<Desc/Clms Page number 1>
Cette invention se rapporte aux enroulements inductifs tels que ceux des transformateurs électriques.
Dans les transformateurs du type à noyau, on emploie fréquemment, pour l'enroulement à haute tension, un type d'enroulement dénommé type à disque, ou type à disque continue
Les enroulements du type à disque comprennent habituellement un grand nombre de bobines enroulées en spirale ayant essentiellement le même rayon, as- semblées, ou enroulées en un empilage sur un axe commun, qui est également l'a- xe du noyau magnétique qu'elles entourent concentriquement. Les bobines sont connectées en série, et en raison du fait qu'elles sont enroulées alternative- ment en sens opposé, les connexions série entre ces bobines sont alternativement à l'intérieur et à l'extérieur des spirales.
Pour permettre la circulation de l'huile de refroidissement, on a l'habitude de prévoir des espaces entre les bo- bines voisines, formés par des rangées distribuées uniformément d'entretoises disposées suivant le rayon.
Il est bien connu que l'application d'une onde de tension d'impulsion à front raide, à l'extrémité d'une ligne d'un tel assemblage de bobines en forme de disque, produit des impulsions de tension relativement élevée entre des bobi- nes adjacentes, les tensions entre bobines, près de l'extrémité de la ligne, étant quelque peu plus élevées que les tensions entre bobines correspondantes plus loin dans l'enroulement. Avec ce type d'enroulement, les tensions de choc produites entre les spires d'une bobine déterminée sont plus faibles, et habituellement moins coûteuses, que les surtensions entre bobines.
On exige habituellement que l'appareil achevé soit capable de résis- ter sans dommage à l'application de tensions pulsées dont la forme d'onde, la va- leur, et le nombre correspondent à la-tension du système auquel l'appareil est destiné. Une telle condition exige que les impulsions de tension entre les spires et entre les bobines, soient suffisamment réglées en valeur, pour que l'isolation prévue soit de nature à empêcher la rupture.
L'importance des tensions entre bobines, le long de l'enroulement du type à disque habituel est, jusqu'à un certain point, réglée par le rapport entre la capacitance bobine à bobine, (c'est-à-dire, capacitance série), et la capaci- tance bobine-terre en sorte que la distribution de ces tensions depuis la ligne jusqu'aux extrémités neutres de l'enroulement tend à s'uniformiser, à mesure que le rapport de la capacitance-série à la capacitance-terre augmente.
Le but de la présente invention est de fournir une construction per- fectionnée de ces enroulements, en vue de leur permettre de résister plus facile- ment aux effets des tensions de choc, par une forme modifiée de l'enroulement à disque, dans laquelle le rapport ci-dessus peut être augmenté.
La présente invention consiste en un enroulement inductif, comprenant des bobines en forme de disque, chacune de celles-ci comptant des spires électri- quement adjacentes aux spires des bobines voisines, comme on le précise dans les revendications qui suivent.
En se reportant aux dessins schématiques annexés: la figure 1 est une coupe à travers un enroulement de transformateur typique, d'un genre auquel l'invention peut s'appliquer;
La figure 2 montre une disposition d'enroulement suivant une forme de réalisation de la présente invention ; les figures 3 et 4 montrent d'autres formes de réalisation de la pré- sente invention.
En mettant l'invention en pratique, dans les formes illustrées à ti- tre d'exemple, et en se reportant avant tout à la figure 1, une disposition typi- que d'enroulement pour un .transformateur du type à noyau, comprend un enroulement
<Desc/Clms Page number 2>
intérieur basse tension A, bobiné en forme de cylindre autour d'une branche B d'un noyau magnétique, et entouré d'un enroulement C à haute tension.
Dans un but de clarté, on montre seulement une partie de la construc- tion du transformateur.
