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Transformateur blindé.
La présente invention se rapporte aux transformateurs et notamment aux noyaux et aux bobines de transformateurs.
Dans la construction des noyaux de transformateurs il est désirable d'assembler les tôles de fer du noyau d'une manière suffisamment serrée pour empêcher leur vibration, et de monter les bobines et les isolateurs sur le noyau de manière qu'ils y soient suffisamment étayés contre le mouvement provoqué par les efforts provenant des courts-circuits.
Dans les transformateurs du type cuirassé les bobines ou les enroulements sont de forme oblongue ou ovale et s'étendent au-delà du noyau de fer, à chacune de leurs extrémités, en lais- sant ainsi un intervalle entre les parties d'extrémité des bobi- nes et le fer. Lorsque les enroulements d'un transformateur sont
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court-circuités ou soumis à de forts courants de surcharge, il s'établit dans le transformateur des efforts mécaniques très im- portants qui tendent à séparer les bobines dans une direction normale à leurs faces d'extrémité, et si les centres électri- ques des bobines ne sont pas en alignement, les efforts en question tendent à déplacer les bobines dans un sens parallèle à leurs faces d'extrémité.
Pour empêcher le mouvement des bobi- nes dans une direction normale à leurs faces d'extrémité, on in- terce,le des plaques d'appui entre les faces d'extrémité des bo- bines situées aux extrémotés et les châssis d'extrémité de l'en- seinble, en serrant ainsi toutes les bobines fermement les unes contre les autres.
Pour empêcher les bobines de se déplacer dans une di- recti.on parallèle à leurs faces d'extrémité; pour serrer convena- blement la partie du noyau formant armature et s'étendant à tra- vers l'ouverture des bobines, et pour supporter l'ensemble des bobines et des isolateurs, il est d'usage d'introduire des cales ou des supports de bobines à travers les ouvertures des bobines du côté supérieur et du côté inférieur des tôles empilées du noyau, entre le noyau de fer et les faces intérieures correspon- dantes des bobines.
Avec la découverte des aciers magnétiques plus effica- ces, tels que l'acier connu sur le marché sous le nom de "Hipersil", qui permet d'utiliser le noyau pour des inductions magnétiques beaucoup plus fortes qu'auparavant, la quantitéde fer requise pour la constitution d'un corps de noyau d'un transfor- mateur d'une puissance donnée a été fortement réduite. Les cales ou les supports des bobines sont sujets à l'échauffement par sui- te des champs magnétiques de dispersion existant dans tout trans- formateur, si ces cales ou supports sont constitués par une ma- tière électriquement conductrice et s'ils ne sont pas convenable- ment blindés. Avec la réduction des dimensions du corps du noyau l'importance de l'échauffement par suite du flux de disper-
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sion est considérablement accrue.
Le flux de dispersion est maximum dans 1)intervalle haute-basse tension, compris dans la pile des bobines, entre les enroulements à haute tension et les enroulements à basse tension, et avec la dimenution des dimensions du corps du transformateur il est souvent désirable de diminuer le nombre de ces intervalles haute-basse tension. Dans ces cas le flux de dispersion dans une aire donnée est accru encore da- vantage. Le corps du noyau lui-même offre un bon passage au flux de dispersion aux surfaces d'extrémité verticales des bobines. Aux endroits où les bobines s'étendent au-delà du noyau de fer, au- dessus et au-dessous de ce dernier, le flux de dispersion établit son circuit à travers l'air ou à travers toute autre matière qui se trouve sur son chemin.
La densité des lignes de dispersion est particulièrement grande aux endroits où se trouvent les cales des bobines. Des cales ordinaires, constituées par une matière magné- tique, attirent le flux et provoquent des pertes considérables, parce que la surface est plate et les lignes de dispersion engen- drent de forts courants parasites dans ces organes plats. Des cales métalliques constituées par une matière non-magnétique entraînent également de fortes pertes dans les champs magnétiques de forte densité, à cause des courants parasites produits par les champs.
