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NOYAU MAGNETIQUE.
La présente invention concerne, de façon générale, les constructions de noyaux et, plus spécialement, les noyaux à plusieurs enroulements comme ceux utilisés avec le transformateur et les bobines de ballast utilisés pour la commande de plusieurs lampes fluorescentes.
Des noyaux à enroulements multiples, avec différentes fenêtres pour les différentes bobines et différents chemins de reluctance pour les lignes de forces des différentes bobines, c'est-à-dire des valeurs de selfinduction différentes pour ces bobines, ont été construits de diverses manières jusqu'ici, à l'aide de tôles faites chacune d'une ou plusieurs pièces constituant les parties de bobinage et de culasse, le circuit magnétique étant coupé par certains entrefers servant à constituer deschemins de fuite à forte reluctance. Comme les tôles sont habituellement découpées à la presse dans des bandes de matière magnétique, leurs dimensions varient et, assemblées, elles provoquent des variations indésirables dans la self-induction de la bobine, jusqu'à entraîner un mauvais fonctionnement de la lampe.
L'invention a donc pour but de procurer une nouvelle forme de noyau du type décrit, faite d'un nombre relativement faible de parties qui peuvent être facilement ajustées en cours de montage, pour tenir compte des variations dans la fabrication.
L'invention a aussi pour but de procurer une nouvelle forme de tôle magnétique, pour un noyau du type décrit, dont toutes les parties peuvent être découpées dans du feuillard, en un seul coup de presse.
L'invention ressortira clairement de la description détaillée suivante de plusieurs de ses formes d'exécution représentées,.à titre d'exem- ple, aux dessins annexés, dans lesquels :
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. La figure 1 est une vue en plan d'une tôle magnétique telle qu'elle se présente immédiatement après découpage dans une bande de matière magnétique.
La figure 2 est une vue en plan d'un noyau composé de tôles magnétiques comme à la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan d'une tôle magnétique utilisée dans le noyau représenté à la figure 5, telle qu'elle se présente immédiatement après découpage dans une bande de matière magnétique.
La figure 4 est une vue en bout d'un noyau conforme à l'invention, représentative de toutes les formes de noyaux décrites ici, mais désignant spécialement l'extrémité de droite du noyau de la figure 2.
La figure 5 est une vue en plan d'une variante de forme de noyau.
La figure 6 est une vue en plan d'une tôle magnétique semblable à celle de la figure 1 mais présentant une légère différence de forme et d'apparence, et telle qu'elle est disposée immédiatement après le découpage.
La figure 7 est une vue en plan d'une autre variante de noyau.
La figure 8 est un schéma des bobinages destinés à être montés sur les noyaux décrits ici, qui montre comment ces bobinages sont connectés.
La figure 9 est une vue en plan d'une tôle magnétique semblable à celles des figures 1 et 6, mais avec les différentes parties autrement disposées immédiatement après découpage.
La figure 10 est une vue en plan d'une autre forme de noyau, et
La figure 11 est une vue en plan du noyau de la figure 10, avec les parties autrement assemblées.
Les noyaux construits conformément à l'invention, dont des exemples sont décrits en particulier ci-après, peuvent tous être faits d'un empilage de tôles dont chacune ne comprend que deux parties pouvant être découpées d'une même bande de matière magnétique. Ce résultat est obtenu suivant l'invention, en découpant les deux parties de noyau de façon -que les contours qui délimitent des entrefers dans le noyau assemblé aient une forme très précise, tout en permettant un certain réglage de ces entrefers.
Le noyau 2 représenté à la figure 2 des dessins est composé de plusieurs tôles en deux parties chacune. Une partie de chaque tôle consiste en une partie de culasse 4 de forme générale en U, ayant une base 6 reliant deux branches identiques 8 en E. De chaque branche 8 de la partie de culasse 4 se détachent, aux extrémités des branches 10 opposées, latérales, dirigées vers l'intérieur, et, entre celles-ci, des branches opposées, latérales, intermédiaires, dirigées vers l'intérieur 12 et 14, les branches opposées 10,12 et 14 étant donc dirigées intérieurement l'une vers l'autre.
L'autre partie de chaque tôle magnétique consiste en une branche de bobinage 16, une lamelle magnétique de forme rectangulaire simple dont les bords latéraux opposés sont pourvus, en un certain point, d'encoches 18 symétriques. Les bobinages sont facilement glissés sur une branche de ce genre, et quand les deux parties de chaque tôle sont assemblées de la manière indiquée à la figure 2, les encoches 18 dans les bords opposés de la branche de bobinage 16 font face aux branches 12 de la partie de culasse 4, de manière à constituer des entrefers 22. L'assemblage est aussi conçu
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de façon qu'il y ait un entrefer 20 entre l'extrémité intérieure de la bran- che de bobinage 16 et la base 6 de la partie de culasse.
