milieu de la bobine, car cela craserait les fils et serait vou desproblmes de courts-circuits entre spires.

On dit toujours que les flasques ne sont pas faits pour viter que les spires d'extrmit "sesauvent", mais seulement pour garantir qu'il n'y aura jamais de contact accidentel avec les tles.Les flasques n'ont pas de rle de tenue mcanique des spires d'extrmits(c'est trs beau diremais trs difficile raliser car il faut des "doigts de sage-femme"!)Dans ce contexte je n'ai pas de rgles prcises, sur le retrait respecter vers les bords. Seul lebon sens, mais cependant fonction du diamtre du fil peut vous guider. Il faut seulement valuerla stabilit mcanique des spires.Bien que sur les petites puissances les forces restent faibles, il y a naissance de forces surchacune des spires (rgle des trois doigts de la main droite)On verra qu'il y a tout de mme des techniques pour viter aux spires d'extrmits de se"promener" contre les tles.

Le bobinage est certainement l'opration qui rclame le plus d'attention, car les "tours de mains"sont nombreux et vont qualifier le savoir faire d'un professionnel et la longvit de ce transfo,mais aussi celle du montage aliment.On bobine sur une bobineuse, mais comme on n'en a pas, alors on se dbrouille la main lachignole. Il faudra raliser un moyeu en bois qui sera calibr sur le mandrin en carton. En boutdu moyeu bois on insrera une vieille queue de fort qui sera introduite dans le mandrin de lachignole ou de la pereuse. Du ct oppos un trs petit trou de 1 1.5 mm sera perc dans leprolongement de l'axe du fort et on y introduira (aprs remise zro) un vieux totalisateur decompteur d'eau !

On veillera SCRUPULEUSEMENT traiter les autocollants divers de fixation sur les facesextrieures du bobinage (celles qui ne sont pas dans la fentre). Cela permet de garder aumaximum l'espace dans les fentres et donc de garantir le passage des tles en toute scurittant mcaniquement qu'lectriquement.

Habituellement on commence toujours par bobiner le primaire qui est le plus long raliser dans95% des cas de ce jour. (a n'a pas toujours t le cas notamment avec les tubes lectroniques)Je recommande cet ordre et de finir avec les plus gros fils. En effet en cas de trop grandes dispersions des valeurs nominales (en charge), il sera toujours



possible de retirer ou d'ajouter des spires au(x) secondaire(s). Ceci est toujours plus simple.

Il arrive parfois de rcuprer un noyau central spar en deux parties longitudinalement.Une partie est rserve au primaire et l'autre au(x) secondaire(s). Ce typediminue l'effet capacitif entre les enroulements et peut augmenterl'isolation entre les deux enroulements. Seul inconvnient, le fluxtraversant le secondaire, du fait de son "loignement" est peine plusfaible.

Le bobinage peut aussi ncessiter un cran entre primaire et secondaire(feuillard de cuivre ou aluminium). Il faudra veiller ce que les extrmits soient parfaitementisoles (court-circuit de cette spire !) Une sortie par fil en milieu de spire permettra une mise laterre et fera office de blindage lectrostatique (capacitif).

Le primaire peut parfois tre constitu de 2 enroulements 110 V placer soit en // soit en srie.Ainsi dans un cas comme dans l'autre les densits de courants sont en accord avec les courantseffectifs suivant la tension d'alimentation.

3.2.4 Les isolants plats

Ils sont nombreux, mais peu, peuvent avoir lescaractristiques pour une longue utilisation. La photode quelques un n'est pas une Pub mais estseulement destine indiquer qu'il y a desmatriaux spcifiques tels que des autocollants enPTFE (Tflon), le Kapton et divers produits de trsfaible paisseur. Le PRESPAHN est un carton isolant qui sertprincipalement la confection du mandrin isolant,destin entourer le noyau magntique, (ainsi quepour les flasques). De moins en moins utilis, il estremplac par du plastique surmoul, beaucoup plus facile raliser, insensible l'humidit, maisn'ayant pas obligatoirement la mme rigidit thermique.

Les isolants vont donc servir l'isolation entre les diffrentes couches de fils. En effet le bobinagedevra se raliser spire par spire et couche par couche, "dans l'ordre et la discipline" ! Pour cette isolation inter-couche, du papier isolant imprgn ou non peut tre utilis, mais deplus en plus les films plastiques sont essentiellement utiliss, tels que le Kapton dont la rigiditdilectrique est de l'ordre de 200 Volts/m. Ce produit rsiste galement l'chauffement(environ 200C, sans rduire ses performances isolantes.

Les autocollants sont galement trs utiliss pour assurer l'isolation d'un certain nombre desorties de prises ou d'pissures. La tenue mcanique dfinitive est normalement assure par leserrage de la couche suivante.

Dans l'utilisation des isolants plats en bande (ou feuille), il peut parfois tre ncessaire d'isoler lect noyau mtallique en l'absence de flasques.

A la fin du bobinage on recouvrira l'ensemble d'un Prespahn "lger" destin protger la dernirecouche du bobinage, des accidents mcaniques qui pourraient l'endommager, des contactsaccidentels sur du vernis caill, mais aussi viter tout amorage avec les tles pour les facesinternes situes dans le noyau. Cette paisseur est compter dans l'empilage des cotes.On notera que dans certains cas, les enroulements peuvent tre ports des tensions trsleves les uns des autres et qu'il y a lieu d'y veiller galement en plaant les bonnespaisseurs d'isolants et en prvoyant le chemin le plus long pour viter la formation d'arcs.

Naturellement tout tableur est l'outil idal pour assurer tous ces calculs de place disponible,toujours fastidieux.

3.2.5 Comment sortir les fils

Les fils maills seront sortis sur les seules deux faces par ct chappant la masse de fer.En ralit on sortira les fils soit du ct fixation soit du ct oppos. Cecilimite donc la sortie des fils sur seulement 2 cts. (Voir petit schmarappel ici)

Les fils suivant le diamtre seront sortis directement si ils ont un diamtre d'au moins 35/100. Un"Souplisso" sera enfil pour viter toute atteinte mcanique de l'mail et donc tout amorage avecd'autres fils, voire la carcasse des tles.

Pour les petits fils, ceux-ci ne seront JAMAIS directement sortis, mais raccords intrieurementau bobinage du ct faces extrieures aux tles avec des fils de cblage traditionnels (soudure l'tain et l'ensemble recouvert de ruban adhsif). Le fil de cblage sera pralablement immobilispar serrage sous la couche prcdente.



Tous les fils des sorties seront situs sous une couche de manire assurer la solidit mcaniquede la prise et d'viter tout arrachage de fil fin.Ceci ne sera plus vrai pour la dernire sortie qui sera normalement tenue par une tresse bloquepar quelques dizaines de spires.

