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it4act&nce a* lwtation xte courant.
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La présente Invention concerne les appareils 1nduot1 rI' électriques qui comportent plusieurs <toroaJL<M<at< dispose* a0!1X1bl.C. ment et électriquement reliés en parallèle. CiMna enroulement se ootspoit a'un seul conducteur et d'une seule pire par pas tX1a1.
La construction 4'enrouleaent. conzîaêrêt est applicable aux bobinages,, tranaroricatourop circuIt'-boUChon., réactance., ou appareils semblables#' %ait la a'lcript1on donnée ci-après elt'1ltée aux réactances de limitation ae courant et aux c1rau1t..bon . utilisés dans les systèmes de transport allinergie éltctrique..
Dans 103 appareils électriques utilisas jusqutteip Il est courant d'utiliser pour constituer un conducteur, des fils nul Upi
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Bit en parallèle de <<mitr<t à répartir le courant, plutôt qu'un seul fil. ta utilisant plusieurs fil* par conducteur* on réduit au wini- les parte. Indésirables et les échauffe eut* au aux courants
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de loucault et aux portes par effet Joule. outre, il est !)t4e<Mai- quement Impossible de réaliser des -fils à un seul brin à cause oa âîajftètrt extréoment grand nécessaire.
Vans la technîtlut de la fabrication des appareil* inctuo- J tit., la répartition au courant sntrs les divers conducteurs multi- ples la en parallèle *$est isita éa6rs.ont par la taohnlqu* dite de transposition. Lorsque les enrou-lements sont bobinât avec trzrs.. position# les brin. ou conducteurs sép&r4a doivent avoir le Mtm<
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diamètre mayen afin d'obtenir une répartition égal* du courant entre
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les alrers conducteurs, 0'11 n'en est pas ainsi, l'1apfdanae en cou- rant alternatif a'ua brin est consldérablmeut Noinarw que celle des autres brin* et la plus grande partie du courant passe par et pre- nier brin qui auc't ainsi un échauffement exagéré et une éventuelle surcharge* et qui entrains un, mauvais fonctionnement de la réactance.
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Cette transposition s'effectue en changeant le diamètre de chaque
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enroul ent lorsqu'il vient occuper une position axiale différente ce qui nécessite des pliages en substance à angle droit des brin* aussi bien dans le sens radiel que dans le sens axial. Cependant* les pll.,e. 1 angle droit sont Indésirables parc* que cela constitue une porte ae temps en fabrication tout en donnant des formes MOan1- ques très encombrant** dans le cas de courants Intentes. Du fait que les fils doivent être diapusirs radlale#.nt dans le cas de conducteurs transposés et que ceci entraîne des obstacles du point de vue aécani- que pour les spires axiales, il n'est pas possible d'utillter un grand nombre de conducteurs transposés dans les réa:tanc'8 de type
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connu .
En conséquence, les appareils inductif* à forte capacité de courant doivent être réalisés au moyen d'un petit nombre de fils
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ayant un ala.1S<ttrt relatlYMent :rand. Cependant,, les fil. de grand diamètre sont indésirables à cause at:s perte* d'énergie Importantes
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et de la difficulté de les manipuler.
Lorsqu'on fabrique des réactances à enroulements transpo- sés, il faut enrouler et transposer simultanément tous les oonduc.. tours autour d'un axe commun, ce qui constitue une opération méca- nique compliquée* Le procédé de transposition consiste à faire tourner ou à enchevêtrer les conducteurs en les tournant les uns autour des autres de manière à produire réellement l'égalité électri- que désirée entre eux. Il s'ensuit, de toute évidence, que tous les , conducteurs doivent être manipules simultanément, si on veut obtenir ! la transposition voulue dans l'enroulement entier. Ceci est difficile à réaliser et exige beaucoup de Nain-d'oeuvre qualifiée.
Les appareils inductifs de type connu utilisant des con- ducteurs transposés sont difficiles à calculer du point de vue mé- canique et du point ae vue électrique à cause de leur forme géométri- que compliquée et leur fabrication n'est pas aisée.
En outre, le diamètre des conducteurs est généralement @ dernier paramètre que l'on détermine 1 rs du calcul d'appareils inductifs à conducteurs transposés. On utilise donc habituellement des conducteurs de dimension non standard qui doivent être fabriqués spécialement à grands frais, si on veut obtenir la répartition de courant équilibrée Indispensable.
La présente invention a pour buts de procurer! - un bobinage et un procédé de fabrication de bobinages au moyen duquel on élimine entièrement l'exigence ancienne de transposition des conducteurs parallèles; , - une réactance qui se calcule avec,..un minimum d'études mécaniques et électriques; - une réactance de limitation de courant qui puisse avoir une fort ' capacité de courant et se compose de plusieurs conducteurs para',- lèles dans laquelle le courant de chaque conducteur soit relative- ment faible comparativement au courant total de la réactance afin de réduire au minimum les perte. par courants de Foucault et
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par effet Joule;
- une réactance de limitation de courant nouvelle et perfectionnée qui puisse utiliser des cibles courants pour les conducteurs de pratiquement toutes les formes désirées et dans laquelle les divers conducteurs sont relies en parallèle par une paire de bornes de réactanoe tandis que la force électro-motrice inauite dans chacun des bobinages multiples est en substance égale de façon qu'aucun bobinage ne presse un courant exagéré; - une réactance de limitation de courant dans laquelle plusieurs bobinâtes ou solénoïdes en parallèle soient utilisés comme réac- tance, tandis que la force électro -motrice aux bornes de tous les bobinages est maintenue en substance égale en calculant six- plement le nombre exact de spires dans les divers bobinages;
- une bobine de réactance nouvelle et perfectionnée qui occupe un espace minimum et soit légère et facile à manipuler en cours de fabrication; - uneréactance nouvelle et perfectionnée qui soit facileà construi- re et se prête aux techniques et procédés de fabrication automa. tiques.
