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S. LARKIN, résidant à BROOKLYN (E. U.A.).
TRANSFORMATEUR ELECTRIQUE A TROIS NOYAUX DISPOSES A 120'.
La présente invention se rapporte à un transformateur du type à trois noyaux disposés de fagon à former entre eux un angle de 120 .
On a déjà proposé de construire un tel type de transformateur, - mais on a rencontré des difficultés d'assemblage considérables et par consé- quent une telle construction n'a pas eu une diffusion convenable et a été limitée aux petites capacités. On a rencontré de grosses difficultés par- ticulièrement dans l'assemblage des culasses aux noyaux porteurs des bobina- ges, difficultés encore plus grandes quand le matériel constituant les tô- les magnétiques des noyaux est de l'acier orienté.
D'autre part, on sait depuis longtemps qu'un transformateur dont les noyaux seraient disposés en étoile à 120 d'écartement donnerait un très bon résultat au point de vue de l'efficacité et de la distribution uniforme du flux dans les noyaux.
La présente invention a pour but de permettre une telle construc-, tion, en particulier quand les noyaux sont formés de tôles en aciers orientés.
Par la présente invention on obtient un transformateur donnant le minimum de pertes et le maximum d'efficacité.
Naturellement, il est toujours possible, avec la présente inven- tion, d'utiliser l'acier non orienté pour les culasses comme pour les noyaux.
Le transformateur électrique suivant l'invention dont les trois noyaux sont disposés à 1200 d'écartement peut être construit pour n'importe quelle capacité, jusqu'à par exemple 1000000 KVA.
Un autre avantage de la présente invention est de fournir entre les noyaux et les culasses, des joints donnant une grande efficacité et fa- ciles cependant à fabriquer.
Un autre avantage de la présente invention est de permettre l'em- ploi, pour la construction des noyaux et culasses, de lames qui ne soient pas nécessairement de la'même épaisseur.
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Le transformateur électrique à trois noyaux à 120 objet de la présente invention se distingue en ce que les tôles magnétiques constituant les noyaux et les culasses sont disposées dans des plans qui forment entre eux un angle d'environ 90 et que l'assemblage des culasses sur les noyaux s'effectue par des surfaces biaises de façon que la somme des angles des empilages des tôles des noyaux et des culasses est d'environ 90 . Les cu- lasses peuvent être au nombre de trois et chaque culasse peut avoir un pro- fil essentiellement rectiligne et s'appuyé à ses extrémités sur deux des noyaux, mais il est aussi possible d'employer d'autres formes de culasses, par exemple dans un montage unique. L'assemblage entre culasses et noyaux peut s'effectuer par des surfaces biaises avec interposition d'une feuille en matière antimagnétique.
On peut prévoir l'interpénétration des gradins constituant les empilages respectifs.
D'autres caractéristiques ressortiront clairement de la descrip- tion complémentaire qui suit et des dessins schématiques ci-annexés lesquels, description et dessins, ne sont, bien entendu, donnés qu'à titre indicatifs.
- Figures 1 et 2 sont deux vues en perspective montrant l'ensem- ble du transformateur sous deux formes de réalisation légèrement différentes l'une de l'autre.
- Figure 3 montre,à plus grande échelle, l'assemblage d'un tron- çon de culasses et d'un tronçon.: de noyau.
- Figures 4 et 5 sont deux coupes en plan d'un noyau respective- ment suivant la ligne IV-IV de la figure 1 et la ligne V-V de la figure 2; - Figure 6 montre une des modalités possibles d'obtention de l'empilage des lames en acier magnétique pour leur donner la disposition étagée à 45 par exemple représentée en figure 7.
- Figure 8 montre une vue latérale de l'empilage des tôles ma- gnétiques des noyaux dans une autre forme d'exécution.
- Figure 9 montre une forme des joints entre les lames des noyaux et celles des culasses.
Dans ces dessins, A représente les noyaux et B les culasses en tôle magnétique feuilletée; C représente les enroulements.
