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Z'invsim. w. tH apporte à un procédé pour la fabrication de corps de bobicer de transformateurs.
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Un problème important qui se pose dans la fabrication ,.., ,"1 des transformataure secs consiste à placer les enroulements des cuivre dans une matièreisolante du point de vue électrique de façon que même après une durée relativement longue d'exploitations
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et indépenda..'1Ullen', (/. .:?utres influences, on conserve une bonne résistance alix s.. ,.circuits , d'est-à-dire donc que l'iso- ";" lement d'une bobine à l'autre garde une grande valeur. Ces exigences ne aont pas satisfaites de manière suffisante jusqu'à
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présent dans les transformateurs secs connus.
On pont @@ un transformateur à haute fréquence dont la bobine prima @ ait enrobée dans une masse moulée ? de matière synthétlqus .talle que du polyéthylène ou du polystyrène La bobine secondsire est concentrique à la bobine primaire et
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consiste en ;.r: ., ,¯.,wmant unique sous forme d'un cylindre métallique, En plus, dans le voisinage immédiat de l'enroule- ment secondaire;en prévoit des dispositifs à travers lesquels circule un agent refreidissant, si bien que la ohaleur qui se dégage pendant le fonctionnement du transformateur, est éliminée de façon continue-, Ce transformateur à haute fréquence ,aveo une
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bobine primaire s.
(".J.G bée dans une masse moulée de matière synthé-' tique 9 demanda lons des dispositifs supplémentaires de refroi- dissement pour éliminer la chaleur.
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Il est connu aussi d'enrober de toutes parts des bobines dans de la résine coulée. En pratique, l'emploi de résine coulée comme matériau isolant ,par exemple dans le domaine des transformateurs secs, présente des inconvénients notables. Pour avoir un isolement électrique suffisant, c'est-à-dire pouvoir résister à une grande tension de rupture, il faut prévoir une ; couche isolante exagérément épaisse. Une couche isolante d'épais- seur notable a cependant l'inconvénient que, sans l'emploi de dispositifs de refroidissement particuliers, la ohaleur qui se dégage dans le transformateur à grande puissance ne peut plus être éliminée de façon suffisante.
Pour satisfaire à la condition d'une élimination de oha- leur suffisante , il faut des couches de résine coulée très minces. Mais avec celles-ci, la grandeur que l'on peut atteindre aveo la tension de rupture diminue au bout d'un certain temps d'exploitation. Des couches de résine coulée minces n'ont qu'une faible résistance mécanique ,si bien que par suite d'un choc ou de raisons analogues, il peut se produire facilement des fissures ,ce qui diminue considérablement l'isolement éleotri- que des bobines. La formation de fissures est d'ailleurs favori- sée encore par un changement fréquent passant du froid au chaud ou inversement , ce qui, d'autre part, détermine pourtant l'existence d'un transformateur. La formation de fissures dans les transformateurs constitue cependant une source de danger qu'il faut éliminer absolument.
Il résulte de ces considérations que lorsqu'on utilise de la résine coulée comme agent d'isolement électrique, la tension de rupture et la puissance électrique entraînent des conditions opposées entre elles quant à ce qui concerne l'épaisseur de la couche isolante. Aussi, l'emploi de résine coulée ,par exemple dans le domaine des transformateurs socs,
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dans lesquels on n'a prévu . aucun dispositif particulier de refroidissement, n'avait eu lieu jusqu'à présent que pour des buts d'isolation électrique pour lesquels on fixait soit la condition d'une faible puissance électrique, et d'une grande tension de rupture, soit, inversement, la condition d'une puissance électrique relativement grande et d'une faible tension de rupture.
Le but de l'invention est de fabriquer des corps de bobines de transformateurs où ,d'une part ,la tension de rupture même en exploitation prolongée, reste assez grande, et où, d'autre part, une élimination de chaleur suffisante est assurée même pour de grandes puissances électriques. D'au- tre part, les corps de bobines doivent posséder une grande résis- tance aux court-circuits.
Ce problème est résolu par un procédé pour la fabrication de corps de bobines de transformateurs qui se caractérisent, suivant l'invention, par le fait que sur un corps formant appui, tel qu'un cylindre métallique, on rapporte une couche de matériau électriquement isolant., qui, à l'é at non durci, est tendre, et déformable, et sur celle-ci, on agence un certain nombre de corps de pression superposés à la façon d'écaillée, constitués sous forme de plaques ou de plateaux, par exemple des lames de tôle puis, sur coux-ci, on agence un élément de serra- ge flexible tel qu'un câble ou un fil qu 'on fait passer une foie ou plusieurs foie autour des corps de pression ainsi qu'au- tour du cylindre et qu'on fixe à une extrémité ,
tandis que l'autre extrémité est pourvue d'un organe de traotion .comme par exemple d'un poids , qui augmente la densité de la couche de matériau ,laquelle durcit, et, après cela, on retire les corps de pression avec leurs accessoires et on peut mettre en place l'enroulement.