La présente invention permet d'atteindre ces buts et d'au- tres encore, en utilisant plusieurs bobines coaxiales en spirale, ces bobines coaxiales étant reliées en parallèle et ayant des longueurs et des sections transversales relatives telles que la force électro. motrice induite aux bornes de chaque bobine soit en substance la même. De cette façon, le. courant circulant dans une bobine ne devient pas exagéré et l'appareil ne risque pas de brûler. Les bobines re- liées en parallèle sont enroulées concentriquement autour d'un axe commun de façon qu'il y ait une seule spire par pas axial.
Selon la présente invention, les bobines de solénoïde sont enroulées de façon à satisfaire simultanément les équations déter- minées par la formule suivantes
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p
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*r.nr"'..r1,. ott 7ra1 . j , .... j1 ; t 1, 2, 3 # . pi M # la réactance mutuelle entre les bobines r et t, r pouvant ou non 'tre égal , 'J nr le noabre de spires ou a'<MU'onl<tM<nt< ate la bobina r; 11" . le courant nominal dans la bobine r) p * lé nombre total de bobines en parai 1 al dans la réactance,? et 1 . la tension requise aux borne. au la réactance.
On p.ut, à l'aide de cette équation, calculer .1,'-,nt., . la ..1n ou au moyen as calculateur., la < lf-induction et l'induction mutuel-,
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le de chaque bobina, car la forme géométrique de chaque bobine est
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extrêmement régulière, and on utilise cette formule de calcul, il est possible de choisir à l'avance la section transversal* déter- .1ne de chaque conducteur, le nombre due bobines utilisées et le courant nana chaque bobine (.euJ.ement), en maintenant tout les cou- range égaux au courant noa1nù ce la réaotance. Quand ces grandeurs ont été présélectionnées, 11 suffit de déterminer le pas a' enroule- lient. et le d.lu.ttra de chaque bobina.
Coasse la dimension ces conduc- teurs tat préa.tena1nu, il va de sol qu'on peut utiliser aes coti- i ductours de aba8tu1onS courantes aans la présente invention, et c,a.. pen&et d'éllKiner une des causes lxportantes du prix ce revient
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élevé des anciennes réactances.
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Pour de noaDreux calculs de r4aotanca, il est nécessaire que les différentes bobines se terminent en aes point* différente de la circonférence entourant l'axe coswun. Afin ae pouvoir relier les bobines entre elle en parallèle ainsi qu'au circuit extérl$ur, 1n utilise un connecteur comportant plusieurs croisillons radiaux j)tr- tant de l'axe CQ88U:U des bobines à chaque extrémité ci* 1' ensemble
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U*9xtvémlt4 de la bobine est fixée nu Croisillon dont elle cet le plus proche au moyen de conducteurs allant axialement de$ *xt;r,i, tés de bobine* aux croisillons
Les bobinée peuvent être enroulées les unes sur le* autre* ,
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ou espacêot, selon qu'elle* sont séparées ou non par un isolant. l.
espacement entre bobina voisines peut itre radial, axial ou les deux. Il est cependant généralatent préférable que les diverses bobines soient raalaltiont espaodes les unes des autres en vue d'un ! refroidissement maximum* t3non, l'élévation M température devient exagérée lorsque des courants intenses sont appliqués à la rétat oe.,' Dans une lorme dllexécutlon ci* 1PInventionj, l'appareil entier est maintenu par des croisillons opposés et un ou plusieurs
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tirants reliant les croisillons.
Dans cette fonae d'exécution, les enroulements des bobines entourent un mandrin isolA percé de plu- sieurs troua de ventilation laissant passer de l'air ou un gaz ou un liquide isolant se refroidissement Appropria à l'intérieur de 1-lappa- roll lnductito U)m.' une autre for-ne d'exécution de la présente in- vention, les bobines sont maintenue par plusieurs tirants isolants reliant les deux armatures à croisillons, à hauteur de la périphêrie Intérieurs de l'ensemble.
Dans le cas de la présente invention, il ne faut pas que
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les conducteurs aient les :c8e t dimensions ni qu'il* aient les mêmes densité* de courant, En l'ait, il est souvent préférable qu'ils n'aient pas tous la même densité de courant parce que les conducteurs, Intérieurs ont tendance A s'échauffer plus que ceux se trouvant à l'extérieur du lait qu'ils sont plus confina et dissipent ;tains
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bien la chaleur.
Par conséquent., 11 est souhaitable que les condbie- tours intérieurs aient des densité* de courant plus faibles que les conducteurs extérieurs afin qu'ils puissent avoir des perte* d'énergie correspondant à leur capacité thermique. Dans la présente invention, les courants des conducteurs peuvent être présélectionne* de façon à répondre le mieux aux capacités thermiques des conducteurs en cha-
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que endroit, ce qui permet d'économiser une quantité appréciable de conducteurs, alors que ceci est impossible avec des enroulements transposés.