Chacun des noyaux et culasses présente la disposition feuilletée classique, c'est-à-dire est constitué d'un empilage de tôles magnétiques 1 séparées les unes des autres par un isolant 2.
Suivant une caractéristique essentielle de la présente invention les tôles des culasses B ont une orientation perpendiculaire à celle des tôles constituant les noyaux A. Par ailleurs, ces culasses B ont une orien- tation générale rectiligne.
La réalisation de la figure 2 ne diffère de celle de la figure 1 que par le profil des culasses, le profil représenté en figure 2 étant plus approprié dans le cas d'utilisation, pour la réalisation de ces culas- ses, de tôles en acier orienté, restant entendu que les tôles de ces culas- ses, notamment dans le cas de la réalisation de la figure 1, peuvent être en acier ordinaire au silicium.
Les culasses et noyaux peuvent être assemblés par des plans de contact D formant des angles de 45 dans le cas du dessin sans qu'il y ait profilage spécial ou embrèvement des extrémités des lames, ou, dans une au- tre forme de réalisation avec un profilage à gradins.
Suivant une première forme de l'invention, chacune de ces lames, qu'il s'agisse de celles des noyaux ou de celles des culasses, présente, en son extrémité, une section droite et peu importe si elle vient buter sui- vant un angle contre celles de l'empilage adjacent ou si elle pénètre dans le vide formé par elles.
De cette disposition résulte donc la possibilité d'utiliser pour les noyaux et calasses, des lames d'épaisseurs différentes.
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Dans les plans de contact précités D, orientés à 45 , dans le cas du dessin, est intercalé un,*isolant 1, du type communément employé, tel que papier ou vernis, destiné à éviter le court-circuitage desdites lames par leur extrémité.
La mise en biais des extrémités des paquets de lames 1, qu'il s'agisse de celles des noyaux ou de celles des culasses, peut être obtenue par tous procédés convenables, tel que notamment celui représenté en figure
6 consistant à faire buter ces lames dans un gabarit 4 donnant un angle convenable, tel que de 22 , 5 dans le cas du dessin,puis à couper droit leur autre extrémité en 5 et, après avoir sorti le paquet de lames de ce gabarit 4, à les faire glisser les unes sur les autres pour obtenir la sur- face biaise, de 45 dans le cas du dessin, pour chacune de leurs extrémités (figure 7).
La figure 8 montre trois lames a, b, c des noyaux A, destinées à former une partie d'une série de lames, dont les bords'peuvent aussi être moulés comme indiqué par la ligne g, pour avoir un joint plan au lieu d'un joint à gradins.
La figure 9 montre l'ensemble de trois lames a, b, c, du noyau
A et de deux lames y, y' de la culasse B. Les lames du noyau ont été mon- trées dans la position verticale et celles de la culasse dans la position horizontale. Les lames y,y' de la culasse ont été représentées légèrement éloignées des lames a, b, c, du noyau seulement pour les besoins de repré- sentation.
En réalité le bord transversal 6 s'appuie sur la face transver- sale de la lame a.
Les trois formes de réalisation du joint entre les empilages des tôles des noyaux et des culasses (figures 3, 8 et 9) se rapportent prin- cipalement à l'emploi de tSles d'acier orienté. Dans de telles conditions, le joint de la figure 8 est celui qui présente le meilleur fonctionnement par rapport au flux magnétique qui le traverse ; joints des figures 3 et 9 sont doués de particularités de construction qui facilitent leur assem- blage et en particulier le joint de la figure 3 est préféré car il ne deman- de pas un assemblage précis pour la formation des gradins, étant, donné qu'il suffit de réaliser des surfaces de contact des noyaux A et des culasses B contre la feuille 3 de matériel antimagnétique ayant une allure presque plane.