Il faut remarquer que les encoches 18 sont plus larges que les branches 12, de façon à pouvoir régler'l'épaisseur de l'entrefer 20 dans des limites déterminées, sans changer les entrefers 22.
Cette construction présente le grand avantage que les deux parties de chaque tôle peuvent être découpées dans une bande de matière ma- gnétique, en un coupe de presse, les parties étant disposées comme représen- té à la figure 1, avec les encoches 18 de la branche de bobinage 16 entre les branches de culasse 12 et 14, de façon à pouvoir garder avec précision les dimensions de ces encoches. Après découpage, on peut monter facilement le noyau en retournant la branche de bobinage 16 bout pour bout, de façon que les encoches 18 viennent se placer en face des branches 12.
Quand le noyau est assemblé comme représenté à la figure 2, les deux parties de chaque tôle peuvent être réunies de toute manière vou- lue, par exemple par brides et boulons, ou par des points de soudure conve- nables 23 et 25. La figure 8 des dessins donne le raccordement général des bobinages utilisés avec le noyau 2 et lesautres noyaux décrits ci-après et qui comprennent un auto-transformateur 24 destiné à être placé dans la fenê- tre centrale entre les branches 12 et 14. L'auto-transformateur 24 est com- posé d'un primaire 26 et d'un secondaire 28, le primaire 26 devant être con- necté à une source d'énergie électrique à basse tension par des conducteurs d'alimentation 30 et 32.
L'ensemble de bobinages représenté sert à la commande d'une paire de dispositifs à décharge dans une atmosphère gazeuse, com- me des lampes fluorescentes ; comprend, à cet effet, une bobine à avance 34 reliée au secondaire de l'auto-transformateur 24 et munie d'un conducteur 36, en série avec un condensateur, relié à une borne d'un appareil à décharge dans une atmosphère gazeuse dont l'autre borne doit être reliée au conducteur d'alimentation 30. La bobine à avance 34 doit être montée dans la fenêtre entre les branches 14 et le base 6 de la partie de culasse, et est dénommée ainsi à cause du condensateur associé au conducteur 36 et servant à produire un courant déphasé en avance p our la lampe à laquelle il est connecté.
L'autre appareil à décharge est destiné à être connecté entre le conducteur d'alimentation 30 et un conducteur 40 relié à une bobine à retard 38 connectée à une prise de 1'auto-transformateur qui peut être,comme représenté, le point de jonction du primaire et du secondaire. La bobine à retard 38 doit être montée dans la fenêtre restante du noyau 2, entre les branches 10 et 12.
On remarquera que lorsque les bobines 28, 34 et 38 sont montées sur le noyau 2 et connectée à une paire de lampes fluorescentes de la manière décrite, la lampe connectée entre les conducteurs 30 et 36 reçoit une tension élevée égale à la somme de la tension de source appliquée entre les conducteurs 30 et 32 et de la tension induite dans le secondaire 28 de l'auto-transformateur.
Ceci est la tension à circuit ouvert, supérieure à la tension de réseau et servant à démarrer la lampe. Il n'y a pas ou peu de tension induite dans la bobine à avance 34, à cause de la forte reluctance de l'entre... fer 20 dans le circuit magnétique du noyau, qui isole pratiquement la bobine à avance 34 des effets magnétiques de l'auto-transformateur, quoiqu'une partie des circuits magnétiques des deux bobines soit commune,notamment les branches 14.
Après démarrage de la lampe, la bobine 34 a une self-induction déterminée principalement par l'entrefer 20.
L'autre lampe connectée entre les conducteurs 30 et 40 reçoit aussi une tension élevée égale à là somme de la tension réseau appliquée aux conducteurs 30 et 32 et de la tension induite dans la bobine à retard 38. Il faut remarquer que cette dernière se trouve dans le même circuit magnétique que l'auto-transformateur, lequel comprend les parties de branche
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de bobinage 6 et de culasse 8 entre les branles de culasse 10 et 14 et comprenant les branches 10 et 14, de manière à induire ainsi une tension dans la bobine à retard 38.
Quand la lampe s'allume, la bobine 38 constitue une self-induction à entrefers 22. La lampe est ainsi ballastée par la self-induction de cette bobine.