De cette façon, il est possible pour la
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prendra fos} f9 fabriquer das corps de bobines de tranafcréa- teurs avec uns coucha isclante relativement mince .dans les- quels est: assurée aussi bien une élimination suffisante de la chaleur développée pendant l'exploitation du transformateur qu'une pouche isolante qui, malgré la faiblesse de son épaisseur, possède une grande tension de rupture et la conserve , ainsi qu'une grande résistance mécanique , si bien que la formation de fissures par suite de chocs ou de raisons analogues ,ainsi que par l'effet de changements de température, se trouve prati- quement évitée.
Les corps de bobines de transformateurs fabri- qués par le procédé suivant l'invention présentent d'autre part une grande résistance aux impulsions de oourant pour une épais- seur de paroi relativement mince de la oouche isolante et pos- sèdent une grande sécurité de fonotionnement. Il faut remarquer d'autre part que pour l'exécution du procédé suivant l'invention, il ne faut pas utiliser de moyens compliqués et coûteux.
La oouche de matière isolante peut être prévue d'un côté ou des deux côtés de l'enroulement (demi-fabricat). En règle générale, on procède de façon telle que l'on fabrique une pre- mière couche isolante rendue dense , sur laquelle on pose l'en- roulement ,puis on fabrique une deuxième couche isolante rendue dense par dessus l'enroulement.
Une forme de réalisation particulièrement avantageuse du procédé prévoit que le corps de bobine ,muni des oorps soumis à pression par l'effet de la traction , soit chauffé, en parti- culier dans un four et qu'on exerce une traotion uniforme sur les corps de pression..
Il est avantageux de procéder de telle sorte que sur la première couche inférieure,constituée de préférence de polyes- ter et de matelas de fibres de verre ,on rapporte de façon connue en soi ,par exemple par enduisage, une couche de résine
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de polyester sur SI '- 1
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E.Yigîn, on enduit de résine ,olJd3: )a3Ja l'anroulamejit da cuivre , ce qui forme une autre coucha. La résine de polyester est utilisée à l'état liquide ou à l'état mou.
Après cela, on rapporte une autre couche ,telle qu'un enroulement da mate- las de fibre de verre , ou un mélange de matelas de fibre de verre et de polyester , puis on rend le tout dense à léaide dea corps de pression ,des câbles et du dispositif de traction, de préférence en chauffant.
Une variante de l'invention prévoit qu'au lieu de câbles on utilise des boucles de fil métallique ou des bandes. Les corps de pression .tels que des lames en forme d'écailles constituées de métal ,s'étendent, suivant un exemple de forme de ré&lisation préféré ,sur toute la longueur de la bobine oylindrique . De façon avantageuse, le corps d'appui ou de support qui reçoit le corps de la bobine et qui est un cylindre, par exemple un cylindre d'aoier, peut être pourvu de tourillons ou analogues de façon à ce que l'on puisse.le tourner dans un dispositif réoepteur ou de suspension.Suivant une autre con- formation ,on prévoit que ce cylindre d'aoier ou analogue ait une forme légèrement conique. On obtient ainsi que le corps de bobine terminé puisse être détaché facilement du cylindre après qu'il ait été rendu dense.
Le procédé suivant l'invention sera exposé à l'aide des dessins joints au présent mémoire ,qui représentent schémati- quement des exemples de forme de réalisation.
On y voit, en :
Figure 1 ,une vue longitudinale du corps de bobine ainsi que du cylindre ,aveo les bandes de tôle représentées aveo des arrachements.
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Figure 2, une coupe transversale dans la figure 1.d'où oh peut voir la disposition à la manière d'écaillée des lames de tôle.
Figure 3, une coupe en forme de secteur dans une bobine de transformateur terminée.
Sur un oylindre de fer ou d'acier 10 ,qui est légèrement oonique , on enroule en une ou plusieurs foie des matelas de fi- bre de verre imprégnée de rénine polyester ce qui constitue une oouohe isolante 11, Ces matelas de fibre de verre peuvent, suivant la puissance du transformateur ou suivant la oonstruo- tion du transformateur à fabriquer, être découpée d'avance avant leur report sur le oylindre. Ensuite (voir figure 2), on dispose des tôles en forme de bandes 12 les unes au-dessus des autres sur la oouohe 11, à la façon d'écaillée. Leur longueur correspond de préférence à la longueur du corps de la bobine.
