<Desc/Clms Page number 1>
Appareil inductif.
*' La présente invention concerne, d'une façon générale, les appareils électriques inductifs et, plus spécialement, les bo- bines d'appareils électriques connue les transformateurs.
Les bobines connues étaient couramment fabriquées en utilisant un mandrin de bobine consistant en du papier Isolant enroulé recouvert sur les deux faces d'un revêtement discontinu d'une résine époxy ou d'une autre résine appropriée.
Le processus d'appli- cation de la résine sur le papier est un processus coûteux* En outre, quand les deux faces du papier sont recouvertes de résines et que plusieurscouches de papier sont enroulées l'une sur l'autre, il est
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
très difficile d'imprégner entièrement le mmdr:Ln de bobine d'un diélectrique liquide sans que petites Poches, d'air restent onpri... sonndes dans 10 papier $Ou$ 1* -retint.
Quand la bobine est souaise à de hautes tensions, l'air emprisonné $#ionise 1et provoque de l'effet oorona, ceci constituant Videraient des parasites pqur des appareils radio-électriques, des appareils de télévision et d'autres appareils électriques qui fonctionnent avec faibles signaux dite.-
EMI2.2
triques. présente lnventlon pour but principal procurer Le présente invention pour but 1 de procurer une bobine perfecticajée pour appareils Inductifs électriques come des transformateurs, une telle bobine ne présentant pas, à l'usage, les inconvénients précités.
Une bobine suivant l'invention pour Ides appareils électri- ques inductifs comme des transformateurs, comporte un premier tube isolant, un premier enroulement bobiné sur le premier tube isolant, ce premier enroulement étant formé d'un conducteur recouvert d'une
EMI2.3
matière isolante qui est elle-mène recouverte 'un revitement adhé- ait, un second tube isolant sur le premier enroulement,
un second enroulement bobiné sur le second tube Isolant# le second enroulement étant formé d'un conducteur recouvert d'une ma 1 e Isolant* qui est elle-aeme recouverte d'un revêtement adhésif Vile revêtement adhésif qui recouvre le premier et le second a enta étant non collant à la température ambiante maie se ramo issant l1 haute température de manière à couler et à lier foru q entre elles les spires des dits enroulements, tout en améliorant iea caractéristiques diélectriques de la bobine../ description doxtée L'invention ressortira clairement lia description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, do lesquels la fig.
1 est une vue de coté d'une bine de transforma- tour suivant l'invention!
EMI2.4
la Fige 2 est une coupe de la bab de la Fige 1 suivant la ligne 11-Il de la Fige 1;
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
la Fige 3 est une coupe d'une bobine a#aportent une seule section d'enroulement a basse tension et une seule section d'enrou-
EMI3.2
lemènt à haute tension; la Fig. 4 est une vue du papier isolant montrant le motif suivant lequel la matière adhésive a été déposée;
EMI3.3
, ¯.. ¯¯¯ ia Figo- 5 estime vue à plus grande échelle du fil zut deux couches montrant la couche d'émail recouverte elle-même d'une couche de matière adhésive;
EMI3.4
la Fixe. 6 est une courbe donnant la rigidité diélectrique spire à spire du fil à deux couches en fonction de la température, et ' .. la Fige 7 est une courbe donnant la rigidité diélectrique
EMI3.5
couche a couche du fil de la Fie. 4* :
La bobine représentée aux Fige. 1 et 2 est obtenue en enroulant:
deux épaisseur* d'une feuille de papier isolant thermique- ment stabilise 10 dont une face porte un revêtement discontinu d'une
EMI3.6
..t1re adhésive comme une résine epoxy, une rénine phénolique, une résine époxy-phénolique ou une autre résine appropriée à l'état
EMI3.7
o,,est4-dire un état dans lequel la matière adhésive est non collante a la température ambiante mais se ramollit et coule à test" pérature élevée pour ensuite se durcir de façon permanente en se refroidissant. Ce durcissement peut être obtenu par polymérisation
EMI3.8
ou condensation ou par les deux réunis, de manière à 4.uVoenter le poids moléculaire et le point de fusion* Les deux spires de papier 10 constituent le mandrin de bobine.
Quoique le mandrin de bobine ici décrit se compose de multiples épaisseurs de papier bobinées sur un mandrin support,, on peut aussi utiliser un mandrin de bobine
EMI3.9
plein. La couche intérieure 12 de la section d'enroulfnent à basse tension intérieure d'un transformateur *et bobinée directement sur
EMI3.10
le mandrin de bobine 10. L'enroulement à basse tension est reprè. senté à la Fia. 2 par plusieurs spires d'un fil rectangulaire 14 bobinées en deux couches 12 et 16 avec deux épaisseur ou spires d'un
<Desc/Clms Page number 4>
papier isolant thermiquement stabilisé 18 entre les couches 12 et 16.
