BE483946A - - Google Patents

Description

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  Transformateur haute fréquence. 



   L'invention concerne les transformateurs électriques et particulièrement les transformateurs haute fréquence. 



   Dans les transformateurs travaillant à haute fréquence, comme entre 50 et 500 kilocycles, la fréquence de travail limite supérieure pour un transformateur est déterminée par le rapport entre l'inductance de fuite et   la ..capacité   répartie des enroule- ments du transformateur. Ces valeurs peuvent être réduites en étu- diant soigneusement la construction, mais cette réduction est d'or-   dinaire   limitée physiquement et il en est donc de même de la plus haute fréquence à laquelle on peut utiliser un transformateur à noyau de fer.

   D'ordinaire ces enroulements sont à une seule cou- che c'est-à-dire que toutes les spires, d'une section donnée, sont enroulées en une couche sur une branche du noyau de façon à rédui- re la capacité répartie de l'enroulement à   un minimum.   Quand l'en-   roulement est subdivisé pour diminuer l'inductance de fuite, cha- @   

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 que section n'a qu'une seule couche et les sections sont convena-   bleirent   isolées les unes des autres afin d'éviter une augmentation inconsidérée de la capacité. L'écartement entre les sections pour réaliser l'isolement nécessaire peut annuler le bénéfice obtenu par la réduction de l'inductance de fuite. 



   L'invention a pour but de procurer un transformateur du type susmentionné ayant une fréquence de travail limite supé- rieure plus élevée que celle que l'on peut atteindre avec le type antérieur de transformateurs. 



   D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description suivante de l'invention, faite avec référence au dessin annexé, dans lequel: 
La figure 1 est un schéma de circuit dans lequel le transformateur suivant l'invention peut être utilisé. 



   La figure 2 est une coupe transversale d'un transformateur classique; 
La figure 3 est une coupe transversale d'un transforma- teur conforme à l'invention. 



   La figure 1 donne le schéma d'un circuit classique dans lequel une paire de tubes à vide 1 et 2 sont connectés de façon à fournir du courant à l'enroulement primaire.d'un transformateur 3 dont le secondaire débite le courant dans une charge symétrique consistant en résistances 4 et 5. Les tubes 1 et 2 ont chacun une cathode chauffée 6, une grille de commande 7 et une plaque 8. Les cathodes 6 de chaque tube sont réunies par un conducteur 9 et mi- ses à la terre en 10 pour former une polarisation zéro pour les éléments des tubes. Les plaques 8 des tubes sont reliées*aux extré-      mités ou bornes extérieures 11 et 13, respectivement, de l'enrou- lement primaire du transformateur de sortie 3, dont le point mi- lieu 12 est relié à un conducteur d'amenée de tension plaque B+. 



   Ce point milieu 12 peut être considéré comme mis à la terre, pour la haute fréquence, à travers le condensateur de filtrage de l'a-   limentation   de tension plaque classique. Les extrémités ou bornes      

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 extérieures 14 et 16 de l'enroulement secondaire du transformateur sont reliées, respectivement par les conducteurs 18 et 19, aux ex- trémités extérieures des résistances 4 et 5. Le point milieu 15 de l'enroulement secondaire est relié par le conducteur 21 au point milieu 22 des résistances 4 et 5, et à la terre en 23. 



   La figure 2 est une vue en coupe d'un transformateur classique utilisé dans le circuit de la figure 1 et comprend un noyau 24 en matière magnétique ayant une branche d'enroulement 25 sur laquelle sont placées les bobines 26, 27 et 28. La bobine 27 est un enroulement secondaire emprisonné entre les deux bobines 
26 et 28 qui forment ensemble l'enroulement primaire. Des couches de matière isolante 29, 30 et 31 sont disposées respectivement sous chacune des trois bobines 26, 27 et 28. Les différentes ex- trémités de bobines 11, 12, 13, 14, 15 et 16 marquées à la figure 
2, correspondent aux bornes numérotées de même à la figure 1. Un conducteur 32, représenté à la gauche de la figure 2, réunit les extrémités des bobines 26 et 28 pour former le point milieu 12 de l'enroulement primaire.

   Le point milieu 33 de l'enroulement secon- daire est relié au conducteur d'extrémité 15. 