3.2.6 L'immobilisation des spires

Celle-ci se ralise par des tresses en coton ou suivant les cas par du ruban adhsif, voire duKapton repli et serr par les spires de la couche suivante. Ces immobilisations sont raliser surles mmes faces que les sorties de fils, (faces extrieures du bobinage, celles qui ne sont pasdans la fentre) car ces artifices crent des surpaisseurs qui pourraient empcher de placer lestles la fin du bobinage.

La premire rgle qui doit diriger le bobinage est la stabilit mcanique des spires et descouches, (ces dernires ne doivent pas pouvoir glisser les unes sur les autres, ce qui peut arriverparfois). La deuxime rgle est de limiter le plus possible les surpaisseurs et irrgularits quipeuvent dstabiliser le bon enroulement des spires de la couche qui suit.Le ruban adhsif de bureau est acceptable, mais un produit adapt est tout de mme mieux.L'immobilisation des fils trs fins peut tre ralise avec un ruban adhsif pris au moins sur unedizaine de spires et repli sur la couche termine (ou dbute) juste avant de mettre en placel'isolant inter-couches.

(Tous les fils fins seront souds l'tain sur un fil de cblage multibrins, en prenant soin de faireune soudure sans pointes agressives, mais au contraire assez plate avec peu de soudure pourune question de surpaisseur).

3.2.7 Attention aux erreurs

Les erreurs fatales sont les sorties des fils sur les faces internes des fentres ainsi que lesimmobilisations de spires qui provoquent des surpaisseurs. La premire erreur est difficilement rectifiable et en tous cas sujette problmes d'isolation lamasseLa deuxime erreur ne permet pas de terminer le nombre de spires voulu pour le dernierenroulement, et donc la tension calcule ne pourra tre atteinte.Un troisime erreur est la non matrise des paisseurs et d'un serrage trop lche qui empcheraitle montage des tles.Dans les autres erreurs, il y a aussi l'impossibilit de pouvoir enfiler toutes les tles, car unepression exagre des couches a serr le moyeu Prespahn. Pour quelques tles restantes, ce n'est pas trop grave, car ainsi que dj dit, on a d pendrequelque scurit...Normalement il est prfrable de ne pas forcer outre mesure. On insrera lesdernires tles au milieu de l'empilage en exerant une force bien rectiligne pour ne pas planterune tle en biais dans le bobinage.

3.2.8 La chaleur

Les densits de courant sont respecter sous peine d'chauffement excessif. La chaleurdveloppe au cur du bobinage a du mal de s'vacuer et c'est cause de cela, que quelquesmodles de mauvaise qualit arrivent "griller". Les isolants plastiques s'ils sont excellents d'unpoint de vue dilectrique, deviennent nettement moins bons la chaleur, car ils se dilatent et leurpaisseur peut diminuer avec la pression des couches suprieures. Il y a donc lieu pour cettemme raison de respecter les densits de courant.

Je voudrais faire le parallle avec les tlrupteurs de cages d'escalier... Leur usage estabsolument INTERMITTENT. "Ceux" qui les bloquent artificiellement provoquent la destruction parchauffement d'un dispositif non prvu pour cet usage.De nombreuses entreprises d'lectricit qui font des automatismes, oublient rgulirement cetaspect et installent des "bascules" qui sont commandes en permanence...Rsultat a grille !

3.2.9 Les tensions et courants

Les mthodes de bobinage dcrites conviennent jusqu' des tensions de l'ordre de 300 Veff. Au-del de ces valeurs, les problmes de tensions de claquageinterviennent avec acuit et ncessitent des bobinages tags,voire spars totalement (THT de tl par exemple ou bobinesd'allumage de moteurs).Le bobinage concernant les trs hautes tensions est trsparticulier et je ne peux que dconseiller de l'entreprendre, car ilest vou l'chec. Il ncessite des produits parfaitement adaptset non plus de la rcupration.

En ce qui concerne cette fois les courants trs levs ( partirde 40/50 Ampres environ, les sorties sont ralises en direct et



cette fois ce sont des cuivres plats maills qui seront utiliss. Leplat pour une mme section permet un meilleur changethermique, et permet aussi d'viter de laisser de la placeperdue. (C'est comme les bouteilles d'eau minrale pseudocarres, on en loge d'avantage que des bouteilles rondes dans unmme volume de transport).

Les cuivres plats peuvent souvent tre raccords avec vis et boulons pour assurer les intensitsncessaires.

3.2.10 Les abaques

Pour donner le maximum de prcision aux abaques, j'ai t oblig de raliser les chelleslogarithmiques sur TurboCad car les tableurs ne permettent pas ces facilits. Le tableur m'aseulement permis de raliser tous les calculs pour TurboCad.Il y a donc 2 formats disponibles tlcharger qui sont le type image *.JPG et le formatcompatible Autocad *.DWG. (Clickez sur celui qui vous intresse)

transfo1.JPG transfo1.DWG Section du fer fonction puissancetransfo2.JPG transfo2.DWG Tours par Volttransfo3.JPG transfo3.DWG Diamtre des fils et densit

Nota : Ces fichiers ont t contrls par Norton Antivirus 2008 rgulirement mis jour jusqu'la date du 5/04/2009

3.2.11 Montage des tles

Une fois la couche finale isolante assez rigide place, vous allez pouvoir mettre les tles en place.Cela ne va pas tre tout les "E" d'un ct, et les "I" de l'autre !

Il va falloir INTERCLASSER une par une les tles en plaant d'un ct un "E" puis de l'autre un"E" et ainsi de suite. Les "I" qui sont beaucoup plus mobiles peuvent parfois glisser. Les "I" serontdonc placs une fois que tous les "E" auront t mis.Au milieu de l'empilage des tles du noyau, on placera deux ou 3 tles "E" du mme ct. Ainsi la fin, l'espace se rtrcissant, il semble que l'on ne peut plus ajouter de tlesIl faut surtoutarrter avant qu'il n'y ait des durs, car on peut ce moment attaquer le mandrin en Prespahn. Ace moment, on va simplement insrer les dernires tles au milieu du bobinage entre les deux outrois "E" que l'on avait mis ainsi en prvision.Une fois les "E" placs, il ne reste plus qu' mettre les "I" et cela ne pose aucun problmeparticulier, hormis qu'il faut les taper avec un maillet en bois ou caoutchouc pour "fermer" au plusprs l'entrefer et qu'il n'y ait pas de fuites magntiques. (Il ne faut pas faire de marques quiempcheraient d'aller jusqu'au fond de l'entrefer). Il ne faut pas non plus aller trop loin car onpourrait insrer entre d'autres tles et attaquer quelques spires d'extrmits s'il n'y a pas deflasques.

