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L'invention concerne un procédé de fabrication de transformateurs triphasés ou autres appareils triphasés.
L'invention porte sur un procédé de fabrication d'un transfor- mateur triphasé du type comportant deux petites sections de noyau fermées et une plus grande section de noyau fermée, cette dernière entpurant les sections plus petites et celles-ci ayant des portions adjacentes formant une branche centrale, tandis que des portions de la section de noyau plus grande for- ment une paire de branches extérieures avec les portions adjacentes desdi- tes sections plus petites, lequel procédé est caractérisé par les phases consistant à enrouler du ruban magnétique pour former deux petites sections de noyau,à assembler celles-ci pour former ensemble ladite branche centra- le et à enrouler ladite section de noyau plus grande autour des petites sections- assemblées, à recuire les trois sections de noyau assemblées sous la forme d'un ensemble unique,
pendant que cet ensemble est supporté par des mandrins ,des blocs ou analogues, et à enrouler un bobinage con- ducteur autour de chacune des trois branches.
Jusqu'à présent, des transformateurs triphasés ont été exécutés en utilisant la construction du noyau par empilage de tôles, dans laquelle une multitude de pièces plates d'acier à noyau étaient assemblées par empi- lage pour obtenir la forme de noyau nécessaire pour les trois groupes de bobinages conducteurs du transformateur triphasé.Cette opération d'empi- lage donnait lieu à un coût élevé de main-d'oeuvre, résultant du long processus d'intercalation de toutes ces petites pièces d'acier.Même au cours de l'opération initiale d'empilage, une certaine contrainte mécani- que était toujours imposée aux pièces du noyau au cours de la fabrication du transformateur, ce qui réduisait le rendement de celui-ci.Par ailleurs, dans le cas de la construction du noyau par empilage,
le flux magnétique doit traverser une multitude d'intervalles d'air et doit se propager dans le sens contraire du grain aux coins du noyau,et cela donne lieu à une certaine perte dans le noyau du transformateur.
La présente invention a pour but de remédier aux défauts cités ci-dessus et de prévoir un nouveau procédé de fabrication d'un transforma- teur triphasé dont le noyau est formé par du rùban magnétique qui est en- roulé suivant des noyaux fermés, lequel procédé n'exige aucun soin parti- culier pour l'assemblage des diverses parties de l'appareil, et ne requiert aucun pliage, façonnage mécanique, ni autre travail du noyau après le re- cuit, et qui produit par conséquent un noyau fini exempt de toute contrain- te, et dans lequel la mise en court-circuit des feuilletages est évitée grâce au fait que la pellicule d'oxyde formée sur ceux-ci est conservée et n'est pas enlevée par grattage, puisqu'aucun travail n'est effectué après le recuit.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un procédé de fabrication d'un noyau pour un transformateur triphasé, dans lequel deux noyaux fermés intérieurs, obtenus par enroulement de ruban magnétique, sont formés et sont entourés d'un noyau fermé extérieur obtenu par enroulement de ruban magnétique,la construction assurant une grande rigidité et donnant une structure unitaire de noyau pour un transformateur triphasé,qui est pratiquement exempte d'intervalles d'air, ce qui n'exige donc qu'un faible courant d'excitation pour le transformateur,permettant ainsi une conception plus économique du transformateur triphasé en augmentant la densité du flux, sans toutefois dépasser les limites admissiblesedu courant d' excitation,
un objet de l'invention consistant aussi . prévoir un pro- cédé qui produit une construction dans laquelle le parcours du flux magnéti- que su, le grain dû au laminage du ruban magnétique, en augmentant ainsi l'économie'par ,'une réduction des pertes dans le noyau et du courant d' excitation, et en permettant un façonnage économique de la matière con-
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stitutive du noyau.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un procédé de fabri- cation d'un transformateur triphasé ayant un noyau de construction cruci- forme, donnant ainsi un bon facteur d'utilisation de l'espace et permettant l'enroulement des bobinages conducteurs sous la forme de-bobinages circu- laires , avec tous les avantages inhérents à une telle exécution,tels que la capacité de l'enroulement conducteur de résister aux forces de déforma- tion résultant d'un court-circuit ou de conditions similaires,puisque le bobinage circulaire est beaucoup plus robuste que les bobinages rectangu- laires et, en plus de la solidité mécaniquen entraîne moins de risque d' endommagement de l'isolation.pendant l'enroulement que dans le cas d'un bobinage conducteur rectangulaire, puisqu;
'il exige moins de tension sur le fil et ne requiert pas de tassement du bobinage pour le rendre solide.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un procédé de fa- brication d'un transformateur triphasé qui produit moins de bourdonnement que les transformateurs triphasés du type à noyau empilé, puisqu'il n'exis- te pratiquement pas d'intervalles dans le circuit magnétique et puisque la construction du noyau par enroulement est de par sa nature même, une aonstruction plus solide et beaucoup plus rigide que celle d'un noyau à em- pilage.