L'enroulement 0 consiste en un certain nombre de bobines C1-C12, en forme de disque, comprenant chacune, dans le cas indiqué, quatre spires concen- triques. Les bobines sont séparées l'une de l'autre suivant la direction de l'a- xe XX par des entretoises (non indiquées) pouvant être conçues en vue de permet- tre la circulation de l'huile de refroidissement entre les bobines.
Dans l'enroulement du type à disque habituel la première bobine C1 serait formée en enroulant en spirales vers l'intérieur, à partir de la spire ex- térieure D jusqu'à la spire intérieure E. Une traversée serait alors effectuée, et on formerait la spire intérieure F de la bobine C2. Le restant de la bobine
C2 est ensuite formé en enroulant en spirale vers l'extérieur, jusqu'à ce que la spire extérieure G soit achevée. Cette procédure est répétée jusqu'à ce que l'enroulement soit terminé. Avec cette disposition, les spires adjacentes d'une bobine donnée sont aussi adjacentes électriquement, c'est-à-dire, que le courant passe à travers les spires consécutives d'une bobine, puis à travers les spires consécutives de la bobine suivante, et ainsi de suite.
En mettant l'invention en pratique conformément à la disposition qu'illustre la figure 2, on commence la bobine C par la spire 1, puis on arrange une traversée, de manière que la spire 2 soit la spire intérieure de la bobine C2. La spire 2 étant achevée, une nouvelle traversée est arrangée vers la bobi- ne C1, dans laquelle la spire 3 est disposée concentriquement autour de la spire 1 et adjacente à celle-ci. La spire 4 est alors disposée concentriquement autour de la spire 3. L'enroulement est ensuite poursuivi comme l'indique la figure 2.
Toutes les bobines sont formées par des procédés d'enroulement nor- maux, et construites progressivement à partir du diamètre intérieur vers le dia- mètre extérieur de l'enroulement.
L'une ou l'autre extrémité de l'enroulement, celle qui se révèle la plus commode, peut être considérée comme l'extrémité de la ligne.
Pour une bobine donnée, la n-ième spire, à partir de la spire inté- rieure, est adjacente électriquement à la (n + 1)ième spire d'une bobine adjacen- te, et si la spire adjacente électriquement de la bobine se trouvant d'un côté d'une bohine donnée, et la (n + l)ième spire de cette bobine, la spire adjacente électriquement d'une bobine se trouvant de l'autre côté de la bobine donnée, est la (n-l)ième spire.
Les spires périphériques de l'enroulement, c'est-à-dire celles qui constituent les spires intérieure et extérieure d'une bobine donnée, ou les spires des bobines supérieure et inférieure, sont alors connectées ensem- ble de manière à achever la continuité du parcours électrique à travers l'enrou- lement.Si on considère la n-ième spire d'une bobine comme étant la bobine exté- rieure, on se rendra compte que si elle est connectée à la (n-l)ième spire de la ,bobine sur un côté, elle ne peut pas être connectée à la (n + 1)ième spire d'une bobine de l'autre:côté, puisque toutes les bobines ont un nombre égal de'spires.
Dans ces cas, la connexion se fait comme décrit ci-dessus, puisque la n-ième spire constitue dans ce cas une spire périphérique, et est connectée de manière à compléter la continuité du parcours électrique à travers l'enroulement. Par exemple, si nous considérons l'enroulement de la figure 2, et que nous prenions 'la n-ième spire de la bobine C5 comme étant la spire 26 extérieure, on verra que c'est la spire 25 de la bobine 0 6 adjacente électriquement qui est la (n-l)ième spire à partir de la spire intérieure de cette bobine.
La n-ième spire (c'est- à-dire la spire extérieure) de la bobine C5 ne peut pas être connectée à la (n + 1)ième spire de la bobine C4 car cette spire n'exite pas.' Toutefois, la n-ième spire de la bobine C5 constitue une spire périphérique, et elle est connectée de
<Desc/Clms Page number 3>
manière à compléter le parcours électrique à travers l'enroulement, c'est-à-dire à la n-ième spire de la bobine C6.