Pour plus de simplicité du dessin, les noyaux A ont été représen- tés comme étant de section rectangulaire, mais il reste bien entendu qu'ils peuvent, en pratique, avoir toute autre section, telle que celle habituelle à gradins étages s'inscrivait dans un cercle, disposition qui est avantageuse pour faciliter le bobinage des enroulements C.
On conçoit en outre, de cette disposition, que les culasses B délimitent, par leurs trois faces internes, aussi bien pour celles du sommet que pour celles de la base, un espace vide délimitant un triangle équilaté- ral. Mais on peut aussi construire une culasse formée d'un seul empilage de lames dans lesquelles on prévoit des gradins pour la relier aux noyaux.
En- fin, comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui pré- cède, l'invention ne se limite aucunement aux seuls modes d'exécution indi- qués ci-dessus uniquement à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation comportant, en tout ou partie, applica- tion de semblables dispositions, que les plans de contact entre les noyaux et les culasses soient à 45 pour les deux extrémités ou bien qu'ils soient d'inclinations différentes, pourvu que leur somme donne un angle de 90 , tel que par exemple 60 à une extrémité et 30 à l'autre.
REVENDICATIONS.
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S. LARKIN, residing in BROOKLYN (E. U.A.).
ELECTRICAL TRANSFORMER WITH THREE CORES ARRANGED AT 120 '.
The present invention relates to a transformer of the type with three cores arranged so as to form between them an angle of 120.
It has already been proposed to build such a type of transformer, - but considerable assembly difficulties have been encountered and therefore such a construction has not had a suitable distribution and has been limited to small capacities. Great difficulties have been encountered, particularly in the assembly of the yokes to the cores carrying the coils, even greater difficulties when the material constituting the magnetic sheets of the cores is oriented steel.
On the other hand, it has been known for a long time that a transformer whose cores are arranged in a star with 120 spacing would give a very good result from the point of view of efficiency and uniform distribution of the flux in the cores.
The object of the present invention is to allow such a construction, in particular when the cores are formed of oriented steel sheets.
By the present invention a transformer is obtained which gives the minimum of losses and the maximum of efficiency.
Of course, it is still possible with the present invention to use unoriented steel for both cylinder heads and cores.
The electrical transformer according to the invention, the three cores of which are arranged 1200 apart, can be built for any capacity, up to for example 1,000,000 KVA.
Another advantage of the present invention is to provide between the cores and the cylinder heads, gaskets giving high efficiency and yet easy to manufacture.
Another advantage of the present invention is that it allows the use, for the construction of cores and yokes, of blades which are not necessarily of the same thickness.
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The 120 three-core electric transformer which is the subject of the present invention is distinguished in that the magnetic sheets constituting the cores and the yokes are arranged in planes which form an angle between them of about 90 and that the assembly of the yokes on the cores is carried out by skewed surfaces so that the sum of the angles of the stacks of the sheets of the cores and the yokes is about 90. The yokes may be three in number and each yoke may have a substantially rectilinear profile and rest at its ends on two of the cores, but it is also possible to use other shapes of yokes, for example. in a single assembly. The assembly between cylinder heads and cores can be carried out by biased surfaces with the interposition of a sheet of antimagnetic material.
It is possible to provide for the interpenetration of the steps constituting the respective stacks.
Other characteristics will emerge clearly from the additional description which follows and from the accompanying schematic drawings, which description and drawings are, of course, given only by way of indication.
- Figures 1 and 2 are two perspective views showing the assembly of the transformer in two embodiments slightly different from each other.
- Figure 3 shows, on a larger scale, the assembly of a cylinder head section and a core section.
- Figures 4 and 5 are two plan sections of a core taken respectively along line IV-IV of Figure 1 and line V-V of Figure 2; - Figure 6 shows one of the possible methods of obtaining the stacking of the magnetic steel blades to give them the stepped arrangement at 45 for example shown in Figure 7.
FIG. 8 shows a side view of the stacking of the magnetic sheets of the cores in another embodiment.
- Figure 9 shows a shape of the joints between the blades of the cores and those of the cylinder heads.
