Transformateur à circuit magnétique fermé et à dispersion magnétique réglable. La présente invention est relative aux transformateurs à circuit magnétique métal lique fermé et à dispersion magnétique ré glable par déplacement continu de l'un des enroulements par rapport à un enroulement fixe, ces transformateurs étant utilisables dans les cas où on veut obtenir en charge une chute réactive de tension, par exemple pour la soudure à l'arc ou la soudure par résistance. Dans la soudure à l'arc, il est né cessaire en effet que l'on puisse faire varier le courant de soudure de façon continue entre des valeurs extrêmes embrassant la gamme des intensités dont on veut disposer suivant le métal et les dimensions des pièces à souder, le diamètre des baguettes et la nature de leur enrobage, etc.
De même en soudure par ré sistance, les transformateurs de ce type peu vent être employés avantageusement puis qu'ils permettent de régler le courant de sou dure notamment en fonction de l'épaisseur des pièces et de la nature des métaux qui les constituent. Dans les transformateurs de ce genre jus qu'ici réalisés, les bobinages des circuits pri maire et secondaire sont enroulés autour d'un circuit magnétique fermé, de forme rectangu laire ou annulaire, et l'on fait varier leur position relative en déplaçant l'un des enrou lements par rapport à l'autre qui est fixe.
La disposition rectangulaire nécessite un en combrement relativement grand pour assurer toutes les gammes de réglage voulues et la disposition annulaire présente en pratique le même inconvénient d'encombrement; en outre, elle présente certaines difficultés de fabrica tion ou nécessite le découpage entièrement curviligne des tôles du noyau, ce qui aug mente les frais de fabrication et donne lieu à des résidus de tôle pratiquement inutilisa bles.
Le transformateur établi suivant la pré sente invention a pour but d'éviter des in convénients et de concilier notamment un en combrement réduit avec une grande facilité d'exécution; ce transformateur est caractérisé en ce que son circuit magnétique fermé com- porte, d'une part, une partie incurvée, le long de laquelle peut se déplacer l'enroulement mobile, et, d'autre part, un ou plusieurs élé ments rectilignes réunissant les extrémités de cette partie incurvée.
De préférence, la partie incurvée du cir cuit magnétique a une forme qui permet le déplacement de la bobine mobile suivant un arc de cercle et; par exemple, suivant un demi-cercle et les éléments rectilignes sont constitués par deux noyaux parallèles et une culasse perpendiculaire à ces deux noyaux.
Pour réaliser une gamme déterminée de réglages avec le minimum de matières pre mières, il est avantageux de réduire le nom bre de tours de l'enroulement mobile et de monter en série avec cet enroulement mobile, un enroulement fixe ayant un nombre de tours égal à celui dont on a réduit l'enroule ment mobile, cet enroulement fige étant cou plé magnétiquement avec le premier enroule ment fige; ces deux enroulements fixes sont, par exemple, bobinés sur les parties parallèles opposées du circuit magnétique.
La fig. 1 des dessins annexés ci-joints re présente, schématiquement et à titre d'exem ple, un transformateur établi suivant l'inven tion et destiné à la soudure à l'arc.
Dans cette fig. 1, le circuit magnétique comprend une partie semi-circulaire 7 et deux noyaux 4 et 8 ; une culasse 9 ferme ce cir cuit. L'enroulement fige par rapport au cir cuit magnétique est représenté en 1 et entoure le noyau 4; il constitue le bobinage secon daire du transformateur et est relié à l'élec trode 2 et à la pièce à souder 3.
Le deuxième enroulement 5, qui est par conséquent le primaire, est relié à un - réseau de distribution; il peut pivoter autour d'un axe 6 en entourant la partie semi-circulaire 7 du circuit magnétique; cet axe pourrait d'ail leurs coïncider, comme sur la figure, avec le centre de la partie semi-circulaire du cir cuit magnétique, ou non.
Cet enroulement est établi et disposé de telle sorte qu'il puisse, dans son mouvement de rotation, aller de la position de couplage maximum avec l'enrou lement 1 à la position de couplage minimum; sur la fig. 1 l'enroulement mobile 5 est re présenté à la position de couplage maximum en traits pleins et à la position de couplage minimum en traits pointillés.