Dans le cas ae la présente invention, les courants dans les conducteurs peuvent être choisis de cette manière tout en main- tenant la force électromotrice induite en substance égale dans les différentes bobines en parallèle.
La présente invention a donc aussi pour but de procurer une réactance de limitation de courant nouvelle et perfectionnée dans laquelle le refroidissement des bobines de la réactance est amélioré parce que les diverses bobines reliées en parallèle n'ont pas la même section transversale mais ont des sections transversales telles que les bobines extérieures laissent passer un courant plus intense que les bobines intérieures tout en maintenant la force électro-motrice inauite en substance égale dans les différentes bo- : bines.
Comme les bobines ont une forme en substance cylindrique, qu'elles se composent d'une seule oouc spiralée et qu'il n'y a pas de transposition gênante des conducteurs, ces bobines peuvent être enroulées à grande vitesse en une opération continue. Cette opération s'effectue en enroulant les spires des bobines les unes après les autres. Comme ce processus est impossible dans le cas d'enroulements transposés où tous les conducteurs doivent être si- multanément enroulés et enchevêtrés en cours de fabrication, le processus de fabrication ae la présente invention est extrêmement avantageux en ce qu'il se prête à une fabrication aisée, entièrement automatique ou semi-automatique de réactances.
L'invention est représentée, à titre d'exemple, aux des- slns annexés, dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'une réactance de limitation de courant construite suivant la présente invention. la Fig. 2 est une vue en élévation de côté de la réactance de la Fig. 1.
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la Fig. 3 est une vue en plan de dessus de la réactance de la Fig. 1. la Fige 4 est une coupe fragmentaire faite suivant les lignes 4-4 de la Fig. 3. la Fige 5 est une vue de côté du dispositif de serrage représenté à la Fige 4, le dispositif de serrage étant vu suivant les lignes 5-5.
La Fige 6 est une coupe fragmentaire des conducteurs es- pacés parallèles, faite suivant les lignes 6-6 de la Fig. 4. la Fig. 7 est une vue Au socle isolant attaché aux croi- sillons de la réactance. la Fige 8 est une vue en plan d'une autre forme d'exécution de la présente invention. la Fig. 9 est une coupe fragmentaire latérale de la forme d'exécution de la Fige 8. la Fig. 10 est une coupe faitesuivant les lignes 10-10 de la Fig. 9, et la Fig. 11 est une coupe fragmentaire d'un circuit-bouchon.
La Fig. 1 représente une réactance de limitation de courant
La réactance du type solénolde comporte un mandrin central perforé
21, des armatures à croisillons conductrices de l'électricité 23 et 24 disposées aux extrémités opposées de la réaotance, et plu- sieurs bobines concentriques 25-30. Le mandrin cylindrique 21 est percé de plusieurs ouvertures en substance rondes 22 pratiquées dans la paroi latérale et s'étendant d'une extrémité à l'autre du mandrin,
Les ouvertures 22 permettent à l'air ou à un agent de refroidisse- ment isolant, tel que du gaz fréon, de circuler à l'intérieur de la réactanco afin de maintenir la température de celle-ci à un niveau rai sonnable.
Les armatures 23 et 24 comportent plusieurs croisillons radiaux, huit dans les formes d'exécution représentées, servant à établir dos connexions entre les bobines parallèles de longueurs
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différente* 25-30 disposiez conctntriqueaent xur,our d'un axe CO&'Ì..1n avec un tirant Isolant 32.
Le tirant 32 attire les armatures 23 et 24 l'une vert l'autre de manière à donner la stabilité mécanique voulue à l'ensemble Les croisillons 33 et 34 des armatures 23 et 24 ont une longueur radiale plus grande à parti)* du tirant 32 que
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les autres croisillons ats armatures 23 et 24 afin de pouvoir effec- tuer des connexions entre la réactance et son circuit extérieure Ut cette HUirs toute la réactance, saut 1* Imrti#3 dépaysantes des croisillon* 33 et 3,s peut être .08plèt¯en1 entende dans une cuve Hermétique afin as pouvoir raire circuler un agent de refroidis- srrssent 1 l'intérieur de la réaotance.
Les bobinoa 25-30 sont nfou- lies aonasntrir.uaaett autour de l'axe commun du tirant 32 et sont radialement espacées entre elles crase . des d1at.ncturl Isolants 35-39-
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Coame les 1'1ca. 2, 3 et 4 le Montrent, chacun* des bobi- ne$ 25-30 est une bobine 4 un seul brin ne comportant qu'une spire, pour chaque bobine$ par pas axial.
De cette Manière, coince les
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11CI. 3 4 le montrent, la bobine ou solénoïde e5 comporte un $eu. brin ou conducteur partant raaialement du tirant 32 et cet agence- ment ait Maintenu pour un pas complet de enaque enroulement. Comme la Fig. 4 le Montre, l'enroulement 25 n'est pas parallèle aux arma- tures 23 et 24 mais est incliné par rapport à celles-ci dans la mesure imposée par le pas d'enroulement.
