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CIRCUIT MAGNETIQUE.
La présente invention concerne, de façon générale, les circuits magnétiques, et plus spécialement les circuits magnétiques d'appareils à selfinduction fixes.
Dans certains types de noyaux magnétiques, comme ceux des bobines de transformateur et de ballast utilisées pour la commande des dispositifs électriques à décharge dans une atmosphère gazeuse, il faut prévoir certains chemins de fuite entre bobines, ou prévoir des bobines à impédance variable, et, dans certains cas, varier la réluctance des circuits magnétiques de diverses bobines. Ceci a été fait dans le passé en prévoyant des entrefers en des points voulus du circuit magnétique, mais la nature plutôt critique de ces entrefers et la difficulté de découper, empiler et réunir de telles tôles en maintenant les entrefers avec la précision voulue constituent de sérieux inconvénients.
L'invention a pour but de procurer une nouvelle forme de circuit magnétique à un ou plusieurs entrefers, de construction économique, permettant de maintenir avec précision les dimensions des entrefers et de réunir les tôles avec facilité.
L'invention a encore pour but de procurer une nouvelle forme,de noyau feuilleté dont chaque tôle est composée de plusieurs parties de .formes telles qu'en étant assemblées elles constituent un circuit magnétique du type décrit, les tôles pouvant cependant être découpées d'une seule bande de matière magnétique avec un minimum de perte.
L'invention ressortira clairement de la description détaillée, donnée ci-après, de plusieurs formes d'exécution représentées, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels :
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La figure 1 est une vue en plan d'un circuit magnétique assemblé conformément à l'invention.
La figure 2 est une vue d'un circuit magnétique variante, semblable à celle de la figure 1.
La figure 3 est une vue d'un autre circuit magnétique variante, semblable à celles des figures 1 et 2.
La figure 4 est un schéma des bobines et de leurs connexions, pouvant être montées sur les circuits magnétiques décrits ici.
La figure 5 est une vue en plan d'une variante de circuit magnétique.
La figure 6 est une vue du circuit magnétique de la figure 5 assemblé d'une autre manière.
La figure 7 est une vue en plan d'une autre forme encore de circuit magnétique conforme à l'invention, et
La figure 8 est une vue en bout, vue de la droite des circuits magnétiques représentés aux figures 1, 5 et 6.
Les différentes formes de circuits magnétiques décrits ici peuvent toutes être utilisées avec des bobines de transformateur et de ballast pour constituer un ensemble transformateur et ballast pour la commande de dispositifs électriques à décharge dans une atmosphère gazeuse, comme les lampes fluorescentes.
A la figure 1, le circuit magnétique 2, comme tous les circuits magnétiques décrits ici, consiste en un empilage de tôles en une matière magnétique convenable, comme du bon acier magnétique, chaque tôle comprenantdeux ou plusieurs parties de formes particulières pouvant être facilement découpées d'une bande de matière magnétique et assemblées de façon à constituer le circuit magnétique même. Le noyau 2 comprend une branche de bobinage 4, de forme rectangulaire avec des bords latéraux droits parallèles et des bords d'extrémité droits parallèles à un angle en substance de 90 par rapport aux bords latéraux.
Chaque tôle comprend aussi une paire de parties de culasse 6 identiques, en substance en forme de L, comprenant chacune une branche longue 8 longeant un coté de la branche de bobinage 4 tout en en restant écartée, et une branche courte 10 descendant en travers d'une extrémité de la branche de bobinage 4 et écartée de celle-ci. Chaque partie de culasse 6 est pourvue, en outre, d'une paire de branches plus courtes 12 écartées entre elles et dirigées latéralement, l'une localisée au bout de la partie de culasse opposée à la branche 10, et l'autre voisine de la branche 10, mais à une certaine distance de celle-ci. Chaque partie de culasse 8 a aussi une quatrième branche 14, plus large que les branches 10 et 12, mais plus courte que les branches 12.