Une fois toutes les tles places, mettre les deux derniers "I" extrieurs immdiatement suivisdes renforts qui peuvent tre de simples plats en fer ou des querres de fixation voire des capotscomplets.Boulonner alors l'ensemble et c'est termin.

4 Essais

4.1 Scurit

Je ne saurais trop vous inviter la prudence, car le 220 V du primaire peut tuer, car il y a dela puissance en rserve, et veillez faire les essais avec un disjoncteur diffrentiel 30mA.Raccordez la terre la carcasse mtallique et branchez.Ne laissez pas les enfants s'approcher et soyez extrmement vigilants car ces tensions peuventtre mortelles.Ne laissez pas de fils en l'air car ils pourraient se toucher et faire des "flashs", prenez desdominos. Bref je devais vous le rappeler, car ces oprations sont toujours dangereuses.



4.2 Mesures des valeurs nominales

A vide, vous trouverez normalement des valeurs de tensions secondaires plus levespuisqu'elles ont t majores de 3 15% pour compenser les pertes de charge. A vide, lesrapports de spires donnent (presque) rigoureusement les rapports des tensions.

Mesurez le courant vide qui reprsente le courant magntisant qui est en retard sur latension. Montez un nergimtre sur l'alimentation, vous pourrez vrifier les puissances activesrelles (>10W)

Commencez les mesures en charge et vrifiez que la temprature ne monte pas trop haut(temps de 1 2 heures de pleine charge). Je crois me souvenir de 60C/70C comme basecorrecte de fonctionnement ( vrifier)

4.3 Imprgnation

Si votre premier bobinage est un succs, vous pouvez alors imprgner l'ensemble, fer+bobinageavec un vernis isolant et non propagateur de la flamme. L'imprgnation permet en gnral unmeilleur change thermique, car l'air emprisonn prs des spires est aussi dans ce cas unexcellent isolant ! Et l'on souhaiterait bien videmment l'inverse dans cette application.

L'imprgnation va galement prenniser les caractristiques mcaniques de stabilit des spireset donc viter des dplacements "aventureux" de spires vers les tlesL'imprgnation va permettre enfin d'viter l'humidit de s'infiltrer dans les isolants et viteraussi toute vibration de tles.

On notera qu'un transformateur non imprgn peut tout de mme assurer de trs longues heuresde service sans problme. Personnellement j'ai souvent utilis du vernis "bois" que j'ai laiss couler entre les diffrentescouches, sans pour autant chercher assurer un remplissage parfait. Cela m'assurait seulementde la bonne stabilit des spires sur les bords. Le vernis est un bon isolant lectrique, mais quand la non propagation de la flamme Rien n'est moins certain !

Pour tre professionnel, une imprgnation se ralise dans une enceinte sous vide et avec unproduit parfaitement adapt ! Je suis certain que comme moi, vous avez tout cela .!

4.3.1 Le bruit

Cela peut arriver si des tles sont un peu dcales, autorisant ainsi une lame vibrer au rythmedu rseau. Il faut alors desserrer les boulons de serrage et vrifier les alignements des tranches,retaper les tles dcales et tout resserrer. Tout rentre normalement dans l'ordre.Vous noterez galement que l'imprgnation est un auxiliaire prcieux, car aprs uneimprgnation, il ne devrait plus y avoir aucun bruit !

J'ai encore omis une particularit...certains transformateurs ont gard les "E" et les "I" du mmect. Pour limiter les pertes de flux et les vibrations, un cordon de soudure est ralis. Il estvident que les tles ne peuvent plus vibrer, mais ne sont pas non plus dmontables ! Quelquespertes fer sont aussi ajoutes par ce procd...

4.3.2 Transformateurs pour autres frquences

Pour l'exemple du 60 Hz qui est la frquence de rfrence chez nos voisins d'outre Atlantique,vous pouvez sans aucun problme utiliser un transformateur 50 Hz sur du 60 Hz. Par contre la rciproque n'est pas vraie. En effet un transformateur conu pour 60 Hz ne peutpas fonctionner correctement en 50 Hz. Vous devrez pour une mme puissance avoir une masse plus importante pour passer de 60 vers50 Hz. La magntisation avec le nombre de spires par volts restera quasiment identique, mais ilmanquera lgrement du flux magntique pour la puissance nominale

Pour la section du noyau celle-ci sera multiplie par 50/F (Hz). A 60 Hz le noyau aura unesurface moindre d'un rapport 0.83, ce qui n'est pas ngligeable.

Pour les frquences soniques et ultrasoniques, c'est un autre sujet, car les proprits sonttotalement diffrentes, car mme les tles de hautequalit, ne conviennent plus du tout tant les pertessont leves. Il est ncessaire de faire appel despoudres spciales comprimes haute temprature(ferrites) et ayant des proprits adaptes cesfrquences. Si dans le principe c'est la mme chose, dans lapratique c'est totalement diffrent, d'autant que l'onrecherche ces frquences trs souvent des misesen oscillation des circuits avec condensateurd'accord.En guise d'illustration (et pour imager le rapport



50/F), en supposant que l'on puisse atteindre lesmmes inductions, si un transformateur de 100 VA 50 Hz pse 2 kg, quel serait le poids d'untransformateur fonctionnant 5 KHz ---> 20Grammes. La ralit est tout de mme un peu moins mathmatique mais les carts restent tout de mmetrs importants.(Voir photo ci-contre d'un transformateur de ce type, et quip de cuivre plat de forte section)

Les transformateurs fonctionnent tous sur le principe d'un di/dt, c'est dire d'une variation ducourant qui produit une variation de flux. Il est parfois intressant de crer des di/dt totalementabruptes (temps trs court). Ce principe est celui des "bobines" d'allumage de voitures qui restentdes transformateurs. Le di/dt trs raide est obtenu par ...les vis platines ! L'ensemble continuealors des oscillations amorties grce au condensateur en // sur les vis platines. Les transformateurs secteur traditionnels fonctionnent avec un di/dt "trs doux", correspondant aucourant secteur, c'est dire sinusodal.

5. Exemple Rel de ralisation

5.1 Dtermination et choix carcasse

Ce transfo en exemple est bien rel, mais il servira quoi ? C'est le futur transfo dupluviomtre N2 (dont l'article sera publiprochainement peut-tre durant les longues soiresd'hiver 2009/2010).Vous verrez sur les photos d'accompagnement lesdiffrentes tapes.

Quels sont les besoins en nergie pour ce futurappareil ?

12 Volts= avec courant maxi 100 mA pourl'lectronique CMOS10 Volts= 1 mA isol galvaniquement du restepour afficheur LCD1.8 Volt= 700 mA non rgul pour moteur 1.5Vsoit une puissance totale de 1.2W+0.01W+1.26W~2.5W ou arrondi 3 VA

(3 tensions diffrentes pour un "malheureux pluviomtre" ? Oui : c'est le prix pour un moteur de1.5V prix abordable, 12 V pour la logique CMOS, et 8 12 volts isols du reste pourl'afficheur. Voil les raisons qui conduisent un transfo spcial ! Vu l'emploi qui en sera fait,vous pourrez cependant l'alimenter sur 3 piles sans aucun problme et pour de nombreusesannes, mais c'tait le thme pour cet article sur les transformateurs, et quand je peux mepasser de piles je n'hsite pas !)

