BE431839A

BE431839A -

Info

Publication number: BE431839A
Authority: BE

Description

EMI1.1

Perfeotiotmements à la construction de noyaux de transforma.teurs.

La. présente invention concerne des appareils électriques de la catégorie des appareils à réactance et plus particuliè- rement les transformateurs électriques et la construction de noyaux pour ceux-ci. Les noyaux pour les transformateurs . électriques sont généralement composés d'un grand nombre de feuilles qui ont été cisaillées et estampées dans de la tôle qui peut être en acier de qualité supérieure au silicium, bien que des alliages ayant des 'caractéristiques analogues et contenant du nickel et du cobalt aient également été employés.

Ces feuilletages sont assemblés pour former les noyaux du

transformateur et les feuilles individuelles sont généralement isolées les unes des autres en vue de réduire les pertes par courants tourbillonnants.

Ces constructions' ont certains inconvénients parmi lesquels on peut citer que l'estampage de feuilles de forme bizarre dans de la tôle implique une perte considérable par déchets et comme la matière à propriétés magnétiques élevées est habituellement relativement coûteuse, le prix du transformateur est considérablement élevé. 'En outre il est connu qu'un travail du métal formant les noyaux a un effet nuisible sur les propriétés magnétiques de ceux-ci, de sorte que suivant la pratique actuelle les feuilles doivent, après qu'elles ont été cisaillées et estampées dans la tôle, être recuites ou traitées à chaud de l'une ou l'autre manière pour éliminer ces effets nuisibles.

Un autre inconvénient de cette construction est que les frais de main-d'oeuvre sont élevés à cause du grand nombre de pièces qui doivent être assemblées pour constituer un seul noyau. Ce nombre peut être de l'ordre de plusieurs milliers.

En outre dans l' assemblage des pièces du noyau, il faut prendre soin que les feuilles soient convenablement superposées et les joints doivent être disposés de telle manière que le circuit magnétique n'est pas sérieusement affecté. Néanmoins la réluctance magnétique due au joint dans le circuit magnétique est généralement telle que beaucoup plus de matière magnétique ae noyau doit être prévue dans la conception de semblables transformateurs pour qu'il y ait un rendement conforme aux .spécifications des usagers.

Tenant compte des difficultés et des inconvénients mentionnés, l'un des buts de l'invention est de fournir une nouvelle

construction'de,noyau pour des,appareils à réactance et plus particulièrement pour les transformateurs électriques, qui soit exempte, au moins dans une grande mesure, des inconvénients indiqués ci-dessus.

.L'un des buts de l'invention est de fournir une construction de noyau dans laquelle les feuilles sont continues et dans laquelle la direction du trajet magnétique coïncide avec la direction de laminage de la matière constituant le noyau.

Un autre but de l'invention est de fournir une construction de noyau du type à trois branches qui est cependant composée de deux pièces seulement de sorte qu'on obtient une grande simplicité de fabrication. Un autre but encore de l'invention est de réduire, le nombre de cisaillements et d'estampages à un minimum absolu de telle façon que les propriétés électriques ne sont pas affectées de façon nuisible.

, Ces buts et d'autres encore qui seront exposés ci-après ou qui apparaîtront pour les personnes du métier à la lecture de la description sont atteints par certaines constructions . et dispositions de pièces dont on décrira maintenant une forme de réalisation préférée. On se reportera à cet effet aux dessins annexés dans lesquels:
La fig.l est une vue en élévation d'un transformateur suivant la présente invention.

La fig.2 est une vue en plan de celui-ci. -
La fig.5 est une coupe horizontale de la branche médiane.

La fig. 4 est une vue semblable à la fig.l montrant une forme différence de boucle.

La fig.5 est une vue semblable à la fig. 4 montrant une autre forme de boucle.

La fig. 6 est une vue analogue à la fig.3 montrant une forme différente de branche médiane.

La fig.7 est une vue semblable à la fig.3 montrant une autre forme de branche médiane.

Dans la pratique de la présente invention, on établit une construction de noyau ou type à trois 'branches dans laquelle les deux branches extérieures et les culasses sont faites d'une bande de matière en -tôle enroulée sur elle-même pour former une boucle comme on l'a indiquéen 8 à la fig.l. L'organe 8 peut évidemment être formé de plus d'une seule bande. Il peut par exemple être formé par enroulement de deux ou de plusieurs ban@es er. une boucle ou par enroulement de plusieurs bandes soudées bout à. bout en une boucle.