Toutes les branches de culasse 10, 12 et 14 sont dirigées latéralement dans le même sens par rapport à la longue branche 8.
Pour assembler chaque tôle du circuit magnétique 2, on place les parties de culasse 6 de part et d'autre de la branche de bobinage 4, les branches 10, 12 et 14 se faisant face, et les branches 12 d'extrémité étant alignées sur une extrémité de la branche de bobinage 4 (l'extrémité de gauche sur la figure 1). Les branches 12 des parties de culasse 6 procurent, quand elles sont en contact avec le bord latéral adjacent de la branche de bobinage 4, un entrefer de dimension déterminée entre la branche 14 de chaque partie de culasse et le bord latéral adjacent de la branche de bobinage 4.
Il peut aussi y avoir un entrefer entre les deux branches 10 des parties de culasse 6, à l'autre extrémité de la branche de bobinage 4 (côté droit sur la figure 1), pour assurer un bon contact entre les branches 12 et la branche de bobinage 4. En outre, comme cette dernière a des bords droits latéraux, l'entrefer entre le bout de droite de la branche de bobinage 4 et les branches 10 des parties de culasse 6 peut être facilement réglé en déplaçant Iongitudinalement la branche de bobinage 4, et on peut lui donner facilement une épaisseur déterminée en intercalant une,épaisseur voulue (non représentée) de toute matière non magnétique convenable, comme du papier isolant.
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Le circuit magnétique représenté à la figure 1, ainsi ,que ceux décrits en particulier ci-après, sont destinés à être utilisés avec un ensèm- ble de bobinages comme celui représenté schématiquement à la figure 4 et com- prenant un autotransformateur 102 avec un primaire 104 relié par des conduc- teurs 106 et 108 à une source de basse tension convenable. Le secondaire 110 de l'autotransformateur est relié, par son extrémité libre, à une bobine de ballast à avance 112 pouvant être reliée en série avec un condensateur à une borne d'une lampe, dont l'autre borne est reliée à un des fils d'alimentation, le conducteur 106 par exemple.
Il y a aussi une bobine de ballast à retard
118 reliée entre une prise 116 du transformateur, comme ici par exemple' le point de jonction du primaire et du secondaire de l'autotransformateur 102, et un conducteur 120 relié à une borne d'une seconde lampe fluorescente dont l'autre borne est connectée au conducteur 106. La prise 116 peut 'se trouver en tout point voulu du transformateur 102. Les bobines peuvent être montées sur les noyaux décrits ici en substance de la manière suivante.
Généralement, l'autotransformateur 102 est monté dans la fenê- tre centrale du noyau 2 entre les branches de culasse 12 de droite (fig. 1) et les branches 14, et la bobine de ballast de retard 118 dans la fenêtre entre les branches de culasse 12 d'extrémité et les branches 14, quoique la position de l'autotransformateur 102 et celle de la bobine de ballast à re- tard 118 puissent être interverties, afin d'obtenir une répartition de cha- leur un peu différente dans le noyau. La bobine de ballast à avance 112 est montée dans la fenêtre restante du circuit magnétique entre les branches de culasse 10 et les branches 12 voisines, à l'extrémité de droite du circuit magnétique sur la figure 1.
Le noyau 2 constitue donc un circuit magnétique fermé passant-' par les parties de la branche de bobine 4 et de la culasse 6 comprises entre les branches de culasse 12 et par celles-ci, la bobine à retard 118 jouant le rôle d'un prolongement du secondaire par rapport au primaire 104 de 1''au- to-transformateur, ayant une impédance relativement élevée à cause de l'entrefer entre la bobine à retard 118 et l'autotransformateur 102 séparant lés branches de culasse 14 de la branche de bobinage 4. D'autre part, la bobine à avance 112 est extérieure au circuit magnétique comprenant le noyau de l'auto-transformateur, mais son circuit magnétique comprend une partie (voisine des branches 12) de ce circuit magnétique passant par le noyau de l'auto-transformateur 102.