   La figure 3 est une vue en coupe d'un transformateur con- forme à l'invention. Les bornes de liaison des différentes bobi- nes sont numérotées de façon à correspondre aux bornes représen- tées à la figure 1. Le transformateur de la figure 3 a un noyau magné- tique enroulé   41 avec   une branche d'enroulement 42 sur laquelle sont placées les différentes bobines primaires et secondaires. Toutes les bobines du transformateur sont alignées, à une extrémité, dans un plan numéroté 43 dans lequel se trouvent les points de départ d'enroulement des différentes bobines.

   Dans la construction de la figure 3, il y a deux enroulements primaires désignés par P1 et P2 et deux enroulements secondaires S1 et S2.La bobine primaire Pl est comprise entre les bornes 11 et 12, et la bobine primaire P2 est mise entre les bornes 12 et 13, de sorte que l'enroulement pri-    maire   entier est connecté entre les bornes 11 et 13, et le point 

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 milieu de cet enroulement est la borne 12, correspondant à la représentation schématique de la figure 1.

   De même, la bobine secondaire 81 est comprise entre les bornes 14 et 15, et la bobine secondaire S2 est mise entre les bornes 15 et 16 de sorte que   l'en.   roulement secondaire entier est connecté entre les bornes exté- rieures 14 et 16, et le point milieu de l'enroulement secondaire est la borne 15 intermédiaire entre les deux bobines secondaires. 



   La première spire dans chacune des différentes bobines primaires et secondaires S1, P1, P2 et S2 commence son enroule- ment dans le même plan 43, et les spires suivantes s'étendent le long de la branche d'enroulement 42 tour par tour vers la droite, comme indiqué à la figure 3, sur une étendue qui dépend du nombre de spires de chaque bobine. Dans la forme d'exécution de l'inven- tion représentée à la figure 3, les deux bobines secondaires S1 et 
S2 occupent, comma indiqué, un espace à peu près moitié de celui des bobines primaires P1 et P2. C'est-à-dire que l'espace à droi- te des deux bobines secondaires S1 et S2 n'est pas occupé.

   Les bo- bines S1 et S2 ont à peu près la moitié du nombre de tours des bo- bines P1 et   P2 .   Le point de connexion 15 correspondant à la pre- mière spire des bobines secondaires S1 et S2 se trouve sur la mê- me verticale que le point de connexion 12 des bobines primaires 
Pl et P2 ; ces points de connexion sont à ou près du potentiel de terre au point de vue haute fréquence, et se trouvent donc prati- quement au même potentiel. Avec cette disposition des différentes bobines qui ont le même nombre de volts par spire et le même nombre de spires par pouce dans le sens horizontal le long de la branche d'enroulement, la tension existant entre les conducteurs voisins dans les paires de bobines associées P1 et S1, et P2 et S2, est faible.

   Comme on peut le voir à la figure 3, il n'y a pratiquement pas de différence de potentiel haute fréquence entre des points voisins sur des spires d'enroulement des bobines S1 et Pi , ou en- tre des points voisins des bobines S2 et P2 . De ce fait, l'isole- 

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 ment 46 entre les bobines P1 et S1 et entre les bobines P2 et S2 peut être réduit à une mince épaisseur qui augmente le couplage magnétique entre les bobines associées P1 et S1 formant une paire, et les bobines associées P2 et S2 formant une autre paire de bo- bines de l'ensemble complet. Un tube en matière isolante 45 est prévu, sur lequel on place les différentes bobines et qui peut a- voir l'épaisseur normale ou conventionnelle nécessaire pour iso- ler la bobine S1 la plus intérieure, du noyau.

   Comme indiqué plus haut, les couches isolantes 46 entre les paires associées d'en- roulements primaires et secondaires peuvent être très minces, par- ce que la disposition des spires dans les bobines associées sup- prime pratiquement toute différence de potentiel alternatif entre les spires voisines de deux bobines. D'autre part, on place un tu- be isolant 47 assez épais entre la première paire P1, S1 et la se-   conde   paire P2, S2 pour maintenir la capacité réelle entre les bo- bines touchant les parois opposées du tube isolant, à une valeur très faible. De la matière isolante 48 est placée dans les espace- ments vides à droite des bobines secondaires S1 et S2 . 



   Il faut remarquer que grâce à l'écartement susmentionné des différentes bobines, la capacité réelle entre les bobines pri- maires P1 et P2 est faible et il en est de même de la capacité réelle entre les bobines secondaires S1 et S2, parce que l'écarte- ment entre ces bobines est grand, tandis que la capacité entre les bobines Si et P1 qui sont plus rapprochées l'une de l'autre, est   très élevée ; capacité entre les bobines S2 et P2 est aussi très   grande. Cependant, comme la tension aux bornes de ces capacités élevées est virtuellement nulle, il en est de même de la capacité réelle.