Il faut remarquer que, pour maintenir les self-inductions de la bobine à retard 38 et de la bobine à avance 34 dans des limites de construction précises, les dimensions des entrefers 20 et 22 doivent être maintenues exactes, et que la construction de noyau représentée à la figure 2 se prête à un tel maintien constant des dimensions des entrefers 22 tout en permettant un assemblage aisé et un réglage facile de l'autre entrefer 20.
Chaque tôle du noyau 2 de la figure 1 peut aussi être découpée d'un seul coup de presse, les deux parties de chaque tôle étant disposées comme à la figure 6 et non comme à la figure 1 des dessins. La raison pour laquelle la branche de bobinage 16 a son extrémité extérieure qui dépasse les branches de culasse 10, est que dans le cas de certains écartements entre branches de culasse 10,12 et 14 et base 6, le découpage ne peut pas se faire avec la branche de bobinage disposée comme à la figure 1 des dessins.
Dans un tel cas, le découpage peut se faire avec les deux parties disposées comme à la figure 6, et on assemble ensuite en retournant simplement la branche de bobinage 16 bout pour bout, qui prend alors la position de la figure 1.
Il peut aussi être nécessaire de faire la découpe avec les parties disposées comme à la figure 9 des dessins, l'assemblage se faisant très facilement en repoussant la branche de bobinage vers l'intérieur jusqu'à ce que les encoches 18 se mettent en face des branches de culasse 12 et que l'entrefer 20 entre l'extrémité intérieure de la branche de bobinage et la base 16 ait l'épaisseur voulue. Quoique les découpages réalisés suivant les figures 6 et 9 entraînent un plus grand déchet de matière qu'un découpage effectué suivant la figure 1, il faut noter que tous les avantages des noyaux décrits auparavant sont maintenus, en ce que les dimensions des encoches d'entrefer peuvent être gardées avec précision et l'assemblage des tôles se fait de manière extrêmement simple.
Le noyau 42 représenté à la figure 5 est semblable à celui de la figure 2 en ce qu'il est constitué de tôles magnétiques composées chacune de deux parties, dont l'une est une partie de culasse 44 à deux branches longitudinales identiques 46 reliées par une base 48.
Des côtés 46 de la partie de culasse 44 se détachent des branches opposées, espacées, dirigées vers l'intérieur 50,52 et 54 en des points correspondant aux emplacements des branches 10,12 et 14 de la partie de culasse 4 représentée à la figure 2 ; mais au lieu d'être toutes dé marne' longueur comme dans le cas de la figure 2, seules les branches 50 et 54 sont égales et les branches intermédiaires 52 sont plus courtes. Dans cette forme d'exécution, la branche de bobinage 56 est une lamelle de matière magnétique de forme rectangulaire simple dont se détachent des branches latérales 58 qui, quand le noyau est monté, viennent se placer, comme le montre la figure 5, dans l'espacement entre les branches 52 et 54 de manière à obtenir des entrefers 62 entre branches 52 et branche centrale 56.
@ On peut donc constater que lorsque le noyau est monté et les tôles fixées par soudure, par exemple, aux points 64 et 66, le circuit magnétique obtenu est semblable à celui du noyau 2 déjà décrit, les entrefers 62 se trouvant entre la fenêtre pour l'auto-transformateur (entre branches de culasse 52 et 54) et la fenêtre pour la bobine à retard (entre les branches 50 et 52) et un entrefer 60 étant aussi prévu dans le circuit magnétique de la bobine à avance (entre la base 48 et la branche de culasse 54).
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Le noyau 42 peutaussi être obtenu en découpant les tôles dans une bande de matière magnétique, les deux parties de chaque tôle étant disposées comme à la figure 3, c'est-à-dire avec la branche de bobinage 56 retournée bout pour bout par rapport à sa position dans le noyaumonté représentée à la figure 5. Le noyau 42 présente donc les mêmes avantages que le noyau 2, en ce que les dimensions desbranches 52 peuvent être maintenues avec précision dans le découpage, et l'assemblage se fait aisément en retournant bout pour bout la branche de bobinage 56 par rapport à sa position représentée à la figure 3.
L'entrefer 60 peut aussi être réglé facilement pendant l'assemblage, en déplaçant longitudinalement la branche de bobinage, 56 par rapport à la partie de culasse 41@ sans déranger les entrefers 62.
Le noyau 63 représenté à la figure 7 a une partie de culasse 65 de forme générale en U, associée à une branche de bobinage 76. La partie de,culasse 65 se compose d'une base 78 et de branches longitudinales 80 dont se détachent, aux extrémités, des branches latérales opposées 82 et, intermédiairement, des branches opposées semblables 84. La branche de bobinage 76 comporte des encoches peu profondes 86, sur deux côtés opposés, destinées à établir des entrefers entre elles et les branches de culasse 84, ainsi que des branches opposées 88 situées plus à l'intérieur par rapport aux encoches.