Le fil 14 est recouvert d'une couche d'isolant qui est OU*-mont recouverte d'une couche de matière adhésive.' Le matière adhésive recouvrant le fil 14, par exemple une résine époxy,un eformaldéhyde acétique d'époxy-vinyle, une formaldéhyde acétique de vinyle à poids moléculaire élevé ou d'autres matières; phénoliques modifiée*, ,
EMI4.1
se trouve à l'état "B", 0*0$t-â-.cure qu'elle est non collante à tel- pérature de local maia qu'à haute température, elle se ramollit et
EMI4.2
coule de façon à enrober individuellement lés différents fils 1..
Quand elle refroidit, la matière adhésive durcit de façon permanente de maniére à réunir rigidement le mandrin de bobine 10, les deux épaisseurs de bobinage 12 et 16 ainsi que 1* isolant 18 entre couches.
L'isolant 18 porte le revêtement discontinu de matière adhésive
EMI4.3
sur une face seulement* Quoique, coeme décr tt t, une face seulement du papier porte la matière adhésive, si on : a désire, le papier peut tre recoutert sur ses deux faces.
La couche suivante 20 est du papt or Isolant qui est en- roulé autour de la couche extérieure 16 de à section intérieure d'enroulement à basse tension. Le papier Isolant themiqueaent stabilisé 20 porte de la matière adhésive sur une face.
Plusieurs lamelles de carton ou de bois 22 délinutent uns canalisation 24 destinée à faire circuler un diélectrique liquide dans le voisinage immédiat des spires d'extrémité de la section extérieure d'enroulement à basse tension 16. Les lamelles isolantes 22 en carton ou en une autre matière sont collées sur le dernier tour de papier du tube isolant 20 sur le pourtour des extrémités du transformateur, de manière à délimiter un Intervalle ou canalisa- tion entre le tube 20 constitué par deux tours de papier isolant et
EMI4.4
le tube Isolant 26. Cet espace ou canalisation permet au aldlectri- que liquide de circuler entre l'enroulement à basse tension et l'enroulement à haute tension qui sont ainffi refroidis.
Le tube 26 est constitué en enroulant au-dessus du tube
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
au autant d. couches lt papier isolant qu'il, ea faut pour isoler 1'enrouJ.eaent .. basse tension de 1' enroulement à haute tension* ' Le papier utilisé pour le tube 26 est aussi un papier .tb,81"111qu¯¯t stabilisé dont une face porte un revêtement de r4,1-at discontinu.
La section intérieur* d'enroulement à haute tension 2$ se aosposw de Plusieurs Couche de spires bobinées sur le tube 26 avec Un@ $Pire de papier isolant stabilisé entre chaque couche de fils le fil 28 est, comte le fil 38, un fil Isolé qui est recouvert d'émail portant lui-même un revêtement on une matière adhésive. Ce fil 28 est repré- lent' Plus en détail à la Fig. 5 - La papier intercalé entre les
EMI5.2
couche* de l'enroulement a haute tension est gaufré ou plissé aux extrémités afin d'emptcher tout déplacement axial des couches de fil, ce qui rend la bobine plus rigide.
Le papier gaufrtsnui est enroulé entre les couchée de fil ne doit porter de matière sdhé sur aucune de ses faces, parce que la matière adhepive du 1'11 r t fermement la couche d'isolant et la coudre de fil. -CV.
On place une bande découpée d'une feuille de matière %.' fibreuse ondulée 30 sur la première section dtenroul nt à haute
A tension 28 aux extrémités du transformateur- La bande ondulée 30
EMI5.3
délimite une canalisation 32 pour le passage au 41électr1que \ entre les sections à haute tension 28 et 36. La bande ongulée porte, sur une face, un revêtement en une matière adhésive.
On enroule ensuite, sur la bande en matière fibreuse ondulée 30, deux tours d'un papier isolant thermiquement stabiliser
EMI5.4
34 portant une Matière adhésive sur une face. On bobine ensuite une seconde section d'enroulement A haute tension 36 sur le tube isolant 3., de la même manière que la première section 18, c'est-à-dire en' enroulant alternativement aes épaisseurs de fil et de papier isolant gaufré aux| extrémités. La 'ig. 2 représente trois sections à haute tension 28, 36 et 38 comportant une bande en matière fibreuse ondulée 30 entre chaque section.