Ces deux valeurs extrêmes de couplage correspondent à une course angulaire de 180 de la bobine mobile.
Grâce à cette disposition du circuit ma- gnétique, on obtient, avec un encombrement réduit du transformateur, un couplage maxi mum très serré et un couplage minimum très lâche.
Les sections droites des diverses parties du circuit magnétique peuvent être Carrées, rectangulaires ou affecter toute autre forme reconnue avantageuse au point de vue de l'utilisation des matières premières ou de la facilité de construction.
La superficie de ses sections droites peut être constante ou bien varier de façon continue ou discontinue, notamment s'il est avantageux de créer le long du circuit magnétique des zones de plus ou moins grande saturation en vue d'obtenir certains modes de répartition des valeurs du courant secondaire en fonction des déplace ments angulaires du bobinage mobile.
A titre d'exemple, la fig. 2 représente un circuit magnétique comportant une culasse parallélipipédique 10 et deux noyaux 11 et 13 dont les sections droites respectives sont inégales, le noyau 11 ayant la plus grande section; une pièce incurvée 12 réunit les extrémités de ces noyaux et sa section dimi= nue progressivement depuis la section du noyau-<B>Il</B> jusqu'à la section du noyau 13.
La section du noyau Il a une forme en croix, ce qui est avantageux au point de vue (le l'utilisation de la surface de bobinage. La bobine fixe est située en 14, autour du noyau 11, et la bobine mobile est désignée' par 15';
lors du déplacement de la bobine mobile dans le sens de la flèche, l'espace libre entre la culasse 12 et la bobine mobile 15 va progres sivement en augmentant, ce qui a comme avantage, par rapport à un circuit magnéti que de section constante, de faire varier moins rapidement le courant dans les régions de couplage serré et, par conséquent, dans la gamme des plus fortes intensités, et de la faire varier plus rapidement dans la gamme des plus faibles intensités.
A titre d'exemple encore, la fig. 3 est re lative à une forme d'exécution d'un transfor mateur suivant l'invention, dans lequel l'un des circuits comporte en série un enroulement fixe et un enroulement mobile. Dans cette figure, le circuit magnétique comporte une culasse semi-circulaire 16. deux noyaux 17 et 18 et une culasse droite<B>19;</B> le primaire est constitué par deux bobines montées en<B>-</B> série: l'une 20 fixe, bobinée autour du noyau 17, l'autre mobile 21 pouvant tourner autour de l'axe 22 qui, dans l'exemple choisi, coïncide avec celui de la partie semi-circulaire du cir cuit magnétique.
Le secondaire est représenté en 23; on remarquera que l'effet de disper sion -maximum, obtenu lorsque les deux en roulements primaires 20 et 21 sont en posi tion de rapprochement maximum, dépend principalement du nombre total des spires primaires, tandis que l'effet minimum de dis persion, réalisé lorsque la bobine 21 est en position de rapprochement maximum de l'en roulement secondaire fixe, dépend principale ment des nombres de spires respectifs des bo binages 20 et 21. On peut donc, par un choix judicieux de ces nombres de spires,' obtenir les valeurs maximum et minimum du courant secondaire désirées, tout en gardant. si on le juge utile, une course angulaire de 180 .
Cette disposition présente en outre l'avan tage de réduire les dimensions et le poids de l'organe mobile et de conduire à une meil leure utilisation de l'espace disponible dans l'ouverture du circuit magnétique.
Les transformateurs conformes à l'inven tion peuvent être pourvus de bobinages com portant plusieurs prises pour permettre d'ob tenir plusieurs gammes de réglage ou plu sieurs valeurs de la tension à vide. On peut aussi associer ces transformateurs à d'autres appareils tels que bobines de réactance, capa cités. résistances, bobines d'équilibre pour montages trimonophasés, éléments redresseurs de courant, etc.