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Les enroulements 25-30 sont revitus d'un isolant appropr du Glatex par exemple, afin de pouvoir être bobinée les uns sur ité autres* lepenaant, il est habituellement souhaitable d'espacer les différentes bobines 25-30 les unes des autres par des distanceurs !ao1ant. 35-39 afin as renforcer le refroidissement des parties inté- rieures de chaque bobine. Les aistanceurs Isolants 35-39 sont réparez tis autour de la circonférence du mandrin 21, entre les bobine.
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25-30, de manière à coïncider avec la position des croisillo. # diaux des armatures 23 et 24. Comme les Figs. 4 et 5 le montrent,
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chaque aist*nceur Isolant comporte plusieurs barres allongées disposées entre les différentes bobines 25-30.
Les barres distanoeu- ses isolantes 35 vont. d'un* armature 23 à l'autre armature 24 et
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Maintiennent la position mutait de chacun des enrouleaents 25-30 en substance constante tout en laissant des vides pour le passage de l'air ou de l'agent de refroidissement L'espacement radial des
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diverses booines 25-30 de la réactance est obtenu en cholalssant convenablement le nombre de barre. composant les d1ItOeur' 1..1antJ' 35-39.
On àit varier la largeur ou le nombre de barre* d'1'01uat suivant les distances radiales différentes désirées entre bobines adjacentes*
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<a!m* la ig. 4 et 1 vue en perspective de la elgo 1 le montrent, chacune des bobines 25-30, qui est du type en tonneau ou
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sol4nolaee a un longueur différente afin d'obtenir l'équilibrage voulu de la fore* éltotro--motrice dans les bobine* reliées en paral- lèle.
Les bobines ent une longueur axiale plus petite que la distan-
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ce entre les ar.atu1.. 23, 24 et, par conséquent, elle* ont besoin de supports d'extrémité* Cornue la Fig.4 le montra, plusieurs paires de barrettes 25A à 30A sont attachées aux croisillons des armatures et pénètrent vers l'intérieur les unes vers les autres afin de
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venir toucher les extréadtés opposée* des bobines correspondantes.
CoN-ae la Fi g. 2 le montre, la bobine la plus intérieure 25 se termine en un point différent ne celui de la bobine voisine 26 qui se termine aussi en un point différent de celui de la bobine extérieure voisine 27. Afin de relier ces enroulements et toutes les
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autres bobines uc la. réllotel.l1<h't en paraxièle, des COni.1Uct811%'1. wit, 43 et 44 sont disposés dans le sens axial des bobinée, entre les extrémités des bobines respectives 25, 26 et 27 (les autres extrémi- tés des bobines ne sont pas représentées) et les croisillons radiaux
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des armatures 233. Ut façon semblable, des conducteurs J,S, 4b et 47 relient l'autre extrémité des bobines respectives 25, 26 et 27 à
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-l'amaturs opposée 24.
Il est important que les conducteurs 42 à 47
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soient en substance parallèles à l'axe 32 de toutes les bobines ou adénoïdes 25-30, de façon que ceux-ci aient une influence minimum sur la force électro-motrice induite dans chaque bobine. En mainte- nant les conducteurs de liaison 42-47 en substance parallèles à l'axe des bobines 25-30, c'est-à-dire en substance perpendiculaires aux spires des bobines, aucune force électro-motrice induite dans les divers conducteurs de liaison n'a -une influence nuisible sur la tension aux bornes de la réactance.
Les conducteurs sont attachés aux armatures par le dispo- sitif de serrage 48 représenté à la Fig. 6. Chaque dispositif de serrage 48 monté sur les croisillons des armatures 25 et 24 remplit la double fonction de maintenir les barres distanceuses 35-39 en place et d'établir des connexions entre les bobines et les prolonge- ments ou bornes 33 et 34 des armatures conductrices de l'électricité 23 et 24. Chaque dispositif de serrage est fixé à son croisillon correspondant par écrou 49 et boulon 51. Le dispositif de serrage 48 comprend une paire de barrettes isc ntes 52 et 53 ayant une sec- tion transversale en substance rectangulaire.
Les isolateurs 52 et 53 sont disposés sur deux côtés opposés de l'armature à laquelle ils,sont fixés et ils ont des saillies 54 et 55 d'un côté, ces sali - lies venant s'appliquer contre l'armature. Les saillies 54 et 55, qui se trouvent sur un bord des isolateurs 52 et 53, viennent tou- cher des parois latérales opposées de l'armature à laquelle elles sont associées. Des mâchoires 56 et 57, prévues sur l'autre bord ,des isolateurs correspondants 52 et 53, s'engagent dans des enco- ches appropriées pratiquées dans onacune des tiges isolantes 58 et dans la borne-tige 59.
Une encoche est prévue à l'extrémité des isolateurs 52 ; et 53 dans le voisinage des mâchoires correspondantes 56 et 57, de façon que la tige isolante et la borne-tige 59 viennent se loger dans la gorge formée entre les isolateurs et le croisillon 61. Les isolateurs 52-53 et l'armature sont percés de trous traversés par
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un boulon servant à fixer les isolateurs au croisillon, Le boulon est fixé, à ses extrémités opposées, par des écrous 63, 64 et des rondelles de blocage 65 et 66, en caoutchouc de préférence afin d'empêcher de briser les isolateurs 52 et 53 lorsqu'on visse à fond les écrous 63 et 64.
Les croisillons des armatures 23 et 24 sont pourvu. d'en- coches 67 et 68 servant à loger des vis de serrage 69 destinées à fixer des socles isolants 71, comme les Figs. 4 et 7 le montrent.