Si la première bobine de l'enroulement, c'est-à-dire la bobine où commence le processus d'enroulement,constitue la bobine supérieure, et si la dernière bobine à être enroulée constitue la bobine inférieure de l'enroulement, la disposition est telle que, pour la n-ième spire à partir de la spire intérieu- re d'une bobine donnée, les spires adjacentes électriquement sont la (n + 1)ième spire de la bobine au-dessus, et la (n-l)ième spire de la bobine en-dessous.
Si la première bobine à être enroulée constitué la bobine inférieu- re de l'enroulement, et la dernière bobine à être enroulée, la bobine supérieure de l'enroulement, la disposition est telle que pour la n-ième spire à partir de la spire intérieure d'une bobine donnée, les spires adjacentes électriquement sont la (n-1)ième spire de la bobine au-dessus, et la (n+l)ième spire de la bobi- ne en-dessous. Dans cet exemple, et dans les autres exemples illustrés, la pre- mière bobine à être enroulée constitue toujours la bobine supérieure de l'enrou- lement.
La figure 3 montre un autre enroulement dans lequel, bien que la dis- position fondamentale des spires et des bobines soit généralement la même, il , existe une légère différence en ce que les spires 2 et 3 sont interchangées avec, en conséquence, une nouvelle disposition des numéros de spire dans tout l'enroule- ment .
Le schéma d'enroulement général vise à avoir les spires adjacentes électriquement disposées le long de parcours diagonaux dans la section de l'enrou- lement, comme le montrent les dessins.
La figure 4 montre un enroulement suivant une autre forme de l'inven- tion, dans lequel chaque bobine a sept spires.
Le nombre de bobines, ainsi que le nombre de spires dans chaque bobi- ne, peuvent être modifiés, suivant l'enroulement, et ces nombres peuvent être pairs ou impairs.
Les figures 2 à 4 sont donc seulement représentatives, et si par exem- ple le nombre de bobines est impair et le nombre de spires par bobine pair, la disposition relative des spires dans l'enroulement ressemblera à la figure 2, à une extrémité, et à la figure 3 à l'autre.
D'autres modifications sont possibles, par exemple : a) Mise en parallèle de deux enroulements de sens opposé sur la même branche, pour amener l'extrémité de la ligne au centre de l'enroulement terminé; b) Omission de la canalisation d'huile habituelle, entre les spires intérieures et le cylindre sur lequel elles sont enroulées. c) Insertion d'isolement séparé additionnel entre les spires, pour augmenter l'isolement des conducteurs. d) Utilisation d'une bobine, ou de bobines, à disque conventionnel conjointement avec des bobines enroulées suivant cette invention. e) Ajustage du nombre effectif de spires dans certaines bobines, sui- vant les exigences, en substituant un bourrage isolant aux spires omises.
Dans la présente invention, bien que l'apparence de l'enroulement terminé ainsi-que sa construction générale, montrent une ressemblance avec l'en- roulement du type conventionnel à disque, les bobines ne sont pas simplement con- stituées par des spirales progressant intérieurement et extérieurement, mais elles comprennent des spires qui sont adjacentes électriquement aux spires des bobines voisines. La capacitance spire à spire relativement élevée dans une bobi- ne quelconque est ainsi convertie effectivement en une capacitance inter-bobines, ce qui entraîne une augmentation de la capacitance-série de l'enroulement par com-
<Desc/Clms Page number 4>
paraison avec un enroulement à disque conventionnel, avec le perfectionnement qui s'ensuit dans la distribution de la tension de choc le long de l'enroulement.
REVENDICATIONS.
###################
1. - Enroulement inductif, pour transformateur électrique, ou machine analogue,¯caractérisé en ce qu'il comprend des bobines en forme de disque, dont chacune est constituée de spires électriquement adjacentes aux spires de bobines voisines, chaque bobine étant construite progressivement à partir du diamètre intérieur vers le diamètre extérieur.