<Desc/Clms Page number 1>
NOYAU DE TRANSFORMATEUR TRIPHASE.
La présente invention est relative aux noyaux de transformateur et, plus particulièrement, aux noyaux de transformateur du type triphasé.
Une forme connue de noyau de transformateur triphasé, la construction à trois branches, consiste en une structure feuilletée constituée par des plaques planes et minces. Ces plaques constituen@t les branches et culasses et celles constituant chaque feuilletage sont disposées suivant une configuration rectangulaire présentant deux ouvertures (fenêtres), et plusieurs feuilletages sont empilés. Cette forme de noyau triphasé a une hauteur considérable et, pour réduire cette dimension, les noyaux à cinq branches furent préconisés. Une forme connue de noyau à cinq branches consiste en quatre sections rectangulaires de noyau disposées dans le même plan et assemblées côte à côte. Cette forme de transformateur triphasé a une hau@- teur plus faible que le type à trois branches.
Cependant, la longueur est augmentée de manière à diminuer la hauteur.
Un objet de la présente invention est de diminuer la longueur du noyau de transformateur triphasé, conventionnel à cinq branches, de manière à présenter un noyau de transformateur triphasé dont les dimensions d'en- combrement sont minima.
Dans un noyau à cinq branches consistant en quatre sections rectangulaires de noyau, disposées toutes dans le même plan et assemblées côte à côte, l'invention consiste à substituer, à chacune des sections de noyau terminales, deux sections de noyau, rectangulaires, plus petites, disposées en V l'une par rapport à l'autre et placées aux faces opposées du dit plan, équidistants de ce dernier, les sommets des V étant tournés l'un vers l'au- tre.
<Desc/Clms Page number 2>
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de 1-'invention en se référant à la description suivants et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'une variante de l'invention, dans laquelle les sections: rectangulaires du noyau sont constituées par des bandes en substance magnétique, de dimensions progressivement croissantes, la section étant faite par la ligne 1-1 de la figure 2; - la figure 2 est une vue frontale de la variante de l'invention représentée à la figure 1;
- la figure 3 est une vue en coupe d'une autre forme de l'invention dans laquelle les sections rectangulaires des noyaux sont constituées par des bandes en substance magnétique, de dimensions décroissant en gradins, la coupe étant faite par la ligne 3-3 de la figure 4; - la figure 4 est une vue frontale de la variante de l'invention représentée à la figure 3.
Sur les figures 1 et 2 des dessins, trois enroulements électriques cylindriques conventionnels 1, 2 & 3 sont représentés. Le noyau magnétique triphasé nouveau, suivant cette variante de l'invention, comprend six sections rectangulaires 4, 5, 6, 7, 8 & 9. Les sections 6 & 7 de grandes? dimensions sont assemblées côte à côte le long de l'une de leurs branches verticales et sont sensiblement disposées dans le même plan. Comme représenté aux figures 1 et 2, la section 6 du noyau est enroulée à travers les cylindres 1 & 2 de telle manière qu'une branche verticale de la dite section est placée dans chacun des dits cylindres, et la section 7 du noyau est enroulée à travers les cylindres 2 & 3 de telle manière qu'une branche verticale de la dite section 7 est placée dans chacun des dits cylindres 2 & 3.
Dans un noyau conventionnel de transformateur triphasé à cinq branches,une section terminale de noyau serait enroulée à travers chacun des cylindres extérieurs 1 & 3. C'est-à-dire qu'il y aurait quatre sections rectangulaires de noyau, en tout, et chaque section terminale aurait l'une de ses branches verticales disposée dans le cylindre extérieur à travers lequel elle est enroulée. Les quatre sections de noyau viendraient en contact le long d'une branche verticale et elles seraient sensiblement disposées dans le même plan. Une telle disposition présente évidemment une longueur considérable.
Suivant l'invention, de manière à réduire la longueur du noyau conventionnel à cinq branches, deux sections terminales petites sont substituées à chacune des sections de noyau terminales du noyau à cinq branches conventionnel, chacune des dites sections petites de noyau étant disposées l'une par rapport à l'autre suivant un certain angle, aux côtés opposés du dit plan, équidistants de ce dernier. Les sommets des angles formés par les deux paires de sections de noyau terminales petites sont dirigés l'un vers l'autre.