Un trou tarauaé 72 est pratiqué latéralement dans le socle 71, c'est. à-aire perpendiculairement à la grande face du croisillon de l'arma- ture 24, comme la Fig. 7 le montre, pour y fixer la vis de blocage 69, cette vis pénétrant ainsl dans la gorge 68. Lorsqu'on utilise la réactance dans il position verticale comme représenté, il suffit d'avoir des encoches dans les croisillons inférieurs. Cependant, les gorges sont prévues aans les deux armatures à croisillons 23 et 24 au-dessus et au-dessous de la réactance pour l'uniformité de fa- brication des armatures et aussi pour permettre d'utiliser la réac- tance en position horizontale.
Quand la réactance est placée de fa- çon que sonexe de symétrie se trouve dans un plan horizontal, les isolateurs supports 71 sont perpendiculaires à l'axecommun des bobines 25-30 et non parallèles à celui-ci comme représenté. vans une telle forme d'exéoution, il faut disposer des encoches dans les deux armatures 23 et 24 pour la fixation des Isolateurs supports 71.
Le nombre d'isolateurs supports 71 nécessaires dépend de leur dimen- sion comparativement a celle de la réactance entière. Les encoches radiales 70 aes croisillons sont prévues pour pouvoir disposer les socles 71 de manière variable afin de maintenir un équilibre mé- canique de la réac tance.
Quand on calcule la réactance de la présente invention, les spires de chaque bobine doivent être agencées de façon à satis- faire simultanément les équations suivantes!
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Hr.n.1ri.. 1, oh r-l p * 1 nombre de bobines ae la réactance; r 2, 3.... P; a 1, 2, 3 .... p, (r et peuvent ou non être 4,aux)} Dr et ng le nombre de spires de bobines r et 8 respectivement 14r la réactance mutuelle entre les bobines t et 0 (quand r m *, self-induction de la bobine); .. ir et la a courant cuvant traverser les bobines et à respective- ment, et 3 a la chute de tension nominale aux bornes as la réact*nce4 Comme chaque bobine est reliée en parallèle., b est éT1d.....ent le même dans toutes les équations de calcul.
Lors du calcul de la réaotance, on fait initialement une évaluation raisonnée au nombre
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de conducteurs et ae leur dimension, Le conducteur est, 48 prérê- rance, prévu de dimension courante et à faible courant nominal
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afin ae réduire au minimum les perte*. Ceci est souhaitable, parce qu'il ne faut pas fabriquer, dans ces conditions, des conducteurs spéciaux pour les bobines de la réactance. La dimension des conduc-
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teurs détermine évidemment le courant ma.x1.QU.D1 pouvant circuler dam. une bobine donnée, et ce courant maximum *étamine l'élévation as température saximim ce la réactance entre l'état à vide et 1J,4t, de pleine charge.
11 va de soi que le diamètre de chaque bobine doit être plus grand que la bobine intérieure voisine, et ceci d'une quantité supérieure au diamètre plus l'épaisseur d'isolant du conducteur adjacent. Il est, en outre, préférable de calculer le diamètre de la bobine légèrement supérieur à ce minimum, afin de permettre la
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circulation ae l'agent de refroidissement. Le pas d'enroul'nc .,- peut pas être plus petit que la largeur plus l'épaisseur *Picolait.
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du conducteur qui compose la bobine considérée. Ce pas peut être
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supérieur t cette valeur minîmump ce qui permet ce ne pas utiliser des conducteurs isolai si les bobines sont tutticament espacées dans le sens radial.
Après avoir détermine la dimension de chaque conducteurs ce qui donne son courant, le diamètre de claque bobine et le pas
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de chaque etiroutement,, on calcule le nombre a' enroulements ou spires de chaque bobine au moyen de l'équation en calculant l'inductance mutuelle de la sel'.nduat3an.
Geai peut se faire par calcul à la ' main ou par calcul automatique mana de nombreuses applications, il est souhaitable que
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les courunte passant dans les bobines intérieures 25, 2b et 27
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soient plus petit* que ceux passant dans les bobines extérieures et 29, au fait que les bobines extérieures sont plus exposées et se refroidissent plus facilement que les Mbines intérieures, jue cri- tère à respecter lorsqu'on calcule le nombre de bobines et le courant dans chaque bobine est que la somme ces courants passant dans toutes les bobines relices en parallèle doit être égale au courant nominal
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,xium de la réac tance,
l'élévation ae température restant dans les limites imposées*
Si on désire fabriquer une réac tance de 300 volts ayant
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an courant nominal de <j00 aapères à 60 herz et une élévation de température de 80 C entre l'état à vide et l'état de pleine charge en cas de fonctionnement continu, on construit une réactance ayant
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sept bobines c)Mndriques coaxiales et concentriques reliées en parallèle.
Les quatre bobines les plus Intérieures sont bobinées
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avec un conducteur de 1/4 pouce (t$35 mna) X 3/16 pouce (4,75 mm), tandis que les trois bobines les plus extérieures sont bobinées avec un conducteur de 1/4 pouce (6,35 mm) X 1/4 pouce (o,35 mm).
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Avec des conducteurs ne ces dimensions, les quatre bobines intérieur- res laissent passer chacune 80 ampères, tandis que les trois bobines extérieures laissent passer 93 1/3 ampères chacune.
