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Transformateur avec dispositif pour augmenter la dispersion,
La présente invention a pour objet un transformateur comportant une dispersion augmentée artificiellement dans le but de mettre les enroulements à l'abri de la surcharge.
Le dessin représente l'objet de l'invention en deux formes de réalisation principales, comme transformateur à noyau enveloppant pour courant monophasé et courant triphasé avec dispositi@ns différentes de tôles de dispersion.
La fig. 1 montre la vue schématique d'un transformateur à noyau enveloppant avec les tôles de dispersion insérées, les enroulements et l'allure des flux de force alternatifs.
La fig. 2 montre la coupe du noyau, des barras de jonc¯ tion et des tôlas de dispersion emboîtées du transformateur
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à noyau enveloppant suivant la fig. 1, lorsque las tôles de dispersion emboîtées sont insérées seulement entre les noyaux et les barres de jonction.
La fig. 3 montre la coupe des noyaux, des barres de jonction et des tôles de dispersion emboîtées du transforma- teur noyau enveloppant suivant la fig. 1, lorsque les tôles de dispersion emboîtées sont disposées an partie entre les noyaux et les barres de jonction et pour l'autre partie du côté extérieur.
La fige 4 montre la vue d'une tôle complète pour la partie du corps de fer dans laquelle on n'insère pas de tôle de dispersion.
La fige 5 montre la vue d'une tôle complète pour la partie du corps de fer dans laquelle les tôles de dispersion intérieures sont & insérées.
La fig. 6 montre la vue d'une tôle complète pour la partie du corps de fer :lui forme si! les tôles de dispersion extérieures.
La fige 7 montre la représentation de la tension secondaire en fonction du courant secondaire, savoir: la courbe 1) seulement pour les tôles de dispersion extérieures, la courbe 2) seulement pour les tôles de dispersion intérieures et la courbe 3) pour les tôles de dispersion intérieures et extérieures ensemble.
La fig. 8 montre la vue schématique d'un transformateur à courant triphasé comportant cinq. branches et des talas de dispersion entre les enroulements, les noyaux et les oarres de jonction, avec les enroulements, les flux de force et leur allure lorsque le corps de tôle est compose de tôles symétriques en segments, divisées en deux, de deux transformateurs monophasés à noyau enveloppant juxtaposéssuivant la fig. 1.
La fig. 9 montre la coupe des noyaux, des barres de jonction et des tôles de dispersion insérées du transformateur
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triphasé à cinq branches lorsque des tôles de dispersion intérieures seulement sont insérées.
Le transformateur 1 noyau enveloppant représenté au dessin possède la noyau k et les barres de jonction i qui sont estampés dans des tôles de transformateur sous la forma de tôles symétriques, en segments, divisées en deux, avec
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des languettes à recouvrement 2 et tfi prévues dans àas joints.
Sur le noyau du milieu sont disposes deux enroulements de telle façon que sur un coté est placé l'enroulement primaire Pr et sur l'autre coté l'enroulement secondaire Sek.Les tôles de dispersion rectangulaires sont insérées de telle façon dans ce transformateur que les ponts de dispersion St sont insérés soit seulement entre les noyaux et les barres de jonction, soit aussi au-dessus et en-dessous des barras de jonction, soit finalement aussi des deux manières à la fois.
Ces tôles de dispersion rectangulaires sont emboîtées de telle façon latéralement dans les barres de jonction qu'un déplacement latéral des tôles de dispersion vars l'extérieur n'est pas possible et qu'ainsi pour un même nombre des tôles de dispersion oh obtient toujours une même dispersion. Cette disposition permet donc toujours un bon passage du flux de force d'une tôle à l'autre dans les joints, diminue par conséquent le nombre d'ampères-tours des joints, et par l'insertion et la recouvrement des tôles de dispersion lors d'une f abrication an série, on obtient toujours un minimum d'écarts dans les valeurs magnétiques de la dérivation du pont de dispersion.
Si l'enroulement primaire est raccurd à une tension alternative, cette dernière produit un flux de force # 1 dans le noyau de l'enroulement primaire, qui se ferme principalement par les barres de jonction et le noyau secondaire mais cède déjà en marche à vide un petit flux de dispersion
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#so par le pont de dispersion St en concordance avec la sec- ' tion du pont de dispersion et sa résistance magnétique, Si l'enroulement secondaire est chargé jusqu'au court-circuit,
le flux de force produit par le courant secondaire refoule le flux de force principal dans le noyau secondaire .en ar¯ rilère jusqu'à ce que la rapport des flux de force #2 et s dans le noyau secondaire et dans le pont de dispersion se mette en rapport inverse des résistances magnétiques de ces deux trajats de lignes de force. Le courant secondaire- peut par conséquent en cas de court circuit grandir seulement jusqu'à ce que cet état de permanence soit atteint de sorte que par un choix approprié de la section du pont da disper- sion et la matière choisie pour celui-ci, la grandeur du courant secondaire peut âtre réglée la valeur désirée.