La partie principale de l'invention réside dans l'éta- blissement de moyens servant à diminuer réchauffement des supports des bobines et des cales ou coins de l'armature des transforma- teurs par la disposition de blindages magnétiques entre les corps de ces organes de support et d'appui et les bords intérieurs des bobines, ces blindages servant à conduire les lignes du flux de dispersion et à les empêcher de produire des pertes importantes par des courants parasites, conduisant à l'échauffement des corps du système de support et de calage des bobines.
D'autres parties de l'objet de l'invention ressortent de la description suivante d'un exemple d'exécution préféré de l'invention, donnée avec référence aux dessins annexés dans les- quels :
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La figure 1 est une élévation latérale partiellement en coupe d'un transformateur exécuté suivant l'invention.
La figure 2 représente une coupe longitudinale verti- cale suivant la ligne II-II fig. 3.
La figure 3 représente une coupe transversale verticale suivant les lignes III-III fig. 2.
Les figures 4, 5 et 6 sont respectivement, une éléva- tion latérale, une vue en plan, et une vue d'extrémité du support inférieur des bobines, disposé sous la colonne-armature du corps du noyau.
La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII fig. 4.
Les figures 8, 9 et 10 sont respectivement, une vue de dessus, une vue d'en-dessous et une vue d'extrémité d'une cale pour la colonne-armature, se plaçant au-dessus de la colonne-armature du transformateur.
Les figures 11 et 12 sont des vues en coupe d'un sup- port de bobines inférieur et d'une cale de bobines supérieure respectivement, dont les lamelles de fer, formant le blindage ma- gnétique, occupent une position modifiée.
En se référant aux dessins, et notamment aux figures 1, 2 er 3, le transformateur comporte un noyau en fer 1 composé de tôles empilées 2 formant les ouvertures à travers lesquelles passent verticalement les côtés opposés des bobines. Il compor- te en outre des châssis d'extrémité 3 et 4, situés respectivement au-dessus et au-dessous des tôles empilées du noyau et serrés par des boulons 5 de manière à assurer le serrage le long des bords des piles de tôles et à maintenir celles-ci solidement en place.
L'ensemble est supporté par le châssis d'extrémité inférieur re- posant sur des pieds 6. La partie formant la colonne-armature 7 du noyau s'étend à travers les ouvertures des bobines constituant les enroulements du transformateur. L'enroulement haute-tension
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comporte, comme représenté, plusieurs bobines 12 disposées cen- tralement le long de la colonne-armature. Aux faces d'extrémité opposées de ces bobines sont disposés des organes d'espacement 13 se trouvant en contact avec des organes de barrage isolateurs 14. Aux extrémités opposées de la pile des bobines haute-tension 12 sont prévus des groupes de bobines basse-tension 15 et aux faces d'extrémité opposées de celles-ci sont disposés des orga- nes d'espacement 16 et des organes de barrage isolateurs 17.
Un organe d'espacement haute-basse tension 18 est intercalé entre le groupe des bobines haute-tension et les deux groupes de bobines basse-tension, respectivement. Les organes de barrage isolateurs d'extrémité 22 sont serrés entre les bobines respectives et les châssis d'extrémité par des coins 21, de manière à serrer la pile entière des bobines et à empêcher ainsi son mouvement en direc- tion normale par rapport à ses faces d'extrémité.
Pour empêcher les bobines de se déplacer en direction verticale l'ensemble comporte un support de bobines 23 en forme de T situé au-dessous de la colonne-armature 7, ainsi qu'une cale de bobines 24 située au-dessus des tôles empilées constituant la colonne-armature. Le support inférieur 23 des bobines est dis- posé entre la face inférieure de la pile des tôles du noyau et un organe isolateur 25 placé entre le support de bobines 23 et les bords intérieurs de la partie inférieure des bobines. La cale su- périeure,24 des bobines est située au-dessus de la colonne-armature 7 du noyau et au-dessous d'un organe isolateur 26 qui prend appui sur les bords intérieurs de la partie supérieure des bobines dis- posées verticalement.