Il s'ensuit qu'une tension relativement élevée est appliquée à la lampe connectée entre les conducteurs 106 et 114, la tension totale de l'auto-transformateur plus toute tension qui pourrait être induite dans la bobine à avance 112 lâchement couplée, et une tension sensiblement de la même valeur peut être appliquée à l'autre lampé, c'est-à-dire la tension aux bornes du primaire 104 de l'auto-transformateur, dans le cas considéré, plus la tension de la bobine à retard 118. En même temps, les deux lampes sont pourvues des ballasts suffisants à cause de l'impédance élevée des bobines 112 et 118.
La bobine 118 est dénommée une bobine "à retard" à cause de la nature selfique de son circuit, tandis que la bobine 112 est dénommée "à avance" parce qu'un condensateur convenable est mis en série dans son circuit de manière à avoir un courant en avance, afin d'obtenir un facteur de puissance résultant élevé et d'éliminer l'effet stroboscopique des deux lampes.
Comme le noyau 2 est construit de façon que plusieurs bobines puissent y être montées et qu'elles puissent utiliser le même,- ou des parties du même circuit magnétique, une économie considérable de matière et d'encombrement peut être réalisée et la fabrication de tels circuits sera considérablement moins coûteuse que celle des anciens types. D'autres économies peuvent être réalisées dans l'assemblage, parce qu'il suffit d'appliquer les branches 12 des parties de culasse 6 contre les parois correspondantes de la branche de bobinage 4, pour avoir automatiquement l'entrefer voulu entre les branches de culasse 14 et la branche de bobinage 4, ainsi que le vide entre les branches de culasse 10.
L'entrefer latéral entre les branches de culasse 10 et l'extrémité adjacente de la branche de bobinage 4 peut être facilement réglé en déplaçant longitudinalement la branche de
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bobinage 4 elle-même. En outre, la forme spéciale des parties de chaque tôle permet de réduire considérablement les déchets de matière au découpage, parce que les parties de culasse 6 peuvent être découpées interverties et que la branche de bobinage 4 peut être découpée pratiquement sans pertes, grâce à sa forme régulière. Un autre avantage de ce genre de construction est que la branche centrale peut être découpée dans de l'acier magnétique'à grain orienté parallèlement à la grande dimension de la branche de bobinage.
4, une telle matière étant utilisée le plus avantageusement avec les lignes de force parallèles au grain, et comme une telle matière a une perméabilité élevée, il s'en suit une réduction supplémentaire des dimensions du noyau.
La forme modifiée de noyau 22, représentée à la figure 2 des dessins, utilise une partie de culasse 24 de forme générale rectangulaire, découpée en une pièce et associée à une branche de bobinage centrale 26. La partie de culasse 24 comprend des côtés 28 et deux branches d'extrémité 30 et 32 d'une venue. La branche d'extrémité 30 de la partie de culasse 28 est pourvue, en son centre sur le bord intérieur, d'un creux arrondi 34 dans lequel s'adapte l'extrémité de la branche de bobinage 26 convexe. La branche 26 comporte, près de son extrémité opposée, sur les deux bords latéraux des creux arrondis 38 dans lesquels viennent se loger, en contact avec la branche de bobinage 26, les extrémités convexes des branches de culasse 40.
La branche de bobinage 26 comprend, en outre, des branches relativement courtes 42 dirigées en sens opposés vers les branches relativement courtes 44 qui se détachent latéralement des bords 28 de la partie de culasse 24, de manière à constituer des entrefers entre les branches 42 et 44. Si on le désire les entrefers peuvent être obtenus comme à la figure 1 en rendant les branches 44 longues, la branche de bobinage 26 ayant des bords droits, ou même entaillés comme à la figure 7, suivant la longueur des branches 44.