On a maintenant observé que plus les nombres d'ampères- tours des joints des ponts de dispersion peut être réduit, plus il se produit, suivant la matière magnétique employée des ponts de dispersion eux-mêmes et la manière dont ces ponts de dispersion sont insérés, une allure tout à fait différente et caracteristique de la chute de tension secon- daire.
On a trouvé par des essais que le nombre d'ampères-tours des joints est réduit au minimum par la disposition repre., sentée des ponts de dispersion de sorte qu'également en conséquence la chute de tension secondaire devient plus petite que dans les procédés employés jusqu'à presant, Si la chute de tension à l'intérieur d'une charge déterminée doit être petite, les tôles de dispersion doivent être insérées suivant la fig. 2 entre les noyaux et les barres de jonction et en outre suivant la àécurité de court-circuit désirée une matière magnétique différente du noyau principal pour les ponts de dispersion peut influencer la chute de tension dans le sens favorable.
Comme matière pour les ponts de dispersion on peut employer différentes tôles de transfor.
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mateur à alliage, de la tôle de fer et de chrome, de la tôle de fer-nickel, de la tôle fer-nickel-chrome,de la tôle de fer et de la tôle de nickal ainsi que des alliages et des matières analogues, les tôles de dispersion devant toutefois toujours être exécutées en m6me épaisseur que celles du noyau principal.
Cette disposition des ponts de dispersion emboités et établis avec une matière magnétique différente pour la réduction de oo urant de court-circuit est pratiquement utili- sable dans tous les transformateurs à noyau enveloppant, de puissance quelconque, une subdivision des enroulements devant être effectuée pour les grandes puissances.
Si la chute de tension n'est soumise à aucune limitation, les tôles de dispersion peuvent être insérées en partie entre les barres da jonction et les noyaux et pour l'autre partie au-dessus et en-dessous des barres de jonction, à la manière de la fig. 3, ou bien on peut employer seulement des taies de dispersion extérieures, la chuta de tension ayant alors une allure suivant les courbes 1) et 3) de la fig. 7. Une misa au point précise des conditions peut être provoquée par l'emploi de differentes matières magnétiques des tôles de dispersion par rapport au reste du corps de fer actif.
Pour la fabrication en grand du corps de fer de.ce transformateur à noyau enveloppant, on peut employer avantageuse-. ment des 5ôles en segments, symétriques, divisées en deux a- vec des languettes reamuvrement symétriques Zi et Zk tandis que pour l'insertion des ponts de dispersion, les languettes sont entaillées aux tôles en segments d'un coté (F), comme on l'a représenté aux fig. 4, 5 et 6, de sorte que les mêmes tôles en segments peuvent être employées pour une dispersion normale et pour une dispersion agrandie.
Le corps de fer @@@@@ représenté du transformateur à noyau enveloppant pour courant monophasé peut s'employer egalement, en cas d'utilisation de deux corps de fer identi-
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ques juxtaposés, pour un transformateur triphase à cinq branches avec des tôles de dispersion insérées entre les barres de jonction et les noyaux, comme on l'a représenté aux fig. 8 et 9, lorsque les trois noyaux intérieurs sont prévus pour l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire et les deux noyaux extérieurs servant de barres de jonction de compensation communes. Les flux de dispersion s'étendent alors des noyaux vers les barres de jonction ou d'un noyau à l' autre.
Dans ces transformateurs triphases à cinq branches, les tblas de dispersion peuvent comme on l' a indiqué plus haut, âtre faites en une matière magnetique différente des noyaux et des barres de jonction tandis que toutefois dans cette construction, en règle generale, on utilise seulement des tôles de dispersion intérieures, vu que des tôles de dispersion extérieures nécessitent une construction spéciale et entrainent en général une très grande chute de tension.
Cet emploi des ponts de dispersion emboites pour- la reduction des courants de m urt-circuit est pratiquement utilisable dans tous les transformateurs triphasés cinq branches, de puissance quelconque, tandis qu'avec l'accroissement de la puissance une subdivision des enroulements est néces- saire.
Ces transformateurs à dispersion augmentée artificiellement trouvent leur emploi partout où, dans un circuit é.. lectrique, on doit s'attendre à de grands chocs de courant et où des sûretés ordinaires na peuvent être montées pour des raisons quelconques et où par conséquent une protection spéciale est nécessaire pour les enroulements. Ils conviennent en particulier pour les applications de soudure électrique à arc, car ils peuvent âtre mis sous une forme très conden- sée. Egalement dans toutes les installations électriques dans lesquelles on doit s'attendre à une surcharge brusque, de semblables transformateurs à dispersion augmentée arti-
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ficiellement s'emploient c' Mat1a.ge.
