Transformateur