In these drawings, A represents the cores and B the yokes of laminated magnetic sheet; C represents the windings.
Each of the cores and yokes has the classic laminated arrangement, that is to say consists of a stack of magnetic sheets 1 separated from each other by an insulator 2.
According to an essential characteristic of the present invention, the plates of the cylinder heads B have an orientation perpendicular to that of the plates constituting the cores A. Furthermore, these cylinder heads B have a general rectilinear orientation.
The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only by the profile of the cylinder heads, the profile shown in FIG. 2 being more suitable in the case of use, for the production of these cylinder heads, of steel sheets. oriented, it being understood that the sheets of these cylinder heads, in particular in the case of the embodiment of FIG. 1, can be made of ordinary silicon steel.
The yokes and cores can be assembled by contact planes D forming angles of 45 in the case of the drawing without any special profiling or recessing of the ends of the blades, or, in another embodiment with a stepped profiling.
According to a first form of the invention, each of these blades, whether it is those of the cores or those of the yokes, has, at its end, a straight section and it does not matter whether it abuts following a angle against those of the adjacent stack or if it enters the void formed by them.
This arrangement therefore results in the possibility of using for the cores and calasses, blades of different thicknesses.
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In the aforementioned contact planes D, oriented at 45, in the case of the drawing, is interposed an, * insulator 1, of the type commonly used, such as paper or varnish, intended to prevent short-circuiting of said blades by their end.
The biasing of the ends of the packs of blades 1, whether these are those of the cores or those of the yokes, can be obtained by any suitable process, such as in particular that shown in figure
6 consisting in abutting these blades in a template 4 giving a suitable angle, such as 22, 5 in the case of the drawing, then cutting their other end straight at 5 and, after having taken out the pack of blades from this template 4 , by sliding them one on top of the other to obtain the skewed surface, of 45 in the case of the drawing, for each of their ends (figure 7).
Figure 8 shows three blades a, b, c of the cores A, intended to form part of a series of blades, the edges of which can also be molded as indicated by the line g, to have a plane joint instead of 'a stepped joint.
Figure 9 shows the set of three blades a, b, c, of the core
A and two blades y, y 'of the breech B. The blades of the core were shown in the vertical position and those of the breech in the horizontal position. The yoke blades y, y 'have been shown slightly away from the core blades a, b, c, only for illustrative purposes.
In reality the transverse edge 6 rests on the transverse face of the blade a.
The three embodiments of the joint between the stacks of the core and cylinder heads plates (Figures 3, 8 and 9) relate mainly to the use of oriented steel sheets. Under such conditions, the seal of FIG. 8 is the one which has the best operation with respect to the magnetic flux which passes through it; The joints of figures 3 and 9 are endowed with constructional features which facilitate their assembly and in particular the joint of figure 3 is preferred because it does not require a precise assembly for the formation of the steps, since, since it suffices to produce contact surfaces of the cores A and of the yokes B against the sheet 3 of antimagnetic material having an almost flat appearance.
For simplicity of the drawing, the cores A have been shown as being of rectangular section, but it remains of course that they can, in practice, have any other section, such as the usual one with stepped steps inscribed in a circle, an arrangement which is advantageous to facilitate the winding of the windings C.
It can also be seen from this arrangement that the yokes B define, by their three internal faces, both for those at the top and for those at the base, an empty space delimiting an equilateral triangle. But it is also possible to construct a yoke formed from a single stack of blades in which steps are provided to connect it to the cores.
Finally, as goes without saying, and as moreover already emerges from what precedes, the invention is in no way limited to the only embodiments indicated above purely by way of examples. ; it embraces, on the contrary, all the variant embodiments comprising, in whole or in part, the application of similar arrangements, whether the contact planes between the cores and the yokes are at 45 for both ends or whether they are of different inclinations, provided that their sum gives an angle of 90, such as for example 60 at one end and 30 at the other.
CLAIMS.
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