On peut constater que le circuit magnétique constitué par le noyau 22 est semblable au noyau 2 de la figure 1, avec cette principale dif=- férence entre les deux noyaux que la partie de culasse 24 est découpée d'une pièce en une seule opération. Autrement les dimensions, le poids et le prix du noyau 22 sont comparables à ceux du noyau 2 représenté à la figure 1, à cause de la similitude de leurs circuits magnétiques.
Le noyau 46 représenté à la figure 3 des dessins est semblable au noyau 22 de la figure 2 en ce que la partie de culasse 48, rectangulaire et faite d'une pièce, comprend deux côtés parallèles 50 avec deux branches d'extrémité 52 et 54. La branche d'extrémité 54 est pourvue d'un creux à chanfreins 58 sur son bord intérieur, dans lequel se loge une extrémité convexe de forme correspondante de la branche de bobinage centrale 56. L'autre extrémité de cette dernière est écartée de la branche de culasse 52 de manière à constituer un entrefer 60 semblable à l'entrefer 36 dans le noyau 22 de la figure 2.
Des encoches rectangulaires 62, pratiquées sur les côtés opposés de la branche de bobinage 56, reçoivent les extrémités intérieures des branches 64'qui se détachent des côtés 50 de la partie de culasse 48 et sont dirigées l'une vers l'autre. Dans cette forme d'exécution de l'invention, la branche centrale 56 comprend aussi des branches latérales 66 dirigées en sens opposés et s'arrêtant à une courte distance des bords 50 de la partie de cu- lasse 48, de manière à constituer des entrefers en ces endroits.
Le noyau 46 représenté à la figure 3 est essentiellement sembla-' ble à celui représenté à la figure 2 sauf que les creux de mise en place sont à chanfreins au lieu d'être arrondis comme à la figure 2, et l'entrefer à mi- chemin de la branche de bobinage est constitué par des branches qui se détachent de la branche centrale 56, alors que pour le noyau 22 représenté à la figure 2, cet entrefer est constitué en partie par des branches faisant partie de la branche centrale 26 et en partie par des branches 44 faisant partie des côtés 28 de la partie de culasse 24.
Le noyau 68 représenté à la figure 5 des dessins est très semblable au noyau représenté à la figure 1, ayant des parties de culasse identiques désignées par des mêmes références pour les différents éléments, et-..)
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qui ne seront donc plus décrites. Le noyau 68 de la figure 5 diffère de ce- lui représenté à la figure 1 en ce que la branche de bobinage 70 est pourvue, d'un côté et à une extrémité, d'un cran 72 avec, pour la facilité de l'assem- blage si on le désire, une encoche d'identification 74.
Avec le cran 72 placé à l'extrémité gauche de la branche centra- le 70 du noyau 68, comme représenté à la figure 5, l'entrefer en shunt entré les branches de culasse 14 et la branche de bobinage 70 peut être plus petit que l'entrefer entre ces branches et la branche centrale 4 du noyau 2 repré- senté à la figure 1, pendant l'assemblage des branches de culasse et de la branche centrale.
Le noyau 76 représenté à la figure 6 des dessins est composé de parties identiques à celles du noyau 68 de la figure 5; ces parties portent les mêmes références et ne seront plus décrites en détail. La seule différen- ce entre le noyau 76 de la figure 6 et le noyau 68 de la figure 5 réside en ce que la branche centrale 70 est retournée bout pour bout de façon que l'é- cran 72 se trouve à l'extrémité de droite sur la figure 6. Cela signifie que la largeur de l'entrefer entre la branche de bobinage 70 et les branches de culasse 14 est plus grande dans le noyau 76 de la figure 6 que dans le noyau
68 de la figure 5.