Finalement, le transformateur triphasé à cinq branchas à dispersion aug- mentée, s'emploie avec avantage lorsque la charge d'une installation doit être répartie sur plusieurs phases pour produire de cette manière une charge plus uniforme du res seau. Ceci est par exemple le cas lorsqu'on doit alimenter simultanément par un seul transformateur plusieurs lampes à main, différents groupes de cellesi pouvant alors être repartis sur des phases différentes.
Egalement pour les applications de soudure arc, il peut se présenter le cas où il faut desservir simultanément avec la même transformateur différents postes de travail, et les différentes phases du circuit secondaire sont conduites alors aux différents postas da travail.
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- ..- -- lit- .- 11'- -- ..- It- .- -- ..- 1/ Transformateur comportant un dispositif pour augmenter la dispersion, dans le but da mettre les enroulements à l'abri de la surcharge, caractérisé an ce que le corps de fer présente un noyau et deux barres de jonction, en ce qu'un enroulement primaire et un enroulement secondaire sont juxtaposés sur le noyau en laissant entre eux un espace libre, et en ce que dans cet espace est inséré un pont de dispersion s'étendant transversalement au moyau,reliant magnétiquement celuici aux barres de jonction, et dont la section transversale est plus petite que celle du noyau de sorte que les deux enroulements se trouvent sur la noyau sur des côtés différents du pont de f dispersion.
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Transformer with device to increase dispersion,
The present invention relates to a transformer comprising an artificially increased dispersion in order to protect the windings from overload.
The drawing represents the object of the invention in two main embodiments, as an enveloping core transformer for single-phase current and three-phase current with different arrangements of dispersion plates.
Fig. 1 shows the schematic view of an enveloping core transformer with the inserted scatter plates, the windings and the shape of the alternating force flows.
Fig. 2 shows the section of the core, the junction bars and the nested dispersion plates of the transformer
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with an enveloping core according to FIG. 1, when the nested dispersion sheets are inserted only between the cores and the junction bars.
Fig. 3 shows the section of the cores, the junction bars and the nested dispersion plates of the enveloping core transformer according to fig. 1, when the nested dispersion sheets are arranged partly between the cores and the connecting bars and for the other part on the outer side.
Fig. 4 shows the view of a complete sheet for the part of the iron body in which no dispersion sheet is inserted.
Fig. 5 shows the view of a complete sheet for the part of the iron body into which the inner dispersion sheets are inserted.
Fig. 6 shows the view of a complete sheet for the part of the iron body: it forms if! the outer dispersion plates.
Fig. 7 shows the representation of the secondary voltage as a function of the secondary current, namely: curve 1) only for outer dispersion plates, curve 2) only for internal dispersion plates and curve 3) for internal dispersion plates. indoor and outdoor dispersion together.
Fig. 8 shows the schematic view of a three-phase current transformer having five. branches and dispersion talas between the windings, cores and junction bars, with the windings, the force flows and their appearance when the sheet body is composed of symmetrical sheets in segments, divided in two, of two single-phase transformers with juxtaposed enveloping core according to fig. 1.
Fig. 9 shows the section of the cores, the junction bars and the inserted scatter plates of the transformer
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Three-phase with five branches when internal dispersion plates only are inserted.
The 1 enveloping core transformer shown in the drawing has the core k and the junction bars i which are stamped into transformer sheets in the form of symmetrical sheets, in segments, divided in two, with
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overlapping tongues 2 and tfi provided in àas joints.
On the middle core are arranged two windings in such a way that on one side is placed the primary winding Pr and on the other side the secondary winding Sek. The rectangular dispersion sheets are inserted in such a way in this transformer that the St dispersion bridges are inserted either only between the cores and the junction bars, or also above and below the junction bars, or finally also in both ways at the same time.
These rectangular dispersion sheets are nested in such a way laterally in the connecting bars that a lateral displacement of the dispersion sheets towards the outside is not possible and thus for the same number of dispersion sheets oh always obtains a same dispersion. This arrangement therefore always allows a good passage of the force flow from one sheet to another in the joints, consequently reduces the number of ampere-turns of the joints, and by the insertion and the covering of the dispersion sheets during of production in series, one always obtains a minimum of deviations in the magnetic values of the bypass of the dispersion bridge.