Par conséquent, comme représenté clairement à la figure 1, deux sections de noyau terminales petites sont enroulées à travers chacun des cylindres extérieure 1 & 3. Les sections de noyau terminales 4 & 5 sont identiques aux sections de noyau terminales 8 & 9, de telle sorte que la description d'une paire de sections de noyau terminales petites sera également applicable à l'autre paire. Les sections de noyau terminales petites viennent en contact le long de l'une de leurs branches verticales et ces deux branches verticales en contact sont disposées entre la branche verticale de la section 6 de noyau à l'intérieur du cylindre 1.
Les deux sections terminales de @ noyau 4 & 5 sont disposées en V l'une par rapport à l'autre, aux faces opposées du plan vertical central des sections de noyau principales 6 & 7. Le sommet du V est tourné vers le noyau de transformateur. Les sections 4 & 5 de noyau sont également disposées sensiblement à égale distance du plan vertical central des sections 6 & 7 de noyau. C'est-à-dire que chacune des
<Desc/Clms Page number 3>
sections de noyau 4 & 5 s'écarte du plan vertical central de la structure complète du noyau suivant des angles sensiblement égaux.
L'angle que font entre elles les sections de noyau terminales est approximativement égale @ 90 degrés, comme représenté à la figure 1.
Cependant, cet angle ne doit pas être nécessairement égal à cette valeur et peut évidemment varier. Suivant les variantes préférées de la présente invention, cet angle est égal à 90 car, alors, la longueur du noyau de transformateur triphasé conventionnel à cinq branches est sensiblement di- minuée sans augmentation sensible concomitante de la largeur du transforma- teur présentant les caractéristiques de l'invention. Le transformateur com- prenant le noyau et les enroulements électriques est logé'dans un bac. Le transformateur présentant les caractéristiques de la présente invention peut être logé dans un bac ayant environ la même largeur que celui à utiliser avec un transformateur triphasé conventionnel à cinq branches.
Il en est ainsi car les enroulements cylindriques électriques, les traversées, les conducteurs électriques et les autres parties de transformateur demandent que le bac possède une certaine largeur. Les sections de noyau terminales divergentes occupent seulement l'espace le long des parois latérales du bac, qui était inutilisé. Par conséquent, le transformateur triphasé de l'invention a des dimensions totales minima. Il possède la hauteur diminuée du noyau conventionnel à cinq branches par rapport au noyau à trois branches, et la longueur du noyau conventionnel à cinq branches est sensiblement diminuée.
On notera que la section du noyau placé dans chacun des enroulements cylindriques 1, 2 & 3, est circulaire. Le rapport du métal du noyau dans les cylindres par rapport à l'espace tubulaire cylindrique dans ces cylindres, est donc très élevé. Ce facteur élevé est obtenu en construisant les différentes sections de noyau en bandes de substance magnétique de dimensions progressivement décroissantes. Les sections 6 & 7 de noyau sont chacune construites à partir d'une bande de section progressivement décroissante, plus étroite à une extrémité et plus larges à l'autre extrémité.
Après que les sections 6 & 7 de noyau sont assemblées, les parties les plus étroites sont logées à la circonférence intérieure des sections rectangulaires de noyau et les parties les plus larges sont logées à leur circonférence extérieure. Les petites sections de noyau 4, 5, 8 & 9 sont aussi constituées par une bande de dimensions progressivement décroissantes. Cette dernière est plus large en un point intermédiaire entre ses extrémités, et ses dimensions vont en diminuant à partir de ce point intermédiaire, vers les extrémités. La bande de substance constituant chaque section de noyau peut. 'être continue ou coupée en plusieurs segments, pour faciliter l'assemblage de chaque section de noyau.
Les figures 3 & 4 représentent une autre variante de 21 invention.
Cette variante est identique à la première variante, en ce que les grandes sections de noyau 12 & 13 sont enroulées à travers les enroulements cylindriques conventionnels 1, 2 & 3, et ces grandes sections de noyau viennent en contact le long d'une de leurs branches et sont disposées sensiblement dans le même plan. Une paire de petites sections de noyau terminales 10, 11 ou 14, 15 viennent en contact entre elles et avec les branches qui ne se touchent pas des grandes sections 12 & 13, en enroulant une paire de sections de noyau terminales à travers chacun des cylindres extérieurs 1 & 3.