Le noyau 78 représenté à la figure 7 des dessins est aussi très semblable aux noyaux 2, 68 et 76 représentés respectivement aux figures 1,
5 et 6, mais en diffère en ce que la branche de bobinage et la partie de cu- lasse sont un peu modifiées. La branche de bobinage 80, quoique de forme rec- tangulaire, est pourvue de creux peu profonds 82 opposés l'un à l'autre et - faisant face à des branches de culasse 94 dirigées vers l'intérieur et se dé- tachant des bords 86 des deux parties de culasse 84 en forme de L.
En outre, les côtés de culasse 86 de chaque partie 84 sont prolongés latéralement par une branche courte 88 qui est voisine mais écartée de l'extrémité droite de la branche de bobinage 80 (voir fig.'7), les deux' branches 88 étant aussi écartées l'une de l'autre à leurs extrémités. Chaque partie de culasse 84 est pourvue, à l'extrémité opposée à la branche 88, d'une branche 92 et, entre les branches 88 et. 94, d'une branche 90, les branches 90,92 et 94 ayant toutes la même longueur.
On peut remarquer que le noyau 78 possède les mêmes circuits magnétiques à reluctance faible et les mêmes entrefers que les noyaux décrits précédemment,avec cette particularité que l'entrefer entre les branches 94 et la branche de bobinage 80 est constitué et déterminé par la profondeur des encoches 82 pratiquées dans la branche centrale 80. Ceci simplifie un peu la forme des parties de culasse 84, puisque les trois branches 90, 92 et 94 ont la même longueur, les branches 90 et 92 venant toucher la branche de bobinage 80 et déterminant ainsi la longueur des entrefers entre les branches de culasse 94 et la branche de bobinage 80, ainsi que l'entrefer entre les branches 88.
Tous les noyaux décrits ci-dessus sont constitués en empilant, de la façon montrée à la figure 8, une quantité de tôles des types ci-avant et en les réunissant ainsi de toute manière convenable, par exemple par serrage dans des brides ou par soudage. A cet égard, certains des noyaux précités se prêtent très bien au soudage. Par exemple, les noyaux représentés aux figures 1, 5 et 6 peuvent être assemblés par soudage, aux points 16 et 18, des bords des parties de culasse 6 et de la branche centrale 4 à une extrémité, et, au point 20, des bords extrêmes des branches de culasse 10. De même, le noyau de la figure 7 peut être soudé en dés points correspondants 96, 98 et 100. Les noyaux des figures 2 et 3 peuvent aussi être soudés ou autrement assemblés.
Il faut noter que tous les noyaux représentés aux figures 1 à 3 et 5 à 8 ont certaines caractéristiques en commun, la principale étant que les parties de culasse qui sont en contact avec la branche de bobinage sur une superficie notable, en deux points écartés l'un de l'autre, facilitent l'empilage des tôles, à l'assemblage du noyau, et la soudure ou autre fixation finale de celles-ci.
Ce contact, en deux points, entre la branche cen-
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trale et les parties de culasse détermine des entrefers de dimensions déterminées, dans tous les types de noyau, aussi bien aux figures 2 et 3 qu'aux autres, sauf en ce qui concerne l'entrefer à l'extrémité de droite de la branche de bobinage qui peut être réglé en déplagant simplement celle-ci longitudinalement,ce réglage étant utile pour compenser les différences de fabrication dans les condensateurs utilisés dans le circuit avec la bobine à avance 112. Pour les noyaux des figures 5 et 6, le cran pratiqué dans la branche centrale permet un réglage supplémentaire, comme déjà expliqué.
REVENDICATIONS.
1.- Noyau magnétique, comprenant une branche de bobinage allongée, une partie de culasse allongée longeant un côté de la branche de bobinage à une certaine distance de celui-ci mais pourvue de branches espacées venant en contact avec la branche de bobinage en des points espacés le long de celle-ci, et des dispositifs, sur au moins une des parties en un troisième point, s'étendant jusque près de l'autre partie de manière à constituer entre ces deux parties, la partie de culasse et la branche de bobinage, un entrefer.