Cependant, on peut utiliser autant de sections qu'il le faut pour refroidir convenablement 1 enroulement,
<Desc/Clms Page number 6>
compta tenu de la capacité déterminé du transformateur considéré*
La dernière section d'enroulement à haute tension 38
EMI6.1
est pourvue d'une autre canalisation 24 ter"ni faire circuler le diélectrique liquide le long de la dernière action d'enroulement à haute tension ,3ô.
Coma la 1'ir. 1 le sontrep 1 canalisation 24 est obtenue à 3'aids de bandes de carton 22 se trouvant aux extrémi- Tés du transformateur*
EMI6.2
Un tube 40, enroulé autour de'la canalisation 24 et constitué par cb papier isolant th*omiqumentbili4d portant de la résine adhé3lfe sur une face, constitue l'iitolement nécessaire entre la section extérieure d'enroulement à haute tension 38 et la couche Intérieure 42 de la section extérieure deenrouleaient à basse tension*
Comme la section intérieure, la section extérieure de
EMI6.3
Igenroulment à basse tension ne compose de deux couches 42 et 44 de fil imaill4 14 portant, au-dessus de l'émail, un revêtement de résine adhésive# tandis qu'une couche de papier isolant stabilisé 46 sépare chaque couche de l'enroulement.
Les épaisseurs réunies de
EMI6.4
l'isolant et de la tMtiere adhésive du fil couches ne sont pas supérieures à l'épaisseur d'isolant du fil! émaillé classique utilisé auparavant. De ce fait, l'espacement nécessaire n'est pas augmenté et il en est en substance de même du prix de revient puis- qu'il faut le même nombre de passes dans le four d'émaillage pour isoler le fil.
le transformateur achevé.est entouré d'une spire de papier
EMI6.5
Isolant stabilisé 48 qui est enroulé sur la couche extérieure 44 de la section extérieure d'enrouletaent à basse, tension* Quand l'enroulement de transformat est entièrement bobiaér on le place dans un four *t on le chq 'r sous pression à une température comprise entre 150"C et 175*C< ,&n conséquence, la matière adhésive qui recouvre le papier lsol et les fils se ra- mollit et coule.
On refroidit ensuite la bobina de transformateur) '
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
ot 1* aattffere *4k4*ive durcit de ceDaaaeate de manière à réunir en un tout cohérentet solide les différentes couchât et la bobine de transformateur. En outre, la matière adhésive a de
EMI7.2
bonnes caractéristiques isolantes et tend à réparer les crevasses ,et les points faibles qui se présentent dans l'isolant du fil lors du.
bobinage, ce qui permet ainsi de ramener la rigidité diélectri-
EMI7.3
que à une valeur approximativement égale e la valeur obtenue avant cintrage au travail du fil* Inexpérience montre que, lorsqu'un fil
EMI7.4
isolé sort du four d'émaillags, il une certaine rigidité diélec- trique, mais que, lorsque le fil a été bobiné sous la tonne d'un enroulement après l'avoir enroulé et déroulé de bobines supports, l'isolement perd environ la moitié de sa rigidité diélectrique à cause des entailles et crevasses ou autres dommages encourus lors
EMI7.5
de l'enroulement, du déroulement et du bobinage.
Cependant, l'expé- rience montre aussi que, lorsque le fil portant un revêtement
EMI7.6
adhésif est chauffé a une température suffisante pour que la matière adhésive se ramollisse et coule, cette mat:Lère,*dhésive répare la plupart des dommages causés aux caractéristique diélectriques
EMI7.7
lors du travail du fil, et qu'à l'état achevé, la bobine présente des caractéristiques diélectriques voisines de celles du fil émaillé
EMI7.8
sortant du four d'émaillage, c'est-à-dire avant travail diisfil.
Apres avoir coulé, la matière aihésive améliore nettement les quali- tésde la bobine de transformateur parce qu'elle augmente notable-,. ment la rigidité diélectrique de l'isolant du fil. Elle réunit aussi fermement les spires de l'enroulement et le papier isolant de manière à constituer un tout solide et robuste et ces avantages per- mettent de construire un transformateur moins coûteux du fait que
EMI7.9
le nombre de bobines rebutées est sérieusement réduit. Cette construc- tion assure une bonne stabilité mécanique en cas de court-circuit, ce qui réduit les possibilités de panne en cours de fonctionnement.