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Le pas d'enroulement des quatre bobines les plus intériou- res est de 7/32 pouce (5,6 mm), c'est-à-dire que, dans la bobine 25, la distance entre le bord supérieur 72 et la spire 73 (véir Fig. 4) est distant du bord supérieur 74 de la spire 75 de 7/32 pou- ce (5,6 mm), les points 72 et 73 se trouvant dans un plan parallèle à l'axe commun des bobines 25-30. Les quatre bobines extérieures ont un pas d'enroulement ae 9/32 pouce (7,2 mm). Dans l'exemple pré- cité, le pas d'enroulement est plus grand de 1/32 pouce (0,80 mm), aussi bien pour les quatre conducteurs Intérieurs que pour les trois conducteurs extérieurs, que la dimension du conducteur dans le sens axial des bobines.
Comme les spires de bobine sont enroulées les unes sur les autres, cette dimension de 1/32 pouce (0,8 mm) indique simplement qu'il y a une couche d'isolant d'une épaisseur de 1/64 pouce (0,4 mm) sur les brins. En conséquence, le pas d'en- roulement est déterminé dans de nombreux cas, après que la dimension des conducteurs ait été déterminée.
Le diamètre de bobines et le n mbre de spires de bobines du calcul précédent sont donnés au tableau suivants
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<tb> N <SEP> de <SEP> la <SEP> bobine <SEP> Diamètre <SEP> intérieur <SEP> -Nombre <SEP> de
<tb>
<tb> pouces <SEP> un-14 <SEP> spires
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> (la <SEP> plus <SEP> intérieure) <SEP> 16 <SEP> 405 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16 <SEP> 3/4 <SEP> 425 <SEP> 98,3
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<tb> 3 <SEP> 17 <SEP> 3/4 <SEP> 450 <SEP> 86,4
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<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 3/4 <SEP> 475 <SEP> 84,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 201/4 <SEP> 515 <SEP> 71,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 21 <SEP> 530 <SEP> 70,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> (lapsus <SEP> extérieure) <SEP> 21 <SEP> 3/4 <SEP> 550 <SEP> 69,
5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Comme précitée le nombre fractionnaire de spires est pris en consi- dération en reliant les extrémités des bobines aux croisillons par des fils de connexion disposes dans le sens axial des oonauoteurs.
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Lorsqu'on fabrique une réactance de la présente invention, il est généralement souhaitable d'enrouler lee bobines les unes sur @@ autres en se déplaçant axialement 4 cause de la facilité de travailler ainsi comparativement à la difficulté de prévoir des espacements axiaux entre couches d'une seule spire. Par conséquent, le pas d'enroulement est généralement déterminé en choisissant la dimension du conducteur et ne constitue habituellement pas une variable aont on tient compte pour déterminer l'inductance mutuelle et la self-induction des bobines.
Les Figs. 8 à 10 des dessins annexés représentent une autre forme d'exécution de la présente invention qui est décrite ci-après. La réactance des Fig.8 à 10 est électriquement exacte- ment la même que celle des Fig.s 1 à 7 et elle comporte la plupart des particularités de la réactance décrite précédemment. Cependant, la réactance des Figs. 8 à 10 utilise plusieurs tirants isolants 81-88 qui sont disposes entre les croisillons radiaux des armatures 23 et 24, intérieurement par rapport à toutes les bobines 25-30.
EMI16.1
"-'..",A...,......
Ils remplissent le rôle du mandrin isolant 21 de la forme d'exécu- tion décrite précédemment, mais ils ont l'avantage de permettre un contact accru entre le gaz ou le fluide de refroidissement et l'en- roulement le plus intérieur 25 de la réactance.
Des tirants isolants 81-88 fixent l'armature supérieure 23 et l'armature inférieure 24 sous l'action des forces de compres- sion exercées par les écrous 91 et 92, respectivement, situés à la partie supérieure et à la partie inférieure du tirant 87. Une rondel- le on caoutchouc 93 sépare chaque écrou de l'armature correspondante 23 ou 24 de façon à transmettre la force exercée par l'écrou 91 au bord de l'armature le plus éloigné des bobines 25-30.
Une encoche longitudinale 94 est pratiquée dans chaque tirant 81 a 88 afin de recevoir les croisillons des armatures correspondantes. La bobine la plus intérieure 25 constitue un sup- port pour les tirants 81-88 en étant enroulée de façon à toucher
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les faces extérieures des tirants.
Des distanceurs sont prévus entre-'les bobines axiales en substance de la même manière que dans la tome d'exécution précé- dement décrite. De mème, des socles isolants sont fixés dansles rainures Inférieures de 1' armature 24 et sont réglables dans le sens radial afin de pouvoir tenir compte de la tome mécanique dé- terminée de l'armature. Les extrémité des bobina sont reliées aux borne. de armatures 23 et 24 en substance de la mime façon que dans la forme d'exécution des Figs. 1 à 7.
Lorsqu'on fabrique les réactances des deux formes d'exécu- tion ci* l'invention décrite., les différentes bobines sont enrou- lées les unes sur le* antres* fans la tome d'exécution représen- tée aux Figs. l à 7, la bobine la plus intérieure 25 est d'abord entièrement enroulée sur le mandrin 21 tout en maintenant les dis- positifs de serrage 52 et 53 à une petite distance ae leur position finale. On et alors la barre isolante 35 en contact avec la surfa- ce extérieure ae la bobine.