Premire opration trouver une carcasse. Ne pas prendre trop petit car le nombre de spires esttrop lev raliser, et le moindre cart en perte de place est sanctionn par l'impossibilit determiner avec le nombre de couches et de spires prvus.Je conseille donc de prendre toujours largement au dessus de la puissance ncessaire.

Mon choix s'est tourn vers une ancienne self de filtrage. Les tles sont un peu paisses (unpeu plus de pertes) mais comme le fonctionnement ne sera que quelques secondes par semaines,ce n'est pas trop grave.

C'est donc cette self de section fer (apparente) 20 mm de large et 26 mm d'paisseur d'empilagede tles, qui au premier abord a largement de quoi remplir la tche. En effet la sectionapparente est 5.2 Cm, ce qui autorise une puissance "apparente" d'environ 15 VA (mme motmais signification diffrente, pour les amis trangers en traduction automatique)Cette self, vu la section du fil existant (35/100) doit provenir d'un filtraged'ancien appareil lampes. Cela sera en plus confirm par la prsence



d'un carton d'entrefer.De mmoire, ces types de selfs sont toujours trop faibles en nombre despires pour du 230 V. Mais on ne sait jamais, et vous pouvez avoir plus dechance que moi ! Que faire donc ? Vrifier !

5.2 Mesure du bobinage existant

Pour mesurer le bobinage existant, il faut donc commencer par retirer la ferraille et sortir lemandrin encore bobin. L c'tait un peu embouti dans les trous des visde serrage aux angles infrieurs de l'trier, mais il n'y a pas de relproblme. Nous allons donc comme prcis dans le texte initial, enrouler quelquesspires de fil maill pour en dduire le nombre de spires existant (Il y a laplace pour le faire !)La section du fil n'a aucune importance (Il sera parcouru par le courant duvoltmtre), et il faut simplement choisir du fil qui ne soit pas trop fragile, et que l'on puissepasser dans l'ouverture qui reste. J'ai donc mis un 25/100 ! Pour un compte rond, ni trop grand,ni trop faible, j'ai compt ET vrifi 20 SPIRES TRS EXACTEMENT.

Ensuite, il faut remonter toutes les tles, mais pour l'essai, on peut se simplifier la vie en plaanttous les "E" d'un seul ct et les"I" de mme (comme c'tait pralablement). Attention de ne PASremettre le carton d'entrefer qui existait l'origine (il ne sera plus utilis, car il tait seulement lpour viter la saturation par le courant continu d'une self de filtrage). Pour ne pas rveiller tout l'immeuble ou le quartier, un serre-jointassurera un peu de silence cause des vibrations. Juste avant, il faudra valuer si le nombre de spires existant est capablede supporter le 230 V. (Si ce n'tait pas le cas, il faudrait alimenter avecune tension moindre, mais cela perdrait tout de mme de l'intrt deprime abord)

Tout est donc bon maintenant. 230 VOLTS Feu ! (Il y a priori assez de spires -au jug- pourque le bobinage ne brle pas immdiatement !) On mesure RAPIDEMENT la tension aux bornes des 20 spires = 3.95V.On mesure aussi le "230 V" qui fait exactement 229 V. On a donc tous les lments pourconnatre le nombre de spires actuel. A ce stade vous devez immdiatement couper le 230 V au cas o le nombre de spires soit tropfaible.

On a donc les relations de tensions et de spires primaires et secondaires :Np/229v=20sp/3.95v d'o (il est normalement interdit de rappeler les units, mais c'est pour lacomprhension)

Np=1159 Spires pour le bobinage d'origine. C'est cette valeur qui sera compare aux calculs

Cela est donc L'EXISTANT, mais ceci suffira-t-il pour le projet ?

5.3 Spcifications transfo raliser

A l'aide des abaques on recherche la section relle du fer correspondant 5.2 Cm, soit 4.68Cm (sur la ligne horizontale et ligne bleue). Cette valeur de section relle va permettre d'obtenirles nombres de spires par volt tant au primaire qu'aux secondaires.

Ainsi il va falloir : 9.6 Spires/volt au primaire 11 Spires/volt aux secondaires.

On s'aperoit qu'il faudrait pour 229 Volts (229*9.6=2198 spires) alors que nous n'en avons aurel que 1159 !!! Regardons ensuite si le fil de 35/100 mesur pralablement pourrait convenirPrenons l'abaquedes diamtres de fils en fonction des courants. Pour le courant primaire nous allons calculer pourla puissance totale sans tenir compte de ce qui sera rellement utile notre application. soitIp=15/229=65 mA.Pour ce courant, cette puissance de transfo et un service intermittent, il faut compter une densitde courant de 4A/mm soit un diamtre de fil d'environ 15/100.

Or 35/100 c'est mieux pour les pertes Joule ?! Alors que faire ? Il ne faut pas cder au chantdes sirnes, car nous pourrions nous retrouver avec un manque de place pour bobiner le restedes enroulementsLa sagesse veut aussi que le bobinage primaire soit d'un seul tenant et homogne dans sondiamtre de fil, et sa mthode de bobinage, alors je prconise de tout refaire ! pas de chance !(ou de retrouver une autre carcasse !)



Passons donc maintenant aux calculs du transformateur. Un petit schma est maintenantncessaire pour ne pas faire de btises.Les valeurs de spires par volt prcdentes sont donc parfaitement correctes et seront utilises icisoit 9.6 spires/volt primaire et 11 spires/volt secondaires.Une dernire information importante est reprsente par la largeur sur laquelle on va pouvoirbobiner celle-ci est ici de 27 mm (c'est l'cartement entre flasques) mais je recommande environ1 mm de chaque ct en garde pour ne pas exercer de pression trop importante sur les flasques,et avoir une situation sans problmes de place ultrieurement.

La largeur utile de bobinage est donc ramene 25 mm. (Cette valeur qui ne sera pas respecteds le dpart, servira seulement aux calculs de place, car au dpart la largeur utile sera presquede 27 mm mais atteindra peut-tre moins de 25 mm en fin de bobinage...)

5.3.1 Schma de principe

Ainsi que dit dans la partie prcdente, je vais raliser unbobinage dans les rgles d'isolation, c'est--dire par couchesisoles les unes des autres. Cela est une garantie de bonfonctionnement et permet aussi une petite conomie de place.