Lorsque les banaes formant l'organe 8 sont faites de matières ayant des propriétés marquées en direction, elles sont prises avec leur longueur parallèle à l'axe de laminage de la tôle initiale dont elles ont été cisaillées, ou à l'axe de plus grande permé abilité s'il diffère de la direction de laminage, de telle manière que dans le transformateur terminé, le trajet magnétique coïncide avec la direction qui procure l'utilisation la plus efficace de la matière, Le cisaillement de la matière de la bande pour former l'organe 8 n'affecte ordinairement pas fortement ses propriétés; mais des effets éventuels ainsi produits peuvent être enlevée par un recuit après le refenaage.

L'organe 8 peut évidemment être recuit après la fabrication complète et toute la partie de fer du -transformateur peut être recuite pour enlever les tensions provoquées par le cisaillement, l'enroulement, etc..

Bien qu'on ait représenté aux fig.l et 2 un organe 8 de forme circulaire, il doit être bien entendu que suivant la forme de la bobine sur laquelle la bande est enroulée, l'organe 8 pourrait être ovale ou elliptique, comme le montre la fig.4, ou rectangulaire avec des coins arrondis, comme le montre la

fig.5, ou en fait de quelle forme désirée. Lors de l'enroulement de la bande, une tension appropriée peut être maintenue de n'importe quelle manière désirée, et la bande est empêchée de se dérouler au moyen d'un ou-de plusieurs rubans de tension 8a.

La branche médiane indiquée au dessin en 9 a de préfé-. rence une forme obtenue par l'enroulement en spirale d'une feuille de matière magnétique pour constituer un rouleau. Si la branche centrale est ainsi formée elle peut être enroulée de façon que l'axe du rouleau corresponde à la direction de laminage de la tôle. Il est préférable d'enrouler la branche médiane'9 de manière à laisser un trou central 9a dans des buts qui seront décrits dans la suite. '
Pour assembler les deux parties, on fait en sorte de créer une partie allant en s'amincissant à chaque extrémité de l'organe 9 et on prévoit dans l'organe 8 un trou conique, établi de façon à donner un siège parfait pour la partie conique de la branche 9.

Les deux parties peuvent être facile- ment assemblées par le fait qu'on comprime la boucle 8 pour augmenter son diamètre suivant l'axe des cavités 10, et l'or- gane 9 peut alors être simplement glissé'en place et sera maintenu en position par l'élasticité naturelle de la boucle 8 revenant dans sa position normale. Dans la forme de réalisation représentée à la fig. 3 la branche médiane peut, si on le désire, avoir une longueur telle qu'un boulon et un écrou 11,12 peuvent être employés pour contracter la boucle 8 suivant son axe allongé, jusqu'à ce qu'elle soit circulaire. Si les cavités coniques 10 sont pourvues de trous s'étendant complètement à travers l'organe 8, la branche médiane peut être refroidie par un fluide passant à travers le trou 9a.

Si l'on désire

produire une adaptation plus serrée en ajoutant une pression aux joints entre l'organe 9 et l'organe 8, un boulon non magnétique 11 peut être engagé à travers le trou 9a et maintenu en place par un écrou 12. Si l'on désire encore procurer un refroidissement supplémentaire, le boulon 11 peut évidemment être creux.

Pour l'achèvement du transformateur, les bobines de bas voltage sont enroulées sur l'organe 9, comme on l'a indiqué en 14, et les enroulements de haut voltage sont formés sur les enroulements de bas voltage, comme on l'a indiqué en 15 ou de n'importe quelle manière que les résultats désirés indiqueraient comme préférable.

On voit donc que l'on procure ainsi une construction relativement simple de noyau du type à trois branches, dans lequel le trajet magnétique est continu et ininterrompu dans les branches extérieures et les culasses, On voit que l'on a créé un joint magnétique excellent entre les culasses et la branche médiane et qu'or. a pris des mesures pour le refroidissement s'il est jugé nécessaire ou à conseiller. En outre il est à remarquer qu'on a créé un transformateur dans lequel le trajet magnétique est toujours dans la direction de laminage de la matière constituant le noyau ou dans la direction de plus grande perméabilité de celui-ci, et qu'on a ré duit le travail du métal à un minimum absolu, de sorte que les propriétés magnétiques de la matière ne sont pas affectées de façon nuisible.

Il est bien entenau que la forme circulaire particulière de l'organe 8, représentée aux dessins, ne doit pas être consi- dérée comme constituant une limitation de l'invention et que d'autres formes peuvent être employées, pourvu que la manière

soit façonnée conformément à l'essence de la présente invention.