Encore un autre objet de l'invention est de prévoir un nouveau procédé de fabrication d'un transformateur triphasé, qui est facile à ré- aliser et dans lequel le nombre d'opérations requises est sensiblement réduit.
A titre démonstratif, la mise en oeuvre du procédé selon l'inven- tion sera décrite ci-après avec référence dans les- quels :
La figure1 est une vue en élévation d'un transformateur tri- phasé , dont certaines parties sont arrachées et montrées en coupe.
La figure 2 en montre une vue en plan, certaines parties étant arrachées et montrées en coupe,
La figure 3 montre, à plus grande échelle, une vue fragmentaire en élévation du noyau..
Les figures 4 et 5 montrent un mode de support du noyau pendant le recuit, et
La figure 6 montre un autre mode de support du noyau pendant le recuit.
Les dessins montrent que la structure du noyau du transformateur comprend deux sections intérieures de noyau, indiquées d'une façon générale par les références A et B, et une section extérieure de noyau indiquée- d'une façon générale par la référence C.Chaqqne de ces sections de noyau est formée par enroulement d'un noyau fermé en ruban magnétique .La matière utilisée pour former les noyaux peut être n'importe quel type approprié de ruban magnétique, bien qu'il soit préférable d'employer de l'acter au silicium,laminé à chaud ou à froid, car il a été constaté que cette ma- tière est très efficace pour-la fabrication de transformateurs.
Les noyaux intérieurs A et B sont semblables et il suffira donc d'en décrire unoPour former un noyau intérieur, un ruban magnétique 1 de largeur convenable est d'abord enroulé pour obtenir l'épaisseur né- cessair' et,lorsque'l'enroulement a été complété, l'extrémité extérieure est brasée, soudée par points ou fixée d'une autre façon, comme indiqué
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en 2, dans la Fig.3.Ensuite, un ruban magnétique de plus grande largeur est enroulé directement sur la section 1 pour former une section de noyau fer- mée 3, dont l'extrémité est également soudée par points ou fixée d'une autre manière,
comme montré dans la Fig.3.Un ruban magnétique de largeur encore plus grande est alcrs enroulé directement sur la section 3 pour former un noyau fermé 4 dont l'extrémité est soudée par points ou fixée d'une autre façon.Il va de soigna les sections successives peuvent être fixées par des ligatures de fil ou d'une autre façon,si on le désire,le brasage et la sou- dure par points ayant toutefois donné satisfaction.
Comme mentionné ci-dessus, deux noyaux intérieurs sont fabriqués en les enroulant sur un mandrin circulaire et en leur donnant ensuite une forme rectangulaire, comme montré en Fig.1, ou bien ils sont enroulés di- rectement sur un mandrin rectangulaire de la forme voulue.
Ensuite la section de noyau extérieure C est soit enroulée sur un mandrin circulaire et ensuite façonnée en forme rectangulaire,soit en- roulée directement sur unmandrin rectangulaire , et, lorsqu'elle est achevée, elle est mise en place de façon à entourer les deux sections in- térieures A et B, ou bien la section extérieure C peut être directement enroulée sur les sections intérieures A et B conformées comme il convient.
Dans tous les cas, les différents noyaux sont enroulés de façon serrée et le noyau extérieur s'applique intimement contre les noyaux inté- rieures, de façon que tous ces noyaux forment un assemblage de noyau uni- taire et rigide,qui est manipulé comme une unité pendant le recuit et pen- dant l'enroulement ultérieur des bobinages conducteurs,tel que décrit ci- dessus.
La section de noyau extérieure C est formée en enroulant d'abord sa portion intérieure fermée 5 à l'aide de ruban magnétique de même lar- geur que celui des parties 4 des sections de noyau intérieures A et B.
Lorsque cet enroulement est complété,l'extrémité du ruban est soudée par points ou brasée comme décrit ci-dessus.
L'opération suivante consiste à enrouler un ruban magnétique plus étroit pour former une portion fermée 6,dont l'extrémité est brasée, soudée par points ou fixée d'une autre façon.Ensuite le ruban magnétique le plus étroit est enroulé pour former une portion fermée 7, et son extrémité est brasée, soudée par points ou fixée d'une autre façon.
Lorsque l'enroulement et l'assemblage des sections de noyau ont été complétés et lorsque toutes les sections ont été ,soit enroulées dans la forme finale, soit enroulées séparément et ensuite conformées et assem- blées comme décrit ci-dessus, le noyau complet du transformateur triphasé est recuit de façon à éliminer toutes les contraintes dues au façonnnage du ruban magnétique pendant l'enroulement, ou l'enroulement avec mise en forme ultérieure,selon la façon d'opérer qui a été adoptée.Le noyau est sup- porté comme une unité pendant le recuit, afin d'éviter l'affaissement des rubans magnétiques agencés près de la périphérie et afin de prévenir éga- lement le déplacement des rubans magnétiques de largeurs différentes l'un par rapport à l'autre,
ce qui déformerait la section transversale cruci- forme des branches du noyau et donnerait lieu à des difficultés pour l'en- roulement des bobinages conducteurs circulaires sur celui-ci.De préférence, les mandrins rectangulaires 12,sur lesquels les sections intérieures A et B du noyau ont été enroulées, sont maintenus dans les fenêtres du noyau pendant le recuit, comme montré dans les figures 4 et 5.Des plaques laté- rales 14 'placées en butée contre la périphérie extérieure des culasses du noyau s nt reliées entre elles par des tirants 15,
et des plaques d'extré- mité 16 placées en butée contre la périphérie extérieure des branches exté-
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rieures du noyau sont reliées entre elles par des tirais 17.Le serrage des écrous 18 des tirants 15 et 17 a pour effet que les différentes largeurs de ruban magnétique sont pressées l'une contre l'autre et empêche donc leur mouvement relatif pendant le recuit et le refroidissement.