5.3.2 Calculs

Primaire Courant 65 mA tension 230V (passons au standard 230 V au lieude 229) P=15VADiamtre fil 14/100 soit 16/100 (je n'ai que cela)Nombre de spires 2208Nombre de spires par couche= 25mm/0.16=156 (arrondiinfrieur)Nombre de couches=2208/156=14.15 soit 15 couches (arrondisuprieur)paisseur d'une couche =16/100+8/100 (isolant intercouche)=24/100 arrondi 25/100paisseur bobinage primaire=25/100*15 couches=3.75mm

(On peut dj avoir une bonne ide du remplissage si on regarde la fentre disponible aubobinage qui fait 8 mm ! A priori comme ce bobinage est calcul pour la puissance totale dutransfo, le total des autres enroulements devrait tre plus faible, mais il pourra y avoir cependantdes "accidents" de bobinage avec casse du fil ( viter) ou des couches incompltes qui vontdsquilibrer et faire perdre un peu de place, mais aussi des isolants complmentaires.A priori a devrait aller on va poursuivre. -Si vous deviez dpasser la moiti de l'paisseurdisponible et tirer tout la puissance de votre transfo, il faudrait faire trs attention car il y auraitun risque de ne pas pouvoir finir les spires-)

Secondaire 1Courant 100mA tension 14 volt P=1.4VADiamtre fil thorique de l'abaque 18/100 (que je n'ai pas), donc ce sera du 25/100 ! Nombre de spires =11sp/v*14v=154 spiresNombre de spires par couche=25mm/0.25=100Nombre de couches=154/100=1.54 (arrondi suprieur = 2)paisseur d'une couche =25/100+8/100(isolant)=0.3mmpaisseur bobinage secondaire 1 =0.3mm*2=0.6mm

Secondaire 2Courant 1mA tension 10 volts P=0.01VADiamtre de fil thorique (trs fin hors abaque) ici ce sera le fil le plus fin que je possde 6/100,mais comme cela n'est pas matriellement ralisable je mettrai du 25/100 !Nombre de spires =11sp/v*10=110 spiresNombre de spires par couche = 25mm/0.25=100Nombre de couches =110sp/100sp=1.1 (arrondi suprieur = 2)paisseur d'une couche = 25/100+8/100(isolant)=0.24mmpaisseur du bobinage secondaire 2= 0.3*1=0.6mm

Secondaire 3Courant 700 mA tension 1.8 volt P=1.26VADiamtre de fil 0.48mm (arrondi 0.65 -je n'ai que cela-)Nombre de spires =11sp/v*1.8=19.8 sp (arrondi 20sp)Nombre de spires par couche =25mm/0.65=38Nombre de couches =20sp/38=0.52 (arrondi suprieur=1)paisseur d'une couche =0.65+8/100 (isolant)=0.73mmpaisseur du bobinage secondaire 3= 0.73*1=0.73mm

Secondaire 4Il sera envisag sur la base d'un ventuel rglage du secondaire 3, et suivant la place disponible



Tous les calculs sont faits (ou presque) car il faut seulement empiler toutes les paisseurs pourvrifier que tout rentre dans la fentre !Reprenons dans l'ordre des calculs :3.75mm+0.6mm+0.6mm+0.73mm= 5.68mm Ouf ! a passera et il restera de la place puisqu'ilrestera 8-5.68=2.32 mm. (hauteur de fentre de 8 mm)

Cette place ne sera pas perdue pour autant, car on ralise toujours une isolationcomplmentaire entre le primaire et les secondaires, par un presspahn plus pais, ainsiqu'entre chaque secondaire. On aura donc la place pour le faire, et j'envisage galement desprises de rglage sur la tension de 1.8 volt (secondaire 4). Ceci pour pouvoir rgler la bonnevitesse du futur moteur. En ralit je dciderai la dernire seconde en fonction de ce qui resterade place ou comment se terminera cette dernire couche.

Voici un cas pour lequel j'ai prvu un rglage et qui va s'avrer utile, simplement par le fait quele moteur est en courant continu de trs faible tension 1.5 V et que dans les calculs on ngligetoujours les chutes de tension des au redressement (pont de diode 2x0.7=1.4 V). Dans ce casce n'est plus ngligeable car du mme ordre de grandeur que la tension utile, donc cetteprcaution n'tait pas superflue et devrait servir peut-tre ( confirmer).

5.4 Ralisation pratique

5.4.1 Ralisation d'un moyeu en bois et axe

Ce moyeu servira entraner le mandrin sur la chignole. Il devra treassez prcis en dimensions mais surtout en alignement axial, de faon ceque les spires soient rparties sans tourner "en patate" relativement auxflasques.On percera bien au centre un trou bien dans l'axe 5.5 ou 6.5 et onmettra un fort de 6 ou 7 enchss force. Cela suffira entraner sansglissement le mandrin bobiner.

On vrifiera cet instant que le compteur sera dans le bon sens du comptage, et on lepositionnera manuellement un "compte juste" pour viter de faire des erreurs.

Vous pourrez bien entendu si vous tes trs adroit utiliser une pereuse lectrique, mais avec lesmoyens d'un amateur, il est difficile de s'en servir sans avoir un guide fil et un centreur demandrin. Alors la vieille chignole main reste trs utile et je n'ai pas trouv mieux ce stade de"mon industrialisation".

5.4.2 Dbobinage de l'existant et prparation

Il faut donc dbobiner l'existant en prservant TRES "prcieusement" le mandrin en plastique quiva bien videmment resservir. Pour vrification, j'ai tout de mme install le compte tours sur lemandrin et dbobin en tirant sur le fil.J'ai eu termin 1140 tours alors que la mesure indirect avec les 20 spires avait donn 1159soit (1159-1140)/1140=1.6% d'erreur ce qui me semble tout fait honorable.

Je vous invite prparer ds maintenant les bandes d'isolants inter-couches. Pour la largeur, ilfaudra prendre 27 mm et non 25 mm, (car c'est seulement les fils qui seront arrts avant lafin). Il y aura au total 19 couches, mais il faut prvoir des "loups" et je vous invite enprparer une bonne vingtaine.(Si vous n'avez pas d'isolant plus pais entre bobinages, vous pourrez galement enrouler deprfrence en continu, plusieurs paisseurs, dont la longueur sera mesure au rel avec un boutde fil).(Vous pourrez prparer vos bandes isolantes au massicot papier)La longueur des bandes doit correspondre au primtre maximum du mandrin soit46+40+46+40=172 plus le recouvrement soit environ 190 mm. Il faudra suivant l'avancementdes couches couper de faon que le recouvrement rel ne fasse que 2 5 mm environ, maispas plus, cause des surpaisseurs. Tous les raccordements et surpaisseurs serontIMPRATIVEMENT raliss sur les faces "visibles " aprs empilage des tles (l o il y a lescosses). Il n'y a donc que deux faces possibles.On notera aussi que le presspahn existant sera prserv et rutilis en isolant mcanique pour ladernire couche.