On .fixe initialement les barre 35 au corps de bobine avec de la colle ou par un autre moyen qui n'est pas nécessairement une fixation permanente. On enroule ensuite la deuxième bobine 2b sur les distanceurs 35, concentriquement par rapport à la bobine 25. On place ensuite les distanceurs 36 sur la surface extérieure de la bobine 26. On continue ainsi jusqu'à avoir enroula le nombre ae bobines voulu. On fixe ensuite les ais- positifs de serrage 52 et 53 en mettant: les mâchoires 5b et 57 en contact avec les extrémités ae distancures et de bobine respecti- vement. Dans la forme d'exécution représentée aux Figs. 8 à 10, on suit le même processus saur qu'on enrobe la première bobine 25 sur les tirants 81-88.
L'appareil décrit ci-dessus peut être utilisé comme., circuit-bouchon de ligne dans des lignes de transport d'énergie utilisées pour les télécommunications. Dans ce cas, l'ensemble être suspendu à la ligne et$ par conséquent, le poids constitue
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alors un facteur important. On peut ici oaettre les socles isolants 71. En outre, dans ce cas, chaque bobine peut se composer de deux conducteurs mis côte à côte dans le sens axial,, trois bobines de ce type étant bobinées serrées les unes sur les autres de façon à constituer une couche. Plusieurs couches de ce genre coaxiales et espacées constituent un circuit-bouchon.
La Fig. 11 est une vue en élévation partiellement en coupe montrant un circui-bouchon 200 construit suivant la présente invention. Le circuit-bouchon 200 se compose de bobines concentriques 201 à 209 se composant chacune de deux conducteurs côte à côte 210 et 211. Les bobines 201 à 203 sont bobinées serrées les unes sur les autres et constituent une couche 212 qui est axialement espacée d'une couche 213 se composant des bobines 204 à 20b. Un nombre de ces couches peut être utilité en fonction des caractéristiques nominales du circuit-bouchon.
Si on le désire, les bobines peuvent tre mises électriquement en parallèle avec un condensateur ae façon à constituer un circuit- bouchon accordé. Les conducteurs sont Isolée; Ils sont, par exemple, vernis ou bien un revêtement Isolant semblable est appliqué dirac- tement sur le fil électriquement conducteur.
Le tableau suivant conne les détails de construction d'un dispositif pouvant être utilisé comme circuit-bouchon ou comme une réactance de limitation ae courant fabriquée suiv&nt la présente invention.
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TABLEAU
EMI19.1
<tb> Enroule- <SEP> Conducteurs <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> Longueur <SEP> effective <SEP> Diamètre <SEP> moyen <SEP> Densité <SEP> de <SEP> courant <SEP> Poids <SEP> des
<tb> Enroule- <SEP> @@@@@@@@@@@
<tb> Ments <SEP> spires <SEP> d'enroulement <SEP> conducteurs
<tb> pouces <SEP> mm <SEP> pouces <SEP> mm <SEP> amppouce <SEP> 2 <SEP> amp/cm2 <SEP> 1bs <SEP> kg
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> large-6 <SEP> jauge <SEP> amer.
<SEP> 68,27 <SEP> 23,62 <SEP> 600 <SEP> 27,18 <SEP> 690 <SEP> 1200 <SEP> 185 <SEP> 25,7 <SEP> 11,65
<tb> 2 <SEP> " <SEP> 66,13 <SEP> 22,88 <SEP> 580 <SEP> 27,48 <SEP> 698 <SEP> " <SEP> " <SEP> 25,2 <SEP> 11,4
<tb> 3 <SEP> " <SEP> 64,26 <SEP> 22,33 <SEP> 567 <SEP> 27,79 <SEP> 705 <SEP> " <SEP> " <SEP> 24,7 <SEP> 11,2
<tb> Canalisation
<tb> axiale <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb> de <SEP> 1/2"(12,7mm)
<tb> 4 <SEP> 2 <SEP> large-5 <SEP> jauge <SEP> amer.
<SEP> 59,08 <SEP> 22,79 <SEP> 577 <SEP> 29,16 <SEP> 743 <SEP> 1100 <SEP> 170 <SEP> 30,1 <SEP> 13,65
<tb> B <SEP> 5 <SEP> " <SEP> 57,49 <SEP> 22,18 <SEP> 562 <SEP> 29,50 <SEP> 749 <SEP> " <SEP> " <SEP> 29,6 <SEP> 13,4
<tb> 6 <SEP> " <SEP> 56,10 <SEP> 21,64 <SEP> 550 <SEP> 29,84 <SEP> 757 <SEP> " <SEP> " <SEP> 29,3 <SEP> 13,3
<tb> Canalisation
<tb> axiale <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb> de <SEP> 1/2"(12,7mm)
<tb> 7 <SEP> 2 <SEP> large-4 <SEP> jauge <SEP> amer.