If the primary winding is reconnected to an alternating voltage, the latter produces a # 1 flow of force in the primary winding core, which mainly closes by the junction bars and the secondary core but already gives in when idle a small flow of dispersion
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#so by the dispersion bridge St in accordance with the cross-section of the dispersion bridge and its magnetic resistance, If the secondary winding is loaded until the short circuit,
the force flow produced by the secondary current pushes the main force flow back into the secondary core. in ar¯ rilera until the ratio of the force flows # 2 and s in the secondary core and in the dispersion bridge is put in inverse ratio the magnetic resistances of these two lines of force trajats. The secondary current can therefore in the event of a short circuit only increase until this state of permanence is reached so that by an appropriate choice of the cross section of the dispersion bridge and the material chosen for it, the magnitude of the secondary current can be adjusted to the desired value.
It has now been observed that the more the number of amperes-turns of the joints of the dispersion bridges can be reduced, the more it occurs, depending on the magnetic material employed of the dispersion bridges themselves and the way in which these dispersion bridges are inserted. , a completely different and characteristic aspect of the secondary voltage drop.
It has been found by tests that the number of ampere-turns of the gaskets is minimized by the marked arrangement of the dispersion bridges so that also as a consequence the secondary voltage drop becomes smaller than in the processes. used until now, If the voltage drop within a given load must be small, the dispersion plates must be inserted according to fig. 2 between the cores and the junction bars and further depending on the desired short-circuit safety a different magnetic material from the main core for the dispersion bridges can influence the voltage drop in the favorable direction.
As material for the dispersion bridges, different transformation sheets can be used.
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alloy die, sheet iron and chromium, sheet iron-nickel, sheet iron-nickel-chromium, sheet iron and sheet nickel as well as alloys and the like, the dispersion sheets must however always be made in the same thickness as those of the main core.
This arrangement of nested dispersion bridges constructed with a different magnetic material for the reduction of short-circuit current is practically applicable in all enveloping-core transformers of any power, a subdivision of the windings having to be made for them. great powers.
If the voltage drop is not subject to any limitation, the dispersion plates can be inserted partly between the junction bars and the cores and for the other part above and below the junction bars, at the manner of fig. 3, or else one can use only external dispersion pillowcases, the drop in tension then having an appearance according to curves 1) and 3) of FIG. 7. Accurate tuning of conditions can be brought about by the use of different magnetic materials of the scattering plates relative to the rest of the active iron body.
For the large-scale fabrication of the iron body of this enveloping core transformer, advantageous use can be made. 5oles into segments, symmetrical, divided into two with symmetrical reworking tabs Zi and Zk while for the insertion of the dispersion bridges, the tabs are notched in the plates in segments on one side (F), as in represented in fig. 4, 5 and 6, so that the same sheets in segments can be used for normal dispersion and for enlarged dispersion.
The iron body shown of the single phase wrap-around core transformer can also be used, if two identical iron bodies are used.
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ques juxtaposed, for a three-phase transformer with five branches with dispersion plates inserted between the junction bars and the cores, as shown in fig. 8 and 9, when the three inner cores are provided for the primary winding and the secondary winding and the two outer cores serving as common compensation junction bars. The dispersion flows then extend from the cores to the tie bars or from one core to another.
In these three-phase five-branch transformers, the dispersion plates can, as indicated above, be made of a magnetic material different from the cores and the junction bars, while however in this construction, as a general rule, only internal dispersion plates, since external dispersion plates require a special construction and generally result in a very large voltage drop.
This use of nested dispersion bridges for the reduction of wall-circuit currents is practically applicable in all three-phase five-branch transformers of any power, while with the increase in power a subdivision of the windings is necessary. sary.
These artificially increased dispersion transformers find their use wherever, in an electrical circuit, large current surges are to be expected and where ordinary sureties cannot be fitted for any reason and where consequently protection. special is needed for windings. They are particularly suitable for electric arc welding applications, as they can be formed into a very condensed form. Also in all electrical installations in which a sudden overload is to be expected, similar transformers with increased dispersion arti-
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ficially, c 'Mat1a.ge is used.
Finally, the three-phase transformer with five branches with increased dispersion, is used with advantage when the load of an installation must be distributed over several phases to produce in this way a more uniform load of the network. This is for example the case when several hand-held lamps have to be supplied simultaneously by a single transformer, different groups of those then being able to be distributed over different phases.
Also for arc welding applications, the case may arise where it is necessary to simultaneously serve different workstations with the same transformer, and the different phases of the secondary circuit are then conducted to the different workstations.
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- ..- - lit- .- 11'- - ..- It- .- - ..- 1 / Transformer comprising a device to increase the dispersion, in order to protect the windings from the overload, characterized in that the iron body has a core and two connecting bars, in that a primary winding and a secondary winding are juxtaposed on the core leaving between them a free space, and in that in this space is inserted a dispersion bridge extending transversely to the hub, magnetically connecting it to the junction bars, and whose cross section is smaller than that of the core so that the two windings lie on the core on different sides of the dispersion bridge.