Quand le noyau 63 est monté comme représenté à la figure 7, les contacts entre les branches de culasse 82 et la branche de bobinage 76 d'une part, et entre les branches latérales 88 et les branches longitudinales de culasse 80 d'autre part, déterminent les entrefers entre les branches de culasse 84 et la branche de bobinage.
Comme-pour les noyaux décrits précédemment, le réglage de l'épaisseur de l'entrefer entre l'extrémité intérieure de la branche de bobinage et la base 78 de la partie de culasse, peut se faire aisément pendant l'assemblage en déplaçant longitudinalement la branche de bobinage 76 et en fixant ensuite les positions par points de soudure comme en 68 et 69.
Le noyau 63 Peut aussi être construit en découpant,, dans une bande de matière magnétique, d'un coup,' de presse, des tôles dont les branches de bobinage sont retournées bout pour bout par rapport à la position représentée à la figure 7. Un avantage de ce mode de construction est qu'au montage des bobines situées de part et d'autre des branches 88, les mandrins sur lesquels elles sont bobinées ne peuvent pas être trop rapprochés l'un de l'autre par serrage, alors que cela peut se produire avec d'autres constructions décrites et représentées ici, comme, par exemple, le noyau 2 de la figure 2, où les mandrins de bobines peuvent être poussés entre les branches 14 et la branche centrale 16,
augmentant ainsi la réluctance du circuit magnétique principale
Le noyau 67 représenté à la figure 10 des dessins comporte aussi une partie de culasse identique à celle du noyau de la figure 2, et les mêmes références sont donc utilisées pour désigner les différentes parties de la culasse. La particularité du noyau 67 consiste en un réglage de l'entrefer compris entre l'auto-transformateur et la bobine à retard.
A cet effet, la branche de bobinage 70 comporte, de chaque côté, plusieurs crans en étages, un cran relativement profond 72 suivi d'un cran relativement peu profond 74. Chaque tôle magnétique du noyau 67 est découpée, de préférence, d'un coupe de presse, avec les parties disposées comme représenté à la figure 10, pour maintenir la plus grande précision d'entrefer.
Le noyau 67 peut ensuite être assemblé avec les parties dans les positions de découpage de la figure 10, ou si on désire des entrefers plus minces entre la branche de bobinage 70 et les branches latérales 12, la branche de bobinage peutêtre simplement retournée bout pour bout dans la position représentée à la figure 11, de manière que le cran peu profond
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74 se trouve en face des branches de culasse 12.
En outre, ces entrefers peuvent être variés par un nombre de crans correspondant au nombre de tôles du noyau, des dimensions maxima dans le cas de la figure 10 aux dimensions minima correspondant à la figure 11, en n'inversant qu'une partie des branches de bobinage 78 de la pile entière de manière à obtenir une valeur de self-induction correspondante pour la bobine à retard montée entre les branches de culasse 10 et 12.
Comme les crans 72 et 74 sont plus larges que les branches de culasse 12, l'entrefer entre l'extrémité intérieure de la branche de bobinage 70 et la base 6 de la culasse 4 peut aussi être aisément réglé, les réglages des deux genres d'entrefers étant indépendants l'un de l'autre.
On peut constater que pour tous les cas décrits ici et d'autres variantes de l'invention, les noyaux consistent en un empilage de tôles en deux pièces construites d'une nouvelle façon qui permet de découper chaque tôle dans une bande de matière magnétique unique, tout en maintenant la précision maximum d'exécution des entrefers et permettant un réglage indépendant d'au moins un entrefer pendant l'assemblage du noyau, et, dans le cas de la forme d'exécution des figures 10 et 11, le réglage indépendant de tous les entrefers.
REVENDICATIONS.
1. - Noyau magnétique comprenant une branche de bobinage allongée, une partie de culasse en forme de E d'un côté ou de part et d'autre de la branche de bobinage et dont les branches latérales sont dirigées vers la branche de bobinage, deux de ces branches latérales venant en contact avec le côté voisin de la dite branche de bobinage, un entrefer entre une troisième branche latérale et une discontinuité (encoche ou branche) sur le côté voisin de la dite branche de bobinage faisant face à cette troisième branche quand la branche de bobinage et la partie de culasse se trouvent en substance côte à côte sur toute leur longueur, et quand la branche de bobinage, retournée bout pour bout, se trouve de nouveau côte à côte sur toute sa longueur avec la partie de culasse, la dite discontinuité ne se trouve plus en face d'aucune branche latérale.