Démonter un transformateur cubique

Pour abaisser la tension de sortie ou simplement comprendre comment est fabriqué un transformateur cubique, on peut réaliser un démontage soigneux qui permettra de réassembler les éléments et de faire à nouveau fonctionner le transformateur. Un exemple est présenté ici où le but est d'abaisser la tension de sortie du transformateur cubique.

Voici donc comment démonter un transformateur cubique.

Démontage du transformateur cubique

Le transformateur cubique se présente ici. Il s'agit d'un transformateur 250 VA 30 Volts. Le blindage a été ôté de façon définitive :

démonter transformateur réduire tension

Transformateur cubique à démonter

Démonter les tôles du transformateur

Toute la difficulté consiste à enlever les tôles sans les tordre ou les déchirer. Si le transformateur est trop généreusement verni, il ne sera pas possible de le démonter, à moins de trouver un moyen de dissoudre le vernis. Par chance, le transformateur de cet exemple, issu d'un amplificateur de puissance audio, était à peine verni. On commence donc par enlever les 4 vis dans les coins des tôles. On fait sauter au marteau la première tôle.

L'intérêt des tôles (plutôt qu'un matériau massif) est de limiter l'échauffement par courants de Foucault. Chaque tôle est vernie et les courants de Foucault ne peuvent ainsi pas passer d'une tôle à l'autre, confinant les courants à des épaisseurs de métal faible, ce qui réduit l'échauffement de l'ensemble du matériau magnétique.

Sacrifier quelques tôles du transformateur

Vu que le transformateur est fait d'un empilement bien compact, la première tôle est la plus difficile à retirer. On peut la sacrifier. On verra qu'on n'est pas à une ou deux tôles près. En effet, la tension maximale que le transformateur peut voir (au primaire, 230 Volts nominaux) est un peu plus élevée. La marge habituelle des transformateurs fait qu'ils entrent en saturation au delà de 260 ou 280 Volts environ pour la plupart d'entre eux. Sacrifier une ou deux petites tôles sur l'ensemble des tôles a une influence négligeable. La tension maximale est proportionnelle à la surface de section du matériau magnétique, donc au nombre de tôles.

Le risque est finalement d'avoir une légère vibration après remontage, étant donné que le transformateur ne sera pas aussi "rempli" qu'initialement. Le démontage des tôles en "EI" se fait alternativement en enlevant un "E" puis un "I" :

démontage transformateur cubique

Démontage des tôles du transformateur : un démontage soigneux à accomplir

Lorsqu'on a atteint environ la moitié du démontage, le transformateur ressemble à cela :

réduire tension d'un transfo

Transformateur : démontage en cours

tension de sortie transfo modifier

Tôles qui se retirent facilement

On peut éventuellement passer un petit coup de cutter pour aider les tôles à se séparer. Lorsque le démontage est presque fini, le transformateur ressemble à ceci :

démonter un transfo

Transformateur démonté en quasi totalité

transformateur cubique démonter

Plus que quelques tôles... travail bientôt fini !

Bobinage des spires du transformateur

Le démontage est maintenant terminé. Le bobinage est nu :

démontage transfo cubique tension

Bobinages primaire et secondaire, accompagné de ses (nombreuses) tôles

Abaisser la tension de sortie du transformateur

Comme la tension est proportionnelle au nombre de spires, il est maintenant possible d'abaisser la tension de sortie en débobinant des spires. C'est spécialement simple ici parce que le secondaire (avec les grosses spires) est bobiné à l'extérieur. Le primaire est en réalité inaccessible :

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Bobinage du transformateur : primaire en dessous, secondaire au dessus

On retire le scotch jaune qui protège les spires ainsi que la ceinture de cuivre qui réduit le rayonnement du transformateur vers l'extérieur. Cette ceinture de cuivre est sacrifiée, elle ne sera pas remontée.

Lorsqu'on atteint les spires du secondaire, on peut en débobiner autant que nécessaire pour diminuer la tension de sortie à la valeur désirée. Si on possède un multimètre pour mesurer l'inductance, on peut débobiner des spires au fur et à mesure jusqu'à obtenir l'inductance souhaitée (le rapport des inductances étant proportionnel au carré des nombres de spires)

Ici, le transformateur donne 30 Volts et possède 60 spires au secondaire. La tension par spire est donc de 0,5 V. Si on souhaite réduire la tension de sortie de 30 Volts à 25 Volts, ce revient à enlever 10 spires et à faire chuter l'inductance du secondaire de 31 % proportionnellement au carré des nombres de spires (de 30² = 900 à 25² = 625).

Une fois que les spires ont été supprimées, on peut entamer le remontage du transformateur. On va empiler les tôles.

Remontage du transformateur

Le but de l'opération était de débobiner des spires. On remonte maintenant les tôles en prenant soin de ne pas blesser les fils du bobinage. Il n'y a pas toujours beaucoup de place entre les tôles et les spires. Si le verni des spires est arrachée lors d'un remontage peu soigneux, il y a un grand risque de court-circuit entre spires du secondaire via la tranche des tôles.

démonter un transfo cubique pour diminuer la tension

Remontage du transformateur en cours

Même en tassant bien l'empilement des tôles, on ne parvient pas à réassembler toutes les tôles. Le but est bien sûr d'en mettre le plus possible, mais il faudra accepter d'en laisser quelques unes de côté :

comment démonter un transformateur

Transformateur cubique reconstruit mais avec une tension de sortie réduite (25 Volts au lieu de 30 Volts)

On remarque que l'empilement est un peu irrégulier, mais cela ne gêne pas à condition qu'on puisse remettre les vis pour maintenir les tôles entre elles.

Mesures électriques : courant et facteur de puissance du transformateur

Voici le moment de vérité. Etant donné ici que le primaire n'a pas été touché, l'aspect de sécurité électrique (l'isolation entre primaire et secondaire) ne devrait pas être critique. On branche donc le transformateur (en série avec une ampoule à incandescence ou halogène de 70 Watts par exemple si vous souhaitez limiter un éventuel courant excessif et éviter de faire sauter les plombs.

Le courant magnétisant, mesuré à vide est passe de 0,08 à 0,09 A. Le facteur de puissance est mesuré à 0,21. Ceci indique que le courant est largement inductif, et peu résistif. Si un court-circuit existait entre spires, le facteur de puissance serait beaucoup plus proche de 1 et le bobinage chaufferait de façon anormale.

  • On branche une résistance de 8 Ohms sur la sortie 25 V : le facteur de puissance atteint 0,86.
  • On branche une résistance de 3 Ohms sur la sortie 25 V (ce qui correspond à 200 Watts environ) : le facteur de puissance atteint 0,90. Ces mesures sont rassurantes et indiquent un bon fonctionnement du transformateur.

démontage d'un transformateur cubique

Transformateur cubique remonté et réinstallé dans son application : un caisson de basse amplifié

Conclusion

Le démontage du transformateur cubique permet d'abaisser la tension de sortie. Cela est réalisable à condition qu'il n'y ait pas trop de verni qui empêche le désassemblage des tôles. Le remontage doit être soigné pour éviter de blesser les fils lorsqu'on réassemble les tôles. Il est aussi possible (et plus facile) d'abaisser la tension d'un transformateur torique. En effet, les spires étant à l'extérieur, elles sont plus faciles d'accès.

démonter un transformateur pour réduire tension

Exemple de transformateur torique débobiné pour réduire la tension