Les deux sections de noyau terminales logées aux extrémités opposées de la structure de noyau, sont disposées l'une par rapport à l'autre suivant un certain angle, aux côtés opposés du plan vertical central des grandes sections de noyau 12 & 13 et sont équidistantes de ce plan. Le sommet de l'angle, formé par chaque paire de sections terminales de noyau, est dirigé vers la structure totale.
La variante des figures 3 & 4 diffère de celle des figures 1 & 2 en ce que, au lieu d'utiliser une bande de substance magnétique de section progressivement décroissante pour constituer le noyau, différentes bandes de largeurs uniformes mais différentes sont utilisées pour constituer chaque
<Desc/Clms Page number 4>
section de noyau. Une telle forme de construction en gradins du noyau ne donne pas un rapport du métal du noyau dans les cylindres, par rapport à l'espace tubulaire cylindrique dans ces cylindres, aussi élevé que lorsque des bandes de dimensions progressivement décroissantes sont utilisées, Cependant, comme il est difficile de découper avec précision les bandes de dimensions progressivement décroissantes, une telle construction du noyau en gradins présente l'avantage d'une fabrication de coût beaucoup moins élevé.
<Desc / Clms Page number 1>
THREE-PHASE TRANSFORMER CORE.
The present invention relates to transformer cores and, more particularly, to three-phase type transformer cores.
One known form of three-phase transformer core, the three-leg construction, consists of a laminated structure made up of flat, thin plates. These plates constitute the branches and yokes and those constituting each laminate are arranged in a rectangular configuration having two openings (windows), and several laminates are stacked. This form of three-phase core has a considerable height and, to reduce this dimension, cores with five branches were advocated. A known form of five-branched core consists of four rectangular core sections arranged in the same plane and assembled side by side. This form of three phase transformer has a lower height than the three leg type.
However, the length is increased so as to decrease the height.
An object of the present invention is to reduce the length of the conventional three-phase transformer core with five branches, so as to present a three-phase transformer core whose overall dimensions are minimum.
In a five-branched core consisting of four rectangular core sections, all arranged in the same plane and assembled side by side, the invention is to substitute, for each of the terminal core sections, two smaller, rectangular core sections. , arranged in a V with respect to each other and placed on opposite faces of said plane, equidistant from the latter, the vertices of the Vs being turned towards each other.
<Desc / Clms Page number 2>
The advantages and new features of 1-'invention will be better understood by referring to the following description and the accompanying drawings, given simply by way of non-limiting examples and in which: FIG. 1 is a view in section of a variant of the invention, in which the: rectangular sections of the core are formed by strips of a magnetic substance, of progressively increasing dimensions, the section being made by line 1-1 of FIG. 2; - Figure 2 is a front view of the variant of the invention shown in Figure 1;
- Figure 3 is a sectional view of another form of the invention in which the rectangular sections of the cores are formed by strips of magnetic substance, of dimensions decreasing in steps, the section being made by line 3-3 of Figure 4; - Figure 4 is a front view of the variant of the invention shown in Figure 3.
In Figures 1 and 2 of the drawings, three conventional cylindrical electrical windings 1, 2 & 3 are shown. The new three-phase magnetic core, according to this variant of the invention, comprises six rectangular sections 4, 5, 6, 7, 8 & 9. The sections 6 & 7 of large? dimensions are assembled side by side along one of their vertical branches and are substantially arranged in the same plane. As shown in Figures 1 and 2, section 6 of the core is wound through cylinders 1 & 2 in such a way that a vertical branch of said section is placed in each of said cylinders, and section 7 of the core is wound. through cylinders 2 & 3 such that a vertical branch of said section 7 is placed in each of said cylinders 2 & 3.
In a conventional five-branch three-phase transformer core, a terminal core section would be wound through each of the outer cylinders 1 & 3. That is, there would be four rectangular core sections, in all, and each end section would have one of its vertical branches disposed in the outer cylinder through which it is wound. The four core sections would contact along a vertical branch and they would be arranged substantially in the same plane. Such an arrangement obviously has a considerable length.