Les mandrins 12 se trouvant dans les fenêtres sont, de préféren- ce, constitués par un cadre rectangulaire 19 dont les côtés opposés sont reliés par des nervures 20.Cette construction nexige qu'un minimum de matière. et, par conséquent, elle ne donne lieu qu'à un minimum de perte de chaleur pendant le processus de recuit.Par ailleurs, les ouvertures exis- tant entre les nervures 20 permettent le refroidissement du noyau, aussi bien par l'intérieur de la fenêtre que par l'extérieur du noyau.Cela réduit le danger de tensions résiduelles qui peuvent résulter du fait que les spires extérieures du ruban magnétique se refroidissent plus vite que les spires intérieures.
Selon un autre mode de support du noyau dans son ensemble pendant le recuit, les mandrins ne sont pas maintenus dans les fenêtres du noyau' et les noyaux sont empilés en position horizontale dans le four à recuire, sur des blocs à gradins 21 .Bien que la vue en coupe selon la Fig.6 ne montre que trois blocs 21 pour supporter chaque noyau, on comprendra que des blocs sont répartis à espacement mutuel sous toutes les branches et culasses du noyau.Les rubans de largeurs différentes sont supportés par les gradins des blocs 21 afin d'éviter leur moument relatif pendant le recuit .Il convient de noter que cette variante de réalisation permet également le refroidis- sement du noyau à la fois par la fenêtre intérieure et par l'extérieur du noyau.
Après le recuit, les sections de noyau ne doivent plus subir au- cun façonnage mécanique, ni pliage, ni autre travail, de sorte qu'.1 n'est imposé aucune contrainte à aucune partie des sections du noyau, qui risque- rait d'influencer défavorablement les caractéristiques du transformateur.
Les bobinages conducteurs, comprenant les primaires et les secondaires, sont représentés en 8, 9 et 10.Ces bobinages sont enroulés d'une manière appropriée quelconque sur les noyant recuits finis.On peut, par exemple, utiliser à cét effét une machine telle que décrite dans le brevet américain ? 2.3050999 concernant une "Méthode et machine pour 1' enroulement de bobines"o
Après achèvement de bobinages conducteurs, des cales appropriées 11 peuvent être placées comme montré dans la Fig.2 pour maintenir les bobinages conducteurs dans la position voulue par rapport à leurs noyaux.
Il ressort de la Fig.1 que le transformateur triphasé comprend une branche centrale formée par les portions droites en butée ou placées dos à dos des sections de noyau A et B, et deux branches extérieures formées par les portions droites extérieures des sections de noyau intérieures A et B et les portions droites adjacentes de la section de noyau extérieure C.
On comprendra que chaque branche du transformateur est cruciforme, ce qui assure une bonne utilisation de l'espace.
On constatera, en outre;. qu'il est fait usage de bobinages conducteurs circulaires, qui possèdent tous les avantages inhérents menti- onnés ci-dessus, et que l'ensemble de la structure du noyau est rigide et est manipulé comme un tout pendant l'enroulement des bobinages conducteurs.
Il convient également de noter qu'il n'existe pratiquement pas d'intervalles d'air dans le parcours magnétique et que le flux magnétique se prop ge dans la direction du grain du ruban magnétique qui est le chemin de reluctane minimum.
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La construction du noyau pour le transformateur triphasé fournit une structure possédant une grande rigidité propre,étant donné que la sec- tion de noyau enroulée à l'extérieur sert à assembler et maintenir en posi- tion les sections de noyau enroulées à l'intérieur..
On comprendra que l'invention prévoit un procédé de fabrication d'un transformateur triphasé, qui assure l'obtention d'un parcours faible reluctane magnétique pour la propagation du flux, qui est très facile à réaliser, ne requiert qu'un nombre minimum d'opérations et permet l'enroulement de bobinages conducteurs circulaires directement sur les branches du noyau , sans exiger un façonnage quelconque d'une portion quelconque du noyau après le recuit, tout en assurant l'obtention d'une structure dans laquelle le parcours du flux suit le grain du ruban magné- tique .
La présente invention fournit donc un nouveau procédé de fa- brication d'un transformateur triphasé qui fait usage du principe du noy- au enroulé et qui utilise aussi des bobinages conducteurs circulaires, avec tous les avantages qui en résultent.