On peut également utiliser simultanément plusieurs de ces transforma- teurs pour constituer,des montages polypha sés, par exemple les montages triphasés=di- phasés pour soudure à l'arc.
Il est avantageux, pour certaines appli cations de ces transformateurs à dispersion, d'utiliser un support de la bobine établi de telle sorte que, sous l'action de la répulsion électromagnétique, la bobine mobile prenne un déplacement élastique par rapport à sa po sition d'équilibre à vide, ce qui permet de disposer pendant un temps très court, lors de la mise en charge, d'un courant plus intense que celui nécessaire lorsque le régime est éta bli.
Dans ce but, le dispositif mécanique qui rend la bobine -solidaire de l'axe de manoeu- vre peut soit être dépourvu de rigidité dans le sens des déplacements angulaires et être capable de déformations élastiques, soit com porter un système d'articulation et de res sorts, réglables au besoin.
Lors de la mise en charge, le courant s'établit à une certaine valeur correspondant à la position d'équilibre à vide, puis diminue progressivement jusqu'à ce que la bobine ait pris sous les- effets con jugués de son inertie, de la répulsion électro magnétique, de la tension élastique subie par le support et éventuellement de la -pesanteur, une nouvelle position d'équilibre.
La fig: 4 représente, schématiquement et à. titre d'exemple, une disposition permettant à, la bobine mobile d'exécuter des déplace ments élastiques par rapport à sa position d'équilibre à vide. Le support de la bobine 24 mobile le long du circuit magnétique 25 comporte une pièce 26 qui, sous l'action de l'organe de manaeuvre -de ce support, pivote autour de l'axe 27, et une pièce 28 qui sup porte la bobine mobile et est articulée en 29 sur la pièce 26;
cette pièce 28 peut pivoter entre deux butées 30 et 31. Un ressort 32 tend à appliquer la pièce 28 sur la butée 30; la tension -de ce ressort est réglable en dépla çant dans une rainure 33 pratiquée dans la pièce - 26 ' le bloc auquel est fixée une extré mité de ce ressort. Une masse pesante 34 est fixée à la pièce 28; elle a pour effet d'aug menter l'inertie de l'ensemble pivotant autour de l'articulation 29.
Lors de la mise en charge, la répulsion électromagnétique exer cée sur la bobine 24 a pour effet de la faire pivoter autour de cette articulation dans le sens indiqué par la flèche. Les dimensions intérieures de cette bobine permettent ce dé placement.
On peut aussi réaliser des transforma teurs conformes à l'invention dont les cir cuits électriques sont prévus pour plusieurs utilisations impliquant des caractéristiques électriques différentes. L'enroulement mobile qui se déplace le long de la partie incurvée du circuit magnétique peut alors être divisé en plusieurs sections indépendantes qui, avec au moins une des sections correspondantes de l'enroulement fixe, forment des circuits d'utilisation différents pouvant être simul tanément utilisés. Ces différentes sections de l'enroulement mobile sont de préférence mé caniquement solidaires et montées sur un même support mobile.
En particulier, un même transformateur peut être établi pour la soudure à l'arc et pour la soudure par résistance.
A titre d'exemple, la fig. 5 représente un transformateur prévu pour la soudure à l'arc et la soudure par résistance; l'appareil est uo#irvu d'un seul primaire constitué par les 'bobines fige 35 et mobile 36 montées en série. Le secondaire utilisé en soudure à l'arc est représenté en 37; il est bobiné sur le noyais opposé à celui sur lequel est bobiné l'enrou lement primaire fige.
Un deuxième secondaire 38 indépendant du premier, est bobiné con- c"ntriquement à l'enroulement 35; le nombre -le ses spires et leur section correspondent -vix tensions et intensités mises en jeu dans la soudure par résistance.
On remarquera que cet appareil a un fonctionnement identique en soudure à l'arc à celui représenté sur la fig. 3, le couplage minimum correspondant à la position de rap prochement maximum des enroulements pri maires. Par contre, en soudure par résistance, 1e couplage maximum, et par suite le courant maximum, est obtenu dans la position de rapprochement maximum des deux enroule ments primaires.