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D'après la définition de la Commission électrotechnique internationale, un autotransformateur est un « transformateur dont au moins deux enroulements ont une partie commune »[1]. Concrètement il s'agit d'un transformateur ne disposant que d'un seul enroulement, le secondaire étant une partie de l'enroulement primaire. Le courant alimentant le transformateur parcourt le primaire en totalité et une dérivation à un point donné de celui-ci détermine la sortie du secondaire[2].
En comparaison d'un transformateur à deux enroulements de même puissance l'autotransformateur a les avantages suivants dus à l'économie d'un enroulement, il est :
Le gain en coût et en taille est dû à la section des conducteurs, qui peut être choisie plus petite que sur un transformateur classique. En effet, l'enroulement entre le secondaire et le point froid ne conduit que la différence entre le courant du secondaire et celui du primaire. Ce courant est donc inférieur à celui du secondaire conduit par un transformateur classique. Par ailleurs l'usage d'un seul enroulement physique pour le secondaire et le primaire permet également des économies en taille[7].
Toutefois à côté de ces avantages l'autotransformateur a également des défauts importants :
Le fait qu'un autotransformateur soit relié à la terre, permet d'envisager une isolation non uniforme. Cela implique également que son couplage doit se faire en étoile en triphasé[4].
L'autotransformateur n'est intéressant que lorsque les tensions d'entrée et de sortie sont du même ordre de grandeur : par exemple, 230 V/115 V ; plus le rapport de la tension d'entrée sur la tension de sortie se rapproche de 1, plus l'autotransformateur sera de faible importance en termes de masse et encombrement[3],[4].
Ils sont surtout utilisés pour raccorder des réseaux de très haute tension. Ainsi en France, l'autotransformateur est systématiquement utilisé pour le raccordement entre le réseau 225 kV et 400 kV[9]. En Grande-Bretagne les autotransformateurs sont utilisés pour raccorder le réseau 400 kV au réseau 132 kV et parfois entre le 275 kV et le 132 kV[10]. Dans le réseau belge les autotransformateurs sont utilisées pour le raccordement 380⁄220 kV.
Ce type de transformateur est également utilisé dans le domaine ferroviaire pour l'alimentation 2 × 25 kV.
Un type particulier d'autotransformateur triphasé est utilisé pour le démarrage des moteurs asynchrones en permettant de limiter la pointe d'intensité et le couple au démarrage[5].
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