La fig. 3 est une coupe d'un transformateur comportant une, Seule section d'enroulement à basse tension 90 et une section
<Desc/Clms Page number 8>
d'enroulement à haute tension 128. Comme le transformateur sec- tions multiples des Figs. 1 et 2. le transformateur de la Fig. 3 est pourvu d'une bande de papier thermiquement stabilisé qui cet: enroulée sur un mandrin support de Manière à constituer un tube 110, Un enroulement à basszetension 90, à deux couches 112 et 116 ainsi qu'une couche isolante 118 entre couche)! de fil, est enroula sur le tube 110.
Une couche isolante 120 et une canalisation 124 servant a faire circuler le diélectrique liquide sont ensuite une autour de l'enroulement à basse tension 90. On enroule ensuite une bande de papier isolant portante sur une face, un revêtement discontinu en une matière adhésive, autour de la canalisation 124 de manière à constituer un tube 126 d'une épaisseur suffisante que pour isoler l'enroulement à basse tension 90 de l'enroulement à haute tension
128. L'enroulement a haute tension 128 est ensuite enroulé sur le tube isolant 126, une couche de papier, gaufraux extrémités, étant bobinée entre chaque couche de 1' enroulement haute tension.
Le papier gaufra ne doit porter de résine sur aucune face. la dernière couche 131 consiste en du papier thermiquement Stabilisa portant, sur une face, un revêtement discontinu en une Matière adhésive que l'on enroule autour de l'ensemble.
La Fig. 4 montre le motif du des$ suivant lequel la matière adhésive est applique* sur le papier isolant que l'on utili- se partout dans le transformateur. Le papier 100 est un papier ther- miquement stabilisé dont une face porte un revêtemen tdiscontinu en une résine époxy 102 ou une autre résine appropriée. La résine se trouve dans son état B, c'est-à-dire qu'elle est non collante à la température ambiante et qu'elle se ramollit quand elle est chauffée.
Quand on la refroidit, la résine durcit de façon permanen- te de manière à réunir rigidement les différentes couches de matières décrites avec référence aux Figs. 1'et 2, en un tout rigide et-cohérent. Quand la résine est appliquée sur le papier suivant le motif représenté, c'est-à-dire en petites surfaces Isolées d'une /
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
**0tdtt papier seulement, le papier s'pregnefaoilMent du didelez trique liquide, ce qui permet d'éliminer toutes les poches 4884r et d'empêcher les parasites radio-életriqu$St .
La Fige 5 est une vue en perspectif #* à plut grande échelle du,fil utilité pour bobiner l'enroulement* On utilise un fil 18014#, par exemple un fil émeillé. Cependant, 3,'épaissettr de 1* émail ; 202 la conduatour 200 cet plus faible que 4*b bitud , Vu revêtement mw résine éposy pp, un autre r4Î4. * 3.t pl.' .
2ruz, recouvre le fil imaillé de màmbre à d,ér u ' > l <S**t#*i*r d'itolant total eeiqne, .Ce etfie M%M<at, **UWT tre du fil de 0,04 Me 0,125 Ut. La iéaia pil #JI* '"i*4 ft *t i* tre du fil a* 0#0,4 M, -èL 0*125 'M,, "résine, ouï celle utilisée wuy le papier is9t. <d ifcjM. ch<nf<, Wrel" *''; vêtement résineux 204 se met à couler de mentere 'cepere!' les ères ., Tasses ou entaillas et autres pointe faibles de l'isolent provoquée par l'opération de bobinage, ce qui augmente évidement la rigidité
EMI9.2
diélectrique spire à spire et couche'à couche de la bobine. La reei' ne coule aussi autour du fil de manière à remplir le< Tide< entre les spires.
Quand elle refroidit, la résine durcit de façonperma- nente, de manière à réunir les fils et le pépier isolent entre ocu- chez en un tout constituant une bobine très rigide. o n utilise des
EMI9.3
Conducteurs1portant une couche isolante d'émail recouverte elle- mime d'une couche de résine pour les enroulements à haute tension ainsi que pour les enroulements à basse tension des bobines.
Le tableau suivant donne la rigidité diélectrique couche à couche et spire à spire d'un fil de bobinage à double couche d'un diantre de 081 mm en fonction de la température de cuisson et du rapport entre matière adhésive et matière isolante. Il ressort du tableau et des courbes des Figs. 6 et 7 que la rigidité diélectrique augmente quand l'épaisseur de matière adhésive diminue,, tout en ¯. maintenant l'épaisseur totale émail plus matière adhésive constante, On remarquera aussi l'augmentation de la rigidité diélectrique lors.., que le fil à doublecouche est chauffé lors de la cuisson..