La longueur des bandes de tôle peut aussi différer d'un cas à l'autre. La largeur des bandes de tôle est également variables on la règle d'après le rayon du oylindre d'aoier 10 ou d'après le rayon de la bobine , et encore d'après l'épaisseur de la tôle et la flexibilité qui en dépend ,éventuellement aussi d'après le matériau. D'après la figure 2, on voit que les ban- des de tôle 12 entourent complètement le corps de bobine.
On procède ensuite aux étapes d'éohauffement et de resserrement. On peut alors procéder en munissant le cylindre d'acier de brides à ses extrémités ,pour autant qu'il n'en porte pas déjà. En prolongement de l'axe longitudinal ,un tourillon dépasse de chaque côté ,par rapport à la bride. Le cylindre d'aoier est suspendu dans un four sur des tourillons, Cependant, avant de procéder à l'éohauffament, on dispose à la périphérie du cylindre ,sur les bandes de tôle 12, à des dis- tances déterminées qu'on règle d'après la grandeur de la bobine
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dans chaque cas, des câbles de fil métallique, des bandes ou analogues 13, en un ou plusieurs enroulements.
L'une des extré- mitée 14 du câble 13 est par exemple fixée au four 15 ,tandis que l'autre extrémité 16 est munie d'un poids 17, la grandeur du poids dépendant encore une fois de la grandeur de la bobine. ' Après que, comme on le voit aur la figure 1, le câble ou ana- logue ait été amené sur toute la longueur de la couche 11, on échauffe le corps de bobine ainsi que le cylindre d'acier , dans le four ,à une température d'environ 140 C par exemple.
La oouohe 11 se ramollit alors Les tôles disposées en écaillée 12 exercent, sous l'aotion de la traotion de l'organe de traction tel que le poids 17, une pression de toutes parts, en principe uniforme ,eur la couche ramollie 11, en sorte que celle-ci se oomprime ou devient plus dense. On règle alors la chaleur du four de telle façon que d'après les propriétés de la oouohe 11 ou de la résine polyester, de préférence complétée par un agent de durcissement, il se produise un durcissement et que la couche 11 se cuise pour former une masse solide.
Ensuite, on retire le cylindre 10 avec la couche iso- lante 11 après enlèvement des corps de pression et de leurs accessoires , et on porte le cylindre sur un banc d'enroulement ou analogue qui reçoit ses tourillons ,puis on le munit d'une couche relativement épaisse 18 de résine polyester , par exemple par enduieage. On procède ensuite à l'enroulement du cuivre 19a Le fil de ouivre peut présenter un profil prédéterminé. Ensuite, on apporte une autre oouohe 20 de résine polyester , par exemple à nouveau par enduisage. L'enroulement 19 est alors enrobé dans la résine polyester liquide ou molle des couches 18, 20.
Après cela, on dispose eur la couche 20 une oouohe 21 constituée par exemple de matelas de fibre de verre ou analogue,dont le maté- riau oorrespond à celui de la couche 11. Puis, on adapte à
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nouveau les lamelles de tôle 12 et le câble 13 ainsi que le poids 17 et on procède à une nouvelle étape de resserrement , de préférenoe à nouveau dans un f our ,en échauffant,et il se produit un durcissement.On a fabriqué alors un corps de bobine terminé pour transformateurs secs , qui porte une couche de part et d'autre.
L'enroulement de cuivre qui conduira le courant et dont une partie 19 ne représente qu'une partie d'enroulement , est isolé de façon impeccable, enrobé de toutes parts , et on peut alors facilement retirer le corps de bobine terminé du cylindre d'acier oonique 10. La bobine est à présent prête pour être introduite dans un transformateur.
Les éléments de connexion d'extrémité nécessaires ,ainsi que la prise positive ou négative du transformateur ,sont isolés de façon correspondante. Ces éléments aussi sont pris dans une masse pressée de couches de résine polyester isolante.
Dans ce cas, oependant, on n'utilise pas les lames de tôle 12, mais des lames de tôle d'autres formes ,qui s'adaptent à la forme des raccordements ou analogues.Ces corps de pression particuliers sont adaptés de façon convenable sur la couche de matière isolante avant que commencent réchauffement et le durcissement.