   On remarquera aussi le couplage inductif très serré entre les bobines primaire et secondaire P1 et S1, et aussi entre les bobines primaire et secondaire P2 et S2,à cause de l'absence de la plus grande partie de l'isolement 46 autrefois nécessaire dans les autres types de construction, ainsi que le montage plus serré , des bobines qu'on ne pouvait le réaliser autrement. Le couplage ca- 

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 pacitif est aussi élevé entre ces paires de bobines primaire; et secondaire plus serrées. A cause de ce couplage capacitif, une partie du courant de charge peut passer par couplage capacitif de P1 à. S1 et de P2 àS2 sans traverser tout l'enroulement primai- re.

   Grâce à ces caractéristiques, la construction de la figure 3 augmente la limite supérieure de fréquence de 60 % par rapport au transformateur classique utilisé antérieurement et représenté à la figure 2. Un transformateur construit conformément à la fi- gure 2, incapable de donner une tension secondaire suffisante à 300 kilocycles, a été rebobiné conformément à la figure 3 et était alors capable de donner une tension de sortie convenable   jusqu'à   une fréquence de 500 kilocycles. 



   Dans la forme d'exécution représenté à la figure 3, on a un rapport de tension d'environ 2 : 1, de sorte que l'espace non utilisé à droite des bobines secondaires S1 et S2 représente à peu près 50 % de l'espace disponible. Par exemple, si l'on dé- sire un rapport 1 : 1, il n'y aura pas d'espace inutilisé; si l'on veut un rapport 3 : 1, l'espa.ce non utilisé vaudra les 2/3 de l'espace total. Si le transformateur est employé comme éléva- teur,donnant une tension secondaire plus élevée'que la tension pri- maire, les bobines primaires seront plus courtes que les bobines secondaires, les bobines secondaires s'étendant sur toute la lon- gueur de la branche d'enroulement et les bobines primaires étant plus courtes, laissant un certain espace inutilisé. 



   Il est clair que des modifications peuvent   être   appor- tées à la forme d'exécution de l'invention représentée, sans s'écar- / ter de l'invention, et celle-ci n'y est donc pas limitée. 

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

Claims (1)

1. REVENDICATIONS EMI6.1 --------------------------- 1.- Transformateur électrique comprenant un noyau en matière magnétique ayant une branche d'enroulement, des enroulements primaire et secondaire autour de la branche d'enroulement du @ noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenant chacun <Desc/Clms Page number 7> deux bobines ayant chacune une seule couche de spires, une des bobines primaires et une des bobines secondaires étant étroite- ment couplées entre elles et ayant leurs extrémités correspondantes, à un bout de la paire associée, débutant près de la même partie de la branche d'enroulement et s'étendant le long de la branche d'enroulement sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respectifs,

   l'autre bobine primaire et l'autre bobine secon- daire étant placées autour de la paire susmentionnée de bobines primaire et secondaire et aussi étroitement couplées l'une à l'au- tre, et ayant leurs extrémités correspondantes, à un bout de la paire associée, débutant à la même partie de la branche d'enrou- lement et s'étendant le long de celle-ci sur des distances corres- pondant à leurs nombres de tours respectifs.

   2.- Transformateur électrique comprenant un noyau en matière magnétique ayant une branche d'enroulement, des enroulements primaire. et secondaire autour de la branche d'enroulement du noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenant chacun deux bobines ayant chacune une seule couche de spires, une des bobines primaires et une des bobines secondaires étant étroitement couplées entre elles et ayant leur extrémités correspondantes, à un bout de la pairè associée, débutant près de la même partie de la branche d'enroulement et s'étendant le long de la branche d'enroulement sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respectifs, l'autre bobine primaire et l'autre bobine secondaire étant placées autour de la paire susmentionnée de bobines primaire et secondaire et aussi étroitement couplées l'une à l'autre,

   et ayant leurs ex- trémités correspondantes, à un bout de la paire associée, débutant à la même partie de la branche d'enroulement et s'étendant le long de celle-ci sur des distances dorrespondant à leurs nombres de tours respectifs, une couche relativement épaisse d'isolant entre la paire de bobines primaire et secondaire nommée en premier lieu et la paire de bobines primaire et secondaire nommée en second lieu, pour produire entre elles un couplage capacitif faible.