On prparera cet instant des trous complmentaires pour les diffrents secondaires dans lesflasques (trou avec un petit fil chauff au rouge et aras avec un cutter pour liminer lessurpaisseurs qui gneraient lors du bobinage)

5.4.3 Considration sur le Bobinage

Premire opration de bobinage laquelle il faudra donner toutes lesattentions possibles, car le premier raccordement est situ tout endessous de toutes les couches, et qu'un fil cass raz du mandrin serait la



fin d'une longue opration de bobinage et une grande dception.

Bien qu'il n'y ait pas d'ordre dans le bobinage primaire/secondaires sur le principe mme destransformateurs, j'ai pour habitude de bobiner toujours le primaire en premier, car en cas demauvaise prcision sur la tension secondaire, cela vite de tout refaire,dans ce cas le primaire n'est plus recommencer, ce qui est toujours pourl'amateur, un gain apprciable.

Il ne sera pas ncessaire de placer un isolant contre le mandrin, maisseulement la sortie sur fil multibrins isol car un fil de 16/100 ne peutpas tre sorti directement sous peine d'tre cass. (liaison soude l'tain) C'est la premire couche elle-mme qui va assurer l'immobilisation de ce fil de cblage,par le serrage normal des spires.Avant de dmarrer, ayez soin de prparer quelques morceaux de ruban adhsif (appelsimplement "collant" par la suite) porte de main pour arrter sans dtendre la tension du filet perdre des spires bien alignes. La traction modre mais suffisante sur le fil assurera la bonne tenue mcanique des couches lesunes sur les autres, et donc assurera un bobinage mcaniquement stable.

5.4.4 Bobinage rel

C'est parti pour la premire couche spires jointives.Dbutez la couche environ 0.5mm du flasque du mandrin (au lieu de 1 mm prvu, car au furet mesure des couches cette distance va augmenter !)Vrifiez que le compteur soit bien zro, sinon corrigez et faites lapremire couche. Avant 0.5 mm du flasque arrtez et mettez un collant.

A ce stade il faut annoncer tous les soucis de cette premire couche. Lemoyeu en bois qui va entraner le mandrin du transfo est petit et le percer exactement en soncentre et dans le mme axe relve du miracle. L'enroulement du fil est donc trs dlicat raliseren continu et spires parfaitement jointives. Sur d'aussi petits moyeux, ilest toujours ncessaire de guider le fil la main, d'autant qu'il est fin etque l'angle d'attaque assez vif entre chaque face au dpart ne facilite pasun enroulement facile.Il faut aussi souligner que ce guidage est aussi une manire de pousserles unes contre les autres les spires, (avec l'ongle seulement) pour avoirune surface bien homogne sans espaces entre spires.

Pourquoi c'est important ? Simplement parce que toute modification d'paisseur se rpercute surla couche du dessus. Vous verrez que vous ne pourrez jamais mettre lesspires escomptes sur chaque couche. Il faut absolument travailler avec leplus grand soin possible en vitant toutes les paisseurs diffrentes ou lesaccidents de hauteurs sur une mme couche.Si toutes fois vous deviez avoir quelques soucis, pour rectifier au mieux, ilest parfois ncessaire de placer un isolant de couche un peu plus pais,car a aide reprendre de meilleurs alignements des spires.Les spires jointives sont thoriques, car vous ferez peut-tre quelques chevauchements. Dans cescas, qui peuvent arriver, et pour ne pas recommencer une couche, il faut "faire glisser" lechevauchement sur une face externe et non entre les tles.De mme toute ventuelle casse de fil sera rpare par soudure et isolantsur une face externe.Le "papier" isolant (Kapton) inter-couche ne doit tre ni plus large ni troptroit. Il doit tre calibr au plus juste et je dirais au 1/10 de mm. Touteerreur se paye toujours sur les couches suivantes.

la fin du primaire, sur la dernire couche, prparer en pincement SOUS quelques dizaines despires un collant pour prparer la sortie de la deuxime extrmit duprimaire. Souder le fil de 16/100 sur un fil de cblage. Pour ma part, ledpart du primaire a t ralis sur un fil de cblage. La fin du primairea t sortie directementFaites comme je dis, ne faites pas comme je fais!!!

Non pas tout fait, car dans ce cas prcis, je n'ai pas pris le risque endbut de bobinage, mais je le prends la fin, uniquement parce que, je dispose de cosses fixesau mandrin, et que je vais souder IMMDIATEMENT le fil pour ne plus y toucher. (C'est unebonne raison)

Terminer l'isolation de la dernire couche par un Kapton, puis par un isolant carton pais pour



viter tout amorage et rduire en mme temps les capacits Primaire/Secondaires qui peuventparfois perturber mais assurer aussi une stabilit mcanique plus leve.

Bobiner ensuite les secondaires 1 et 2 suivant les mmes rgles. 25/100 reprsente la limite dediamtre pour la sortie directe des fils. On restera prudent tout de mme car cette section esttout de mme petite pour une sortie.

Pour le secondaire 3, il n'y a pas de problme de fragilit de section poursortir en direct, par contre le fil tant plus solide, est aussi plus difficile placer spires jointives et il est ncessaire de le tenir fermement l'aidede ruban collant ou coton coinc sous des spires prcdentes. (Il fauttoujours anticiper les sorties et prparer ces rubans de maintien qui sontde simples collants si le fil est fin ou au contraire de vritables tresses en coton si le fil est desection importante.

Le secondaire 4 non prvu initialement a t mis en ajustement de tension et j'ai profit d'unecouche incomplte pour la terminer la mme paisseur, car rendre un bobinage "bancal" esttrs ennuyeux, car la difficult de bobiner augmente. (Ce n'tait pas le cas puisque c'est ledernier bobinage. Mais on remarquera que tout lment "bancal", a des consquences aussi surl'enroulement des isolants et cre ainsi des zones vides (creuses) qui n'ont aucune stabilitmcanique, puisque l'isolant ne touche plus alors la couche en dessous).On terminera toujours par un Kapton et on replacera le carton d'origine en protection mcaniquedes derniers bobinages.

Les bobinages sont maintenant termins, Vous aurez aussi remarqu la grande longueur desfils de sorties. Le mieux et de les garder ainsi car ce stade l'lectronique n'est pas encoreconue et il est possible que le petit transfo soit directement fix sur le CI. Il faut donc pouvoirl'atteindre de prfrence sans "raponce".On aura galement repr les diffrentes sorties identiques (25/100) par une couleur de gaine,cela vitera de rechercher par la suite.