According to the invention, in order to reduce the length of the conventional five-branched core, two small end sections are substituted for each of the end core sections of the conventional five-branched core, each of said small core sections being arranged one by one. with respect to the other at a certain angle, to the opposite sides of said plane, equidistant from the latter. The vertices of the angles formed by the two pairs of small terminal core sections face each other.
Therefore, as clearly shown in Figure 1, two small end core sections are wound through each of the outer cylinders 1 & 3. The end core sections 4 & 5 are identical to the end core sections 8 & 9, as such. so that the description of one pair of small terminal core sections will also be applicable to the other pair. The small terminal core sections come into contact along one of their vertical branches and these two contacting vertical branches are disposed between the vertical branch of the core section 6 inside the cylinder 1.
The two terminal core sections 4 & 5 are arranged in a V with respect to each other, on opposite sides of the central vertical plane of the main core sections 6 & 7. The top of the V faces towards the core of the core. transformer. Core sections 4 & 5 are also disposed substantially equidistant from the central vertical plane of core sections 6 & 7. That is, each of the
<Desc / Clms Page number 3>
Core sections 4 & 5 deviate from the central vertical plane of the complete core structure at substantially equal angles.
The angle between the terminal core sections is approximately equal to 90 degrees, as shown in Figure 1.
However, this angle does not necessarily have to be equal to this value and can obviously vary. According to the preferred variants of the present invention, this angle is equal to 90 since, then, the length of the core of a conventional three-phase five-branch transformer is substantially reduced without a concomitant substantial increase in the width of the transformer having the characteristics of. invention. The transformer comprising the core and the electrical windings is housed in a container. The transformer exhibiting the characteristics of the present invention can be housed in a pan having about the same width as that for use with a conventional three-phase five-branch transformer.
This is so because electric cylindrical windings, bushings, electric conductors and other transformer parts require that the tray has a certain width. The divergent end core sections occupy only the space along the side walls of the bin, which was unused. Therefore, the three-phase transformer of the invention has minimum overall dimensions. It has the reduced height of the conventional five-branched core relative to the three-branched core, and the length of the conventional five-branched core is significantly reduced.
It will be noted that the section of the core placed in each of the cylindrical windings 1, 2 & 3, is circular. The ratio of the core metal in the cylinders to the cylindrical tubular space in these cylinders is therefore very high. This high factor is obtained by constructing the different core sections in strips of magnetic substance of gradually decreasing dimensions. Core sections 6 & 7 are each constructed from a strip of progressively decreasing section, narrower at one end and wider at the other end.
After the core sections 6 & 7 are assembled, the narrower parts are housed at the inner circumference of the rectangular core sections and the wider parts are housed at their outer circumference. The small core sections 4, 5, 8 & 9 are also formed by a strip of progressively decreasing dimensions. The latter is wider at an intermediate point between its ends, and its dimensions decrease from this intermediate point, towards the ends. The strip of substance constituting each core section can. 'be continuous or cut into several segments, to facilitate the assembly of each core section.
Figures 3 & 4 show another variation of the invention.
This variant is identical to the first variant, in that the large core sections 12 & 13 are wound through the conventional cylindrical windings 1, 2 & 3, and these large core sections come into contact along one of their sides. branches and are arranged substantially in the same plane. A pair of small terminal core sections 10, 11 or 14, 15 contact each other and the non-touching branches of the large sections 12 & 13, winding a pair of terminal core sections through each of the cylinders. exterior 1 & 3.
The two terminal core sections housed at opposite ends of the core structure, are disposed relative to each other at an angle, on opposite sides of the central vertical plane of the large core sections 12 & 13, and are equidistant of this plan. The apex of the angle, formed by each pair of terminal core sections, faces towards the overall structure.
The variant of Figures 3 & 4 differs from that of Figures 1 & 2 in that, instead of using a strip of magnetic substance of gradually decreasing section to form the core, different strips of uniform but different widths are used to constitute each
<Desc / Clms Page number 4>
core section. Such a stepped form of core construction does not give a ratio of the core metal in the cylinders, to the cylindrical tubular space in these cylinders, as high as when strips of progressively decreasing dimensions are used, however, as it is difficult to precisely cut the strips of gradually decreasing dimensions, such a stepped core construction has the advantage of a much lower cost of manufacture.