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PERFECTIONNEMENTS A L'ISOLEMENT DES :BOBINES ELECTRIQUES.-
La présente invention est relative à l'isolement des conducteurs électriques enroulés en bobines et destinés à l'emploi dans les régulateurs d'induction et les transformateurs.
Les bobines de ces catégories ont des dimensions et un prix de revient qui dépend directement de l'épaisseur admise pour l'isolement des spires ; cet isolant doit être tel que la bobine résiste à la tension appliquée avec un coefficient de sécurité suffisant.
Conformément à l'invention, 1 t isolement est réalisé de telle manière que le facteur d'espace et la rigidité diélectrique se trouvent grandement eméliorés. De plus, cet isolement a une résistance mécanique élevée et il
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n'est pas altéra par Inaction dissolvante des diélectriques liquides ou des compounds qui servent à imprégner les bobines terminées, ou dans lesquels les 'bobines se trouvent plongées en cours de fonctionnement.
A cet effet, l'isolement de la bobine est effectuée au moyen de couches alternées d'un ester cellulosique et de papier, ainsi qu'on le précisera ci-après. Dans ce but, on se référera aux dessins joints dans lesquels la fig.l représente en perspective une section de la bobine réalisée conformément à l'in- vention, et la Fig.2 donne en élévation,avec coupe partielle, un dispositif transformateur utilisant les bobines de ce type.
En se reportant d'abord à la fig.l, on voit un élément de bobine désigné comme un tout sous le N.1. Cet élément de bobine est réalisé au moyen d'un certain nombre de conducteurs séparés 2 convenablement isolés les uns des autres par un enveloppement ou un isolant. La forme générale de ces conducteurs est choisie de telle façon que ceux-ci puisse s'appliquer les uns sur les autres en une unité compacte. De plus, leur assemblage conserve la forme, à la fois grâce à la forme choisie et au fait que les portions extérieures supportent chaaune un certain nombre de couches d'isolant.
Suivant la méthode préférée de réalisation de l'invention, l'isclant est appliqué d'abord par enroulement d'un premier ruban 3 en une seule couche d'un ester cellulosique, par exemple l'acétate de cellulose, On enroule ensuite une seconde couche d'un autre ruban 4 qui, de préférence, est un papier Isolant de bonne qualité et qu'on enroule en sens inverse du premier enroulement, les hélices ainsi obtenues pour les deux enroulements se croisant au moins deux fois par tour. On doit comprendre cependant que ces enroulements en sens inverses ne sont pas indispensables à l'exécution de l'invention et que celle-ci revendique seulement les enroulements successifs disposés concentriquement les uns sur les autres.
Les rubans 3 et 4 ont des dimensions telles qu'on puisse les manipuler aisément; leur épaisseur normale est de l'ordre de 0,075 à 0,13 mm.
La couche de papier obtenue par enroulement du ruban 4 peut être recouverte par une couche additionnelle concentrique 5 d'acétate de cellulose, et l'on peut poursuivre ces superpositions jusqutà ce qu'on ait obtenu l'épaisseur requise pour l'isolant. Afin d'améliorer la surface de la bobine, il est généralement avantageux d'utiliser une ou plusieurs couches additionnelles d'acétate de cellulose. On a trouvé avantageux d'employer l'acétate de cellulose sous forme de
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ruban lorsqu'on l'enroule sur les conducteurs individuels 2.
Il est remarquable que les isolements ainsi réalisés possèdent par unité d'épaisseur une rigidité diélectrique supérieure à celle de l'acétate de cellulose ou du papier quand on les emploie séparément. Des essais pratiques ont montré que eette supériorité peut atteindre jusqu'à 50% par rapport à celle des matériaux séparés* De plus, la résistance mécanique et la résistance à l'abrasion d'une surface terminée extérieurement par de l'acétate de cellulose est au moins double de celle du papier. Pour cette raison, l'isolant perfectionné convient essentiellement aux applications suivant lesquelles les flasques de la bobine doivent être placés dans les encoches d'un disposition ferrc-magnétique.
Une fois la bobine complètement assemblée, on la soumet à un traitement qui en élimine toute l'humidité et les gaz absorbés* On facilite considérablement ce travail grâce au fait que les couches de papier entre couches d'acétate de cellulose sont suffisamment poreuses pour permettre pratiquement l'élimination de la totalité des matières volatiles renfermées dans ldisolent. C'est un avantage qui acquiert encore plus d'importance en vue des applications telles que celles réalisées sur la Fig.2. Dans ce cas, la bobine compléte doit être montée dans un appareil transformateur rempli d'un diélectrique liquide, par exemple une huile pour transformateur.
Pour de telles applications, la qualité poreuse du papier favorise grandement l'imprégnation de l'isolant liquide et l'élimination des poches de gaz ou des bulles qui tendent à détériorer l'isolement lorsque l'appareil est mis sous tension*
Sur la Fig. 2, on a représenté schématiquement une section d'un régulateur d'induction à titre de type des appareils transformateurs auxquels l'application est particulièrement adaptée. D'une manière générale, le dispositif représenté comporte un carter extérieur 7 à l'intérieur duquel est logé un noyau magnétique 8, comprenant un ensemble de tôles de fer ou d'acier relativement minces et superposées.
On comprendra aisément que ces t8les sont rainurées pour recevoir et supporter les enroulements primaires 9 dont la bobine peut être isolée de la manière décrite ci-dessus* Dans la partie centrale est disposé un rotor magnétique 10 soumis à l'induction du stator 8 et qui est librement supporté à son extrémité inférieure par un coussinet 11 encastré dans la plaque terminale du carter* Les bobines du courant secondaire 12, dont le
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dispositif général est essentiellement semblable à celui de la bobine 1 décrite à propos de la fig.l, sont retenues dans des encoches constituées à cet effet dans la face du rotor cylindrique 10.
Tout l'espace resté libre dans le carter 7 est finalement rempli avec un diélectrique liquide ou une substance impré- gaante 13 qui permet d'éliminer les bulles de gaz et d'élever la tension de sécurité entre conducteur* juxtaposés.
On a trouvé que des bobines isolées construites suivant les principes indiqués ci-dessus sont particulièrement avantageuses lorsque le diélectrique d'imprégnation 13 est du type non inflammable comportant des dérivés halogénés organiques, spécialement de la série aromatique, tels que ceux décrits par la Société demanderesse dans son brevet n 376,978 et ses différents perfec- tionnements. On a observé que les bandes isolantes qui comportent les esters cellulosiques, notamment en acétate de cellulose, sont beaucoup plus résistantes à l'action dissolvante des mélanges diélectriques non inflammables de la classe spécifiée ci-dessus, par comparaison avec tous autres isolants solides.
Pour cette raison, l'invention permet d'accroître considérablement la durée utile de l'isolant et de supprimer les impuretés dissoutes dans le diélectrique liquide d'imprégnation, en même temps qu'on assure la pénétration complète du milieu liquide isolant poreux.
On doit également comprendre que la description données ci-dessus à titre d'exemple peut s'étendre aisément à tout appareil électrique semblable, par exemple les enroulements de transformateurs, les machines dynamo-électriques etc...