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Transformateur.
La présente invention a pour objet un corps de fer feuille- té et démontable pour transformateurs et autres appareils élec - triques, lequel est établi de manière à entourer de toutes parts l'enroulement parcouru par le courant et à réduire au minimum la dispersion magnétique. On emploie, pour constituer le fer du transformateur, des tôles de fer courbées suivant des développantes de cercle, de telle sorte que la constitution du paquet de fer se trouve simplifiée.
Si l'on courbe des tôles suivant des surfaces cylindriques dont les courbes directrices sont des développantes de cercle (fig.l), elles peuvent être assemblées sans vides tout comme des tôles planes et forment ensemble un cylindre creux. Si les tôles ont primitivement une forme d'après la fig.2, on obtient, après l'assemblage des tôles courbées, le solide de révolution fermé 1 (fig.3 ) ayant un creux cylindrique 2 destiné à recevoir les enroulements 3 et 4.
Le transformateur ainsi obtenu a le
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même poids de fer qu'un transformateur a noyaux ou cuirassé ordinaire formé des mêmes tôles laissées planes et possède un guidage tout aussi bon des lignes de force magnétiques, mais présente une dispersion moindre, ainsi que l'avantage de per - mettre l'emploi de bobines rondes, dont la longueur d'enroule - ment moyenne est plus petite que dans un transformateur à tôles planes. Inversement, pour un même poids de cuivre et une même saturation du fer, le transformateur d'aprèsla fig.3 permet une économie en fer actif, tant vis-à-vis du transformateur à noyaux de tôles planes que vis-à-vis du transformateur cuirassé à tôles planes.
Dans l'exécution pratique, il faut d'abord prévoir la possibilité de monter dans le corps de fer des bobines enroulées d'avance. Ceci exige une subdivision du corps de fer, ce qui entraîne la présence de joints pouvant être, soit cylindriques (joint a-b), soit plans (joint c-d ). Comme dans les transforma - teurs à tôles planes, il est aussi possible, ici, d'opérer la jonction à recouvrement ou bout à bout. En outre, il faut omettre, au moins à un endroit, un certain nombre de tôles, afin que les bouts d'enroulement puissent être conduits au dehors, axialement ou tangentiellement, à travers l'intervalle courbe ainsi formé. Des intervalles traversants analogues peu - vent encore être prévus pour la ventilation.
Le montage et la liaison des tôles peuvent avoir lieu de diverses manières. La fig. 4 montre schématiquement un tel mon - tage pour un transformateur à quatre joints plans, dans lequel, par conséquent, les tôles de noyau 5 et 6 , aussi bien que les tôles de culasse 7 et 8, possèdent, avant leur courbement, une simple forme rectangulaire. On introduit d'abord les tôles de culasse inférieures 8 dans le tube 10, puis, par-dessus, les tôles de noyau extérieures 6. Les tôles de noyau intérieures 5 sont entourées du tuyau isolant 11, qui peut être pourvu di - rectement de brides et servir de support pour l'enroulement.
Après l'insertion du noyau intérieur 5 avec l'enroulement 3-4,
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on introduit les tôles de culasse supérieures 7. Les bouts d'en- roulements 12, 13 et 14 , 15 sortent par deux intervalles ména - gés à cet effet. Les paquets de fer sont comprimés fortement, dans la direction axiale, par la vis 9, par l'intermédiaire des deux disques 16 et 17. Perpendiculairement à l'axe, les tôles s'appuient les unes contre les autres et contre les tubes 10 et 11, de sorte que tout rivetage ou vissage est superflu, et que la section du fer n'est donc nulle part affaiblie. Le tube ex - térieur 10, les plaques de pression 16 et 17 et la via 9 peuvent être conducteurs, parce qu'ils se trouvent en dehors du champ magnétique.
Les tôles de culasse 7 et 8 peuvent être faites considéra - blement plus courtes, donc aussi plus légères, sans nuire au guidage des lignes de force, en les faisant droites dans la partie passant au-dessus de l'espace d'enroulement 2. La fig.5 montre une coupe pratiquée perpendiculairement à l'axe du corps de fer. Les tôles de culasse de la forme 18 sont déjà considé - rablement plus courtes que les tôles 7 : Les plus courtes sont les tôles de culasse de la forme 19 dirigées radialement au - dessus de l'espace d'enroulement 2. La forme des tôles de cu - lasse 18 et 19 est aussi technologiquement plus favorable que celle des tôles de culasse 7 à cause des angles plus grands qu'embrassent entre elles les tangentes terminales, et elle devra être aussi préférée pour cette raison.
Les parties des tôles de culasse (18 ,19 ) se rattachant directement au noyau intérieur ou extérieur (5 et 6 ) doivent être des développantes du même cercle de base K, afin qu'elles puissent s'appuyer les unes sur les autres à ces endroits. Par contre, les tôles de noyau 5 et 6 peuvent être établies sous forme de noyaux à tôles enroulées (noyaux enroulés). Mais comme, dans ce cas, les bords contigus des tôles du noyau et de la culasse ne sont plus parallèles, mais se croisent sous des an - gles plus ou moins aigus, il faut, pour éviter des courants de Foucault, interposer du papier entre les paquets de noyau et de
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culasse. Les figs.6 et 7 montrent des sections d'un noyau à tôles enroulées en une ou deux couches.
Son principal avantage réside dans la possibilité d'une fabrication considérablement plus simple. Les tôles découpées et courbées sont ici remplacées par un feuillard qui est enroulé sur un mandrin jusqu'à l'obten- tion du diamètre extérieur voulu, puis enfilées dans un tube (enveloppe 10 ou support de bobines 11), qui empêche le dérou - lement spontané du noyau et le maintient ainsi sous la tension qui lui a été donnée lors de l'enroulement.
Comme les spires des noyaux à tôles enroulées sont, suivant leur distance vis-à-vsidu support de bobine, enchaînées à des parties plus ou moins grandes du flux magnétique, elles peuvent être utilisées totalement ou en partie comme enroulement par - couru par le courant. S'il résulte de la grande dispersion une chute de tension, on obtient, par contre, une économie en cuivre actif et une faible résistance ohmique d'un tel enroulement, parce que, pour des raisons magnétiques, celui-ci sera le plus souvent surdimensionné électriquement.
Les paquets de noyau peuvent aussi être. formés de tubes de tôle concentriques qui, à, cause de l'enchaînement avec le flux magnétique, doivent être fendus ("noyau tubulaire " fig.8 ).
Les indications qui précèdent se rapportent à des trans - formateurs monophasés. Avec ceux-ci, on peut, par superposition, construire de la manière connue des transformateurs polyphasés, auquel cas les culasses intermédiaires servent de chemin aux lignes de force pour deux ou plusieurs phases à la fois.
REVENDICATIONS.
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