Bien-qu'on ait représenté comme forme de réalisation préférée à la fig.3 une branche médiane formée d'une feuille de matière enroulée en spirale, il doit être bien entendu que le même but peut 'être atteint par une branche médiane formée simplement de feuilles en bandes étroites et plates cisaillées de façon que leur longueur se,,trouve dans la direction, montrée à la fig.6, dans laquelle la perméabilité serait la plus élevée pour l'induction de fonctionnement, ou par plusieurs branches, l'ensemble étant entouré des enroulements primaires et secon- daires comme le montre la fig.7. Il est naturellement bien évident que dans la forme de réalisation représentée, le cisaillage nécessaire est fortement réduit.

Les feuilles peuvent être isolées de n'importe quelle manière usuelle ou désirée, soit avant, soit pendant l'enrou- lement, mais la manière particulière de faire l'isolement des feuilles' du noyau n'a pas été décrite parce qu'elle ne fait pas partie de la présente invention.
EMI7.1

R E V E N D I C A T I 0 N S.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1. Une construction de noyau pour un transformateur, comprenant une matière magnétique enroulée de façon à former un organe feuilleté en forme de boucle constituant une culasse magnétique, et une branche médiane formant pont dans la culasse, cette branche étant de construction feuilletée, et des liaisons magnétiques entre les extrémités de cette branche et la culasse, la branche étant amincie à ses extrémités sensiblement en une pointe, la culasse possédant sur ses côtés <Desc/Clms Page number 8> opposés des cavités de forme correspondante pour recevoir les extrémités de la branche, les dimensions de la section transversale de la branche étant moindres que la largeur de la feuille intérieure de la culasse, de telle sorte que la feuille intérieure de la culasse reste non divisée par les cavités situées dans celle-ci,

les cavitésayant une superficie de plus en plus petite dans les feuilles successives vers l'extérieur de sorte que la culasse reste une construction d'une pièce, solide, que l'on peut déformer élastiquement pour lui faire recevoir les extrémités de la branche, la disposition relative des feuilles de la branche et des feuilles de la culasse étant sensiblement continue, feuille pour feuille, de telle façon que des lignes de force magnétique traversant la branche et la-culasse suivent des trajets suivant la longueur de toutes les feuilles sans couper les feuilles transversalement.

2. Une construction suivant la revendication 1, dans laquelle la direction des lignes de force magnétiques dans toutes les feuilles coïncide avec la direction de laminage des feuilles.

3. Une construction suivant la revendication 1, dans laquelle la culasse est formée d'une seule bande de matière magnétique ayant une perméabilité élevée suivant la longueur de la bande et une perméabilité relativement plus faible dans les autres directions.

4. Une construction suivant la revendication 1, dans laquelle la branche est faite d'une matière magnétique enroulée sur elle-même en spirale, les extrémités de la branche sont amincies en forme conique, et la culasse possède des cavités coniques correspondantes.

5. Une construction suivant la revendication 1, dans <Desc/Clms Page number 9> @ laquelle la branche est formée d'une matière magnétique enrou- lée sur elle-même en spirale, les extrémités de la branche sont amincies en. forme conique et la culasse possède des cavités coniques correspondantes, la partie centrale de la branche étant creuse ét un boulon passant à travers la culasse et la branche pour maintenir ces pièces assemblées.

6. Une construction suivant la revendication 1, dans laquelle la branche est formée d'une matière magnétique enroulée sur elle-même en spirale, les extrémités de la branche sont amincies en forme conique, et la culasse possède des cavités coniques correspondantes, la culasse étant formée d'une seule bande d'acier au silicium ayant une perméabilité .élevée dans la direction de sa longueur et une perméabilité relative- 'ment plus faible dans d'autres directions, la branche étant formée d'une matière analogue dans laquelle la direction de la plus grande perméabilité coïncide avec la direction de l'axe de la branche.

7. Une construction suivant la revendication 1, dans laquelle la branche est formée d'une matière magnétique enroulée sur elle-même en spirale, les extrémités de la branche sont amincies en forme conique et la culasse possède des cavi- tés coniques correspondantes, cette culasse étant faite d'une seule bande d'acier au silicium possédant une grande perméabi- lité dans le sens de sa longueur et une perméabilité relative- ment plus faible dans d'au'tres directions, et la branche étant @ formée d'une matière semblable'dans laquelle la direction,de plus grande perméabilité coïncide avec la direction de l'axe de la branche, tandis qu'on a prévu des moyens de fixation passant à. travers la culasse et la branche pour maintenir ces pièces 'assemblées.