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
Le. donne., 4. isesure relative* à un-ttl d'un d,sèxs de 0,81 - :rro un. épaisseur total. 4'lui1 et 4e -rt1ère adhésiTe de 0,0*6 m aoDtrent qu'on obtient, en ra&t1Q,u" \1A rigidité 41'é1.;tr1- tU- 8071nn1 de 900 lt. par cti* "8 M, qui rus-ent. , une Yal8\U' ruysnnr de 1.360 wlti pu oatidas 4e JIll, 1 !aprè. un chaut'sg d'un. heur, à X50 C QUand 10 fil. a été ret1ré "'t four pour eff.otuw 1...etarl. dont il sat question ici, on * con t4té différents accroc..t l'augmentation de la rigidité diélectrique après chauffage est attribuée à l'effet réparateur du reyat..ent1adb4.1t sur le dommages causés 1'émail par ce accroc..
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
Traitement du fil Rïgidîté diélectrique moyenne en volts par Epaisseur double en ma centième de millimètre Adhésif au Eraeil isolant au Essai normal AIRE Une heure de cuisson avec une charge -de formaldLhyde formaldéhyde uréique sous torsion '.sans charge gg j acétique de foz^.alàh3rde acétique ¯¯¯¯¯¯¯¯¯#########.############################### vinyle et ré- de vinyle et époxy Ala sortie de Une heure de Spire a spire Couche à couche sine époxy fabrication cubson à ¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯ ¯-¯¯-¯¯¯¯ - # # ###- ¯¯ ..".w ..¯. 100 C ssns 12500 1t1 - 1?5 125"C 150<'C 1750C
EMI11.2
<tb> charge
<tb>
EMI11.3
,i11,.$ 043" - .¯.¯¯ .450-.- 152D .¯ .. "73o'"'"393";
"385" " 87r""'2- H62# 0,028 0,056 ô55 1540 1070 4.2 430 1020 585 500 00254 0,063 820 'le 1160 626 . 495 1035 620 509 o,al5 0,071 870 1700 - 1055 695 695 1055 815 725
<Desc/Clms Page number 12>
Les figures 6 et 7 sont des courbes onnant respectivement la rigidité. diélectrique spire à spire et la (rigidité diélectrique . couche à couche de l'isolait eu fil en foncti on de la température.
Les courbes en pointillés 302et 304 donnent es rigidités diélectri- ques spire à spire et couche à couche respec ivement dans le cas d' une épaisseur de 0,015 mm d'une matière adhé sive constituée par une résine époxy plus une formaldéhyde acétique e vinyle et une épais.' seur de 0,071 mm d'un émail de résine époxy, formaldéhyde acétique de vinyle et formaldéhyde uréique. Les courbas en traits interrompus.
306 et 308 donnent respectivement les rigidités diélectriques apire à spire et couche à couche d'un Isolant se composant .de 0,0254 mm de tiére abhésive et de 0,063 mm d'éaill Les ourbes en traita de chat nette 310 et 312 donnent respectivement les rigidités diélectriques spire % spire et couche à couche de l'isolant se composant de 0,028 mm de matière adhésive et de 0,056 mm d'émail. Les courbes En traita pleins 314 et 316 donnent respectivement le;
rigidités diélectriques spire à spire et couche à couche en fonction de la temp rature de cuisson de l'isolant se composant de 0,048 de matière adhésive . et de 0,401 mm d'émail.
Le procédé décrit de bobinage d'enroulements de transforma- teur permet de diminuer fortement le prit de revient des transforma- teurs, car il permet ae supprimer la nécessite d'appliquer le revête- ment adhésif sur une face de la matière isolante constituant les tu- bes supports et de supprimer aussi ce revêtement adhésif, sur les de faces de l'isolant utilise entre couches, le procédé réduit aussi for tement le nombre de bobines rebutées à cause de l'effet réparateur de la résine adhésive sur l'émail isolant.
(L'expérience montre que les défauts de fabrication tombent d'environ 1/2%, comme auparavant, à pratiquement 0%, quand les bobinages son effectués suivant la pré- sente invention. C'est ainsi que, parmi quatre cents transformateurs de dérivation montés sur pylônes de 10 KVA et 7. 200 volts bobinés suivant la présente invention, aucun n'a présenté de défaut en coursa de fabrication. Il est clair que cela signifie une diminution nota- ble des- pannes à l'usage.