La construction du support 23 des bobines ressort plus clairement des figures 4, 5, 6 et 7, conformément aux- quelles ce support comporte une plaque d'acier plate 31 soudée à une lame verticale 32 de manière que l'ensemble forme une poutrelle
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en T, dont les extrémités sont supportées par le châssis d'ex- trémité inférieur 4, comme représenté sur les figures 1 et 2.
Des plaques de support 33 sont prévues à la surface inférieure des extrémités de la plaque 31, ces plaques reposant sur le châssis inférieur 4. Des bandes en matière isolante 34 s'étendent le long de la surface supérieure de la plaque 31, entre celle-ci et la pile des tôles du noyau. Un blindage magnétique est combiné avec la plaque 31, ce blindage étant constitué par des faisceaux 35 de lamelles de fer soudées à la surface inférieure de la pla- que 31 et s'étendant le long de cette dernière. Les lamelles constituant ces faisceaux ou ces unités de blindage magnétique, sont constituées par une matière de grande perméabilité, telle que l'Hipersil, et offrent un passage direct au flux de dispersion entre le corps de la plaque 31 du support inférieur et les corps des bobines.
Ces organes de blindage offrent au flux de disper- sion un passage tel que ce flux passe plutôt le long du blinda- ge que dans le support de la colonne-armature du noyau.
La cale 24 de la colonne-armature 7 du noyau, située au- dessus de cette dernière, est représentée en détail sur les fi- gures 8, 9 et 10, et comporte deux plaques 41 et 42 en acier magnétique ou non-magnétique. A la plaque supérieure sont soudés. des blindages comportant des faisceaux de lamelles magnétiques 43 constituées par de l'acier ayant une grande perméabilité, s'éten- dant dans le sens longitudinal de la plaque et ayant la même fonction que les faisceaux 35 du support inférieur des bobines, représenté sur les figures 4 à 7. A la face inférieure de la pla- que inférieure 42 sont prévus des organes ou des bandes isolateurs 44, et entre les deux plaques 41 et 42 on chasse des cales 45 après avoir amené les plaques 41 et 42 en place dans les ouver- tures des bobines empilées 12 et 15.
Lorsque les cales 45 sont chassées entre les plaques 41 et 42, elles écartent ces dernières ainsi que les organes isolateurs 26 et 25 les uns des autres de ----
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manière à établir un contact serré entre les organes isolateurs 26, 25 et les bords intérieurs des bobines 12 et 15. La plaque 41 est munie de guides 46 servant à maintenir les cales 45 à un écartement convenable dans la direction transversale des plaques 41 et 42.
Les figures 11 et 12 représentent un support de bobines inférieur et une cale de bobines supérieure, similaires à ceux représentés sur les figures 4 à 7 et 8 à 9 respectivement, sauf que les faisceaux de lamelles 47 et 48 composant le blindage magnétique, se composent eux-mêmes de lamelles qui occupent, au point de vue de leur section transversale, une position verti- cale au lieu d'une position horizontale. Grâce à cette disposi- tion verticale, les lamelles représentées sur les figures 11 et 12 peuvent former une série ininterrompue dans le sens transversal de la surface de la plaque métallique 31 ou 41, au lieu de former des faisceaux distincts, séparés les uns des autres.
On conçoit que les blindages magnétiques formes par des faisceaux d'acier magnétique de grande perméabilité dispo- sés entre la colonne-armature du noyau et les parties supérieure et inférieure des bobines qui s'étendent au-delà du circuit ma- gnétique du noyau, ont pour effet de faire passer le flux de dis- persion à ces endroits à travers le blindage magnétique feuilleté, et d'empêcher ce flux d'entrer dans le support inférieur et dans la cale supérieure des bobines, en supprimant ainsi réchauffement de ces organes qui, autrement, pourrait devenir excessif.
Il est évident que la description ci-dessus et les dessins en faisant partie, ne donnent que quelques exemples non limitatifs de l'invention et que celle-ci peut être exécutée de nombreuses autres manières, sanque l'on s'écarte de l'esprit de l' invention.