<SEP> 52,85 <SEP> 22,76 <SEP> 576 <SEP> 31,26 <SEP> 793 <SEP> 1000 <SEP> 154 <SEP> 36,4 <SEP> 16,5
<tb> c <SEP> 8 <SEP> " <SEP> 51,63 <SEP> 22,23 <SEP> 565 <SEP> 31,64 <SEP> 805 <SEP> " <SEP> " <SEP> 39,0 <SEP> 17,7
<tb> 9 <SEP> " <SEP> 50,56 <SEP> 21,77 <SEP> 553 <SEP> 32,02 <SEP> 812 <SEP> " <SEP> " <SEP> 35,7 <SEP> 16,2
<tb>
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%ABLEAU (suite)
EMI20.1
<tb> Enroule- <SEP> Conducteurs <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> Longueur <SEP> effective <SEP> Diaaàtre <SEP> moyen <SEP> Densité <SEP> de <SEP> courant <SEP> Poids <SEP> des
<tb> ments <SEP> spires <SEP> d'enroulement <SEP> conducteurs
<tb>
EMI20.2
#""' ' ' pouces ma pouces ma amp/pouce2 a;
ap/cll' ijmi lbs kg
EMI20.3
<tb> Canalisation
<tb> axiale <SEP> de <SEP> re-
<tb>
EMI20.4
froidisseaent de 1/2 (12,'7mm)
EMI20.5
<tb> 10 <SEP> 2 <SEP> large-3 <SEP> jauge <SEP> amer. <SEP> 48,73 <SEP> 23,43 <SEP> 596 <SEP> 33,48 <SEP> 850 <SEP> 1000 <SEP> 154 <SEP> 45,3 <SEP> 20,6
<tb> DU <SEP> <SEP> 47,79 <SEP> 22,98 <SEP> 583 <SEP> 33,91 <SEP> 862 <SEP> " <SEP> " <SEP> 45,0 <SEP> 20,4
<tb> 12 <SEP> " <SEP> 47,02 <SEP> 22,61 <SEP> 570 <SEP> 34,33 <SEP> 870 <SEP> 44,8 <SEP> 20,3
<tb> Canalisation
<tb> axiale <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb> de <SEP> 1/2"(12,7mm)
<tb> 13 <SEP> 2 <SEP> large-3 <SEP> jauge <SEP> amér.
<SEP> 44,70 <SEP> 21,50 <SEP> 545 <SEP> 35,82 <SEP> 910 <SEP> 1000 <SEP> 154 <SEP> 44,5 <SEP> 20,2
<tb>
EMI20.6
E 14 44,14 21,22 440 36,24 92 " x 44,3 20,1 15 * 43,65 21,00 532 26,67 .930 " 44,4 20,15
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TABLEAU (suite)
EMI21.1
<tb> Enroule- <SEP> Conducteurs <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> Longueur <SEP> effective <SEP> Diamètre <SEP> moyen <SEP> Densité <SEP> de <SEP> courant <SEP> Poids <SEP> des
<tb> .enta <SEP> spires <SEP> d'enroulement <SEP> conducteurs
<tb> pouces <SEP> mm <SEP> pouces <SEP> mm <SEP> amp/pouce <SEP> amp/cm2 <SEP> Ibs <SEP> kg
<tb> Canalisation
<tb> axiale <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb> de <SEP> 1/2"(12,7mm)
<tb> 16 <SEP> 2 <SEP> large-3-jauge <SEP> amer.
<SEP> 42,62 <SEP> 20,53 <SEP> 522 <SEP> 38,15 <SEP> 965 <SEP> 1100 <SEP> 170 <SEP> 45,3 <SEP> 20,6
<tb> 17 <SEP> " <SEP> 42,56 <SEP> 20,46 <SEP> 520 <SEP> 38,58 <SEP> 980 <SEP> " <SEP> " <SEP> 45,6 <SEP> 20,75
<tb> 18 <SEP> " <SEP> 42,55 <SEP> 20,45 <SEP> 519 <SEP> 39,00 <SEP> 990 <SEP> " <SEP> " <SEP> 46,1 <SEP> 20,95
<tb> Canalisation
<tb> axiale <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb> de <SEP> 1/2"(12,7mm)
<tb> 19 <SEP> 2 <SEP> large-3 <SEP> Jauge <SEP> aaér.
<SEP> 42,72 <SEP> 20,56 <SEP> 524 <SEP> 40,49 <SEP> 1030 <SEP> 1200 <SEP> 185 <SEP> 47,9 <SEP> 21,75
<tb> G <SEP> 20 <SEP> " <SEP> 42,89 <SEP> 20,62 <SEP> 526 <SEP> 40,91 <SEP> 1040 <SEP> " <SEP> " <SEP> 48,8 <SEP> 22,15
<tb> 21 <SEP> " <SEP> 43,10 <SEP> 20,74 <SEP> 528 <SEP> 41,34 <SEP> 1050 <SEP> " <SEP> " <SEP> 49,6 <SEP> 22,55
<tb>
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Le circuit-bouchon précité, bobiné avec au fil d'aluminum portant une aouble glaçure isolante, a une self -induction nominale de 1,5 millinenrys et un courant nominal de 1.600 ampères.
Le même appareil utilité comme réactance de limitation de courant a le* caractéristiques nominale, suivantest 60 H@, réactance de 565 ohms, courant de 1600 ampère., chute de tension de 904 volt , 1.447 KVAR.
Les diamètres moyens connus dans le tableau précédent ,sont obtenus en bobinant le fil d'un enroulement dans la gorge constituée par le vide entre les spires d'un enroulement adjacente
Quoique différentes forces d'exécution déterminée. de l'invention aient été décrites ci-dessus et représentées dans les dessins annexée, il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux détails de construction décrits et représentés sans sortir du cadre de la présente invention.