   <Desc/Clms Page number 8> o.- Transformateur électrique comprenant un noyau en matière magnétique ayant une branche d'enroulement, des enroule- ments primaire et secondaire autour de la branche d'enroulement du noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenat chacundeux bobines ayant chacune une seule couche de spires, les deux bobi- nes primaires étant placées l'une près de l'autre, une des bobi- nes secondaires étant placée à l'intérieur des bobines primaires, et l'autre bobine secondaire entourant les bobines primaires, les diverses bobines débutant à un bout au même endroit de la branche d'enroulement du noyau et s'étendant le long de celle-ci sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respec- tifs.

   4. - Transformateur électrique comprenant un noyau en matière magnétique ayant une branche d'enroulement, das enroule- ments primaire et secondaire autour de la branche d'enroulement du noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenant cha- cun deux bobines ayant chacune une seule couche de spires, les' deux bobines primaires étant placées l'une près de l'autre, une des bobines secondaires étant placée à l'intérieur des bobines primai- res, et l'autre bobine secondaire entourant les bobines primaires, les diverses bobines débutant à un bout au même endroit de la branche d'enroulement du noyau et s'étendant le long de celle-ci sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respectifs, chaque bobine sec-ondaire étant placée très près de sa bobine pri- maire la plus proche,

   afin de maintenir un couplage magnétique serré et une grande capacité entre elles, et les deux bobines pri- maires étant espacées de façon à maintenir entre elles une capa- cité réelle faible, les deux bobinesprimaires étant reliées entre elles à leurs points de départ de manière à former une prise mé- dtane sur l'enroulement primaire, et les deux bobines secondaires étant réunies à leurs points de départ de manière à former une prise médiane sur l'enroulement secondaire.

   5. - Transformateur électrique comprenant un noyau en ma- <Desc/Clms Page number 9> tière magnétique ayant une branche d'enroulement, des enroule- ments primaire et secondaire autour de la branche d'enroulement du noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenant chacun plusieurs bobines en même nombre, débutant toutes au mê- me endroit de la branche d'enroulement et s'étendant le long de cel- le-ci sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respectifs, les bobines primaires et secondaires étant disposées en couches autour de la branche d'enroulement, les couches étant disposées en paires comprenant chacune une bobine primaire et une bobine secondaire couplées entre elles magnétiquement de façon très étroite,

   les paires de bobines primaire et secondaire étroitement couplées étant espacées l'une de l'autre pour maintenir entre elles une capacité réelle faible.

   6. - Transformateur électrique comprenant un noyau en matière magnétique,ayant une branche d'enroulement, des enroule- ments primaire et secondaire autour de la branche d'enroulement du noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenant chacun plusieurs bobines ayant chacune une seule couche de spires, les différentes bobines étant associées par paires comprenant une bobine primaire et une bobine secondaire étroitement couplées l'une à l'autre, et les diverses bobines formant l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire, débutant au même endroit de la branche d'enroulement et s'étendant le long de celle-ci sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respectifs.

   7. - Transformateur électrique comprenant un noyau en matière magnétique ayant une branche d'enroulement, des enroule- ments primaire et secondaire autour de la branche d'enroulement du noyau, l'enroulement primaire et le secondaire comprenant chacun deux bobines ayant chacune une seule couche de spires, une des bobines primaires et une des bobines secondaires étant étroitement couplées entre elles, les différentes bobines for- mant l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire débutant près de la même partie de la branche d'enroulement et s'étendant <Desc/Clms Page number 10> le long de la branche d'enroulement sur des distances correspon- dant à leurs nombres de tours respectifs,

   l'autre bobine primai- re et l'autre bobine secondaire étant placées autour de la paire susmentionnée de bobines primaire et secondaire et aussi étroite- ment couplées l'une à l'autre, et ayant leurs extrémités corres- pondantes, à un bout de la paire associée, débutant à la même par- tie de la branche d'enroulement et s'étendant le long de celle-ci sur des distances correspondant à leurs nombres de tours respectifs, une couche relativement épaisse d'isolant entre la paire de bobi- nes primaire et secondaire nommée en premier lieu et la paire de bobines primaire et secondaire nommée en second lieu, pour pro- duire entre elles un couplage capacitif faible, et des couches relativement minces d'isolant entre les bobines primaire et secon- daire formant une paire associée, pour produire entre elles un couplage capacitif élevé.