5.5 Le remontage des tles

C'est maintenant l'heure de la vrit et on procdemaintenant au montage des tles. Chaque tle "E" sera croise avec la prcdente, eton ne place QUE les "E". Vers le milieu del'paisseur on placera 2 "E" du mme ct pourpouvoir glisser ventuellement la (ou les)dernire(s) tle(s) au cas ou cela force. Dans moncas a n'a pas t ncessaire car le mandrin enplastique maintient bien ses caractristiquesdimensionnelles, et tout est rentr juste sans jeu niforage excessif.

(On regardera la photo du 5.1, pour comprendreque si a a t facile, il y avait une petite cale en bois l'origine...On a donc rien gagn mais aucontraire perdu un peu de place !)

Placer ensuite les 'I' dans les emplacements laisss vacants. Ces tles sont dcoupes le plussouvent par emboutissage, et il reste un ct lisse et un ct rugueux, essayer de les mettretoutes du mme ct, car cela fait gagner un peu de place d'empilage.(Vers le milieu vous aurez 2 "I" placer en regard des 2 "E")Prendre ensuite un marteau et un bout de bois pour taper dlicatement toutes les tles pourqu'elles soient bien alignes, mais surtout sans aucun entrefer entre les E et les I.

Pour le placement dans l'trier, et suivant le nombre pair ou impair de tles, rserver les "I" pourle ct "pinc" par l'trier et non vers le bas. Cela vitera les vibrations et vitera aussi de perdreles "I". Taper toujours avec un bout de bois pour que toute rentre sans "matraquer" outremesure. Resserrer les cts latraux l'tau et pincer lgrement les bords infrieurs qui avaientt un peu "dtendus" lors du dmontage. (Vous pouvez galement "tricher" en plaant une tlede plus au milieu pour avoir les 2 "I" ct trier).

Si votre transfo a des pattes l'querre et des vis c'est encore plus facile, et dans tous les cas lebon sens fait toujours le reste des oprations

5.6 Les mesures

Vous aurez constat que mme celui qui crit l'article ne peut pas parfaitement grer l'espacedisponible et que les spires jointives sont toujours assez faciles raliser, mais que les bords lesont beaucoup moinsAu niveau de la place disponible, il m'en reste un peu, mais pasexcessivement. Il est vrai qu' la fin, lorsque leprimaire est ralis, au moins 90% du travail est



fait. Le reste est vraiment trs facile d'autant queles fils sont plus gros et en nombre de spires,beaucoup plus faible.J'ai mme pu ralis pour le moteur de 1.5V unpetit bobinage complmentaire mettre en srie ouen opposition pour pouvoir rgler finement latension, car il est vrai que sur de telles valeursassez faibles, les erreurs peuvent tre de 10%facilement, car 10 spires par volt, le rglage sera plus ou moins une spire, donc plus ou moins 0.1volt ce qui n'est pas ngligeable relativement cette faible tension de 1.5 volts. (Ne pas ngliger non plus l'extrme petitesse de cette tension etles chutes de tension des diodes de redressement)

Ce bobinage tant le dernier, le transfo pourra ventuellement tre re-dmont au besoin pourajuster le nombre de spires. Un bobinage principal et un auxiliaire permet d'obtenir 4 tensionsdont 3 sont utiles. Nominal, Nominal-Auxiliaire et Nominal+Auxiliaire (Auxiliaire sans intrt ici)Il ne faut pas oublier que tout a t calcul pour une puissance nominale et que l'on seraassez loin de celle-ci. Pour les tensions 10 et 12 volts, les rgulateurs feront le travail ncessaire,il n'en sera pas de mme pour la tension de 1.5 volts qui n'est pas trop facile rgler par unrgulateur et inutile d'ailleurs. (Au pire, une rsistance srie sera prvoir pour ajustement fin)

Mesure des Tensions et courants

A vide Up=228V Ip=11.9 mA soit 2.7 VA en courant magntisant et pertesUs1=16.90VUs2=11.35Us3=2.06Us4=0.5V

En charge Up=228V Ip=27.4 mA soit 6.24 VAUs1=14.90 V sur 150 ohms soit ~100 mA ou 1.5 WattUs2=10.77 V sur 150 ohms soit 71 mA ou 0.76 WattUs3=1.86 V sur 2 Ohms soit 930 mA ou 1.72 WattUs4 non mesur soit une puissance totale de 3.98 VA arrondi 4 VA

Pas d'chauffement anormal, pas de vibrations.Vous noterez que les puissances secondaires sont exprimes en Watts et non en VA, car lescharges sont des rsistances pures dans ce cas. (Cela serait la mme chose en VA)N'ayant pas de possibilits de mesurer le cosinus phi sur le primaire, il n'est donc pas possibled'en dduire un rendement.On notera que les tensions secondaires peine plus leves ont aussi pour origine un fil primairequi n'est pas parcouru par la totalit de la puissance du transfo, et qu'ainsi les pertes primairesont plus faibles.

Pour ces petits transformateurs, le rendement n'est en gnral pas fameux ! Mais savoir faire unpetit transformateur est quelque chose d'utile et une exprience que l'on oublie pas en gnrallorsque l'on a but plusieurs fois sur la place disponible ou que la premire fois on a voulu allervite et sortir un fil de 6/100 qui a cass raz du mandrin (et au point du dbut de bobinage !)

Je conseille de garder en surveillance et en charge sous tension, une dizaine d'heures ce modle.valuez la temprature et cela devrait aller avec scurit pour l'lectronique, mais il estprfrable de faire cette opration avant de griller l'lectronique!

5.7 Considrations complmentaires

Dcapage du fil maillLe dcapage de l'mail des fils de petites sections est dlicat. J'ai pris l'habitude de dcaper aubriquet, ce qui brle le vernis. Il faut ensuite enlever les rsidus avec un "tampon gratteur". le filest alors parfaitement soudable .

ImprgnationUne fois tout essay au niveau de l'lectronique, vous pourrez dmonter de nouveau le transfopour l'imprgner avec un vernis isolant. De prfrence, prendre un vernis adapt ne propageantpas la flamme, ni ne dgageant de vapeurs toxiques.

cran lectrostatiqueJuste aprs le primaire et aprs quelques enroulements de Kapton pour parfaire l'isolation, vous



auriez pu placer un cran lectrostatique. Ceci est reprsent par une bande de feuille decuivre enroule comme un isolant mais surtout veiller bien isoler les extrmits entre elles, (ildoit y avoir un petit recouvrement ISOL) car autrement ce serait quivalent une spire encourt-circuit !Vous placerez par soudure de prfrence vers le milieu de la spire de cuivre, un fil vert jaune quisera runi la masse (et sorti d'un ct externe). (Cette spire unique est le sige d'une tensioninduite comme toutes les spires d'un transformateur...)Je ne l'ai pas mis par paresse car ce n'est pas vraiment ncessaire pour un petit appareil de cegenre. Mais vous pouvez tre puriste et aller jusqu' la perfection.(Cela pourra vous aider dansla rigidit mcanique du bobinage).

5.8 Conclusions de la ralisation

J'espre que les nombreuses photos vous aideront prciser l'article initial et mieux comprendrecomment on ralise un petit transfo.Je rappelle une nouvelle fois que le 230 VOLTS est trs DANGEREUX et ces oprations sont faire avec prcaution et scurit. Si lors des essais, les secondaires basse tension peuvent se promener en l'air comme vous aurezpu le voir, le primaire est quant lui, soud sur un cble secteur. Il serait prfrable de mettre la terre sur la carcasse, cela vous protgerait si vous n'avez pasbien bloqu vos spires primaires et que celles-ci vont "se promener" en frottant sur les tlesLediffrentiel vous sauverait alors d'une mort certaine !

Si cela vous a intress, alors il ne vous reste plus qu' fabriquer une petite bobineuse capablenon seulement de raliser des bobinages spires jointives, mais galement de raliser desbobinages en nid d'abeille pour la haute frquence

6 Conclusions

Les transformateurs sont des lments trs fiables et on ralise toutes les "pirouetteslectroniques" pour s'en passer, car ils sont lourds, encombrants et chers.Tous mes appareils raliss avec transformateur "maison" sont toujours en service, et les transfosbobins manuellement pour beaucoup sont toujours en bonne santLe transformateur qui alimentait le panneau solaire lors de sa premire version analogique n'taitpas imprgn et tait simplement dans un coffret l'extrieur. Il a fonctionn de 1984 2007sans problmes.Vous pourrez aussi vous inspirer de cet article si vous dsirez refaire un appareil dont le transfo arendu l'me, mais il faudra beaucoup de soin et de la patience avant tout.Cet article vous aidera aussi crer le transfo introuvable et que vous ne pourrez vous payer entermes de ralisation par un bobinier. Ces bobiniers qui "retapent" principalement les moteurs sont les seuls professionnels aujourd'huiqui sont capables de faire ou refaire un transformateur sur mesure. Ce mtier comme beaucoupd'autres est aussi en voie de disparition, sacrifi sur l'autel de la consommation stupide.

Bon ! Allez, vous prendrez bien encore une petite spire ?

____ ( retour dbut article ) ____

____ ( retour accueil bricolsec) ________ ( retour accueil lokistagnepas) ____

Post par lokistagnepas 11:41 - ELECTRONIQUE / INFORMATIQUE - Commentaires [62] - Permalien [#]

Tags : abaques, bobinage, couche, fer, fils, isolant, joule, pertes, spires, tles

Si vous avez apprci, dites le vos amis...et votez

Vous aimerez peut-tre :

Article prcdent (20/03/2009)

DBOUCHAGE DES GICLEURS(PEINTURE EN BOMBE ET...

Article suivant (14/05/2009)

MOTEURS MONOPHASS, QUI NEDMARRENT PAS



Commentaires sur Petits transformateurs, Calcul, ralisation et Exemple

transfo

tres instructif ! pedagogique et mthodique

Post par jigga, mercredi 15 avril 2009 | Recommander | Rpondre

re jigga

Bonjour, Il est toujours agrable d'avoir quelques compliments et de savoir qu'un travail serve quelque chose et la connaissance en gnral.

Merci encore. bricolsec

Post par bricolsec, mercredi 15 avril 2009 | Recommander | Rpondre

Bravo

Bonjour, Ayant dj rebobin deux transformateurs et quelques bobines d'lectro-aimant, j'aidcouvert votre article qui m'a vivement intress. J'ai donc pris la libert de me faire un

fichier ".PDF" en modifiant lgrement votre travail. Si cela vous intresse, je peux vous faireparvenir ce fichier.

Si vous tes intress, j'ai ralis une station de pompage automatise (sans automate !) quigre deux pompes (places dans une cave et une fosse pour mcanique)...

Merci, au revoir et bientt Moums3

Post par Moums3, lundi 13 dcembre 2010 | Recommander | Rpondre

Re Moums3

Bonjour, Mes articles sont libres d'accs et vous pouvez en faire ce que bon vous semble. (Ils nepeuvent cependant pas faire l'objet d'un quelconque commerce sans mon aval).

Pour le PDF, si il y a une demande, je vous contacterai. Merci galement.

Clavier pc at et pic

16f877a

Led conome en

courant

Pannes lectroniques

courantes et|ou

Simulateur de

prsence pic 16f628



2451, 2452, 2453... Meilleures salutations bricolsec

Post par bricolsec, lundi 13 dcembre 2010 | Recommander | Rpondre

Surface volumique

Bonjour Bricolsec, Paragraphe 3.2.2, propos de la puissance du transformateur : on cherche la compacit,le solide le plus compact est la sphre, volume de la sphre : 4RRR/3, surface de la

sphre : 4RR donc le quotient de la surface par le volume est 3/R (ou 6/D) donc la surfacevolumique augmente quand R dcrot ! Pour un cube de ct a, on obtient pour la surface volumique : 6/a. En rsum : plus la taille d'un transformateur est faible, plus sa puissance est faible et mieux il serefroidit ! Je conviens que c'est trange. bientt, Moums3

Post par Moums3, vendredi 17 dcembre 2010 | Recommander | Rpondre

montre moi le calcul

quelle formule pour connaitre le nombre de spire par volte

Post par mukena, mardi 24 mai 2011 | Recommander | Rpondre

Re mukena

Mme si vous connaissez mal la langue Franaise, je suis en mesure de comprendre uneformule de politesse dans une autre langue... Pour votre question vous pouvez la poser Google avec "spires/volt", et vous aurez la

rponse la premire ligne... Voir aussi : http://bricolsec.canalblog.com/archives/2010/06/08/18190847.html

Post par bricolsec, mardi 24 mai 2011 | Recommander | Rpondre

bonjour pourriez vous me dire si vous connaissez une personne pour me rebobiner untransformateur qui a grill et qui a plusieurs tensions que je ne peux pas retrouver chez un

fabricant. merci d'avance cordialement frederic

Post par frederic, jeudi 01 mars 2012 | Recommander | Rpondre

Re frdric

Bonjour, Vous devez prendre les pages jaunes de l'annuaire pour trouver un bobinier proche de chezvous. En gnral ils rebobinent plus des moteurs, mais sont tout fait capables de

rebobiner des transformateurs. A titre d'information, il peut parfois tre plus facile de refaire des tensions partir destransformateurs standard. Meilleures salutations bricolsec

Post par lokistagnepas, jeudi 01 mars 2012 | Recommander | Rpondre



info transfo

Entretien des transfo

Post par Mahobli, dimanche 22 avril 2012 | Recommander | Rpondre

petits transformateurs, calcul, réalisation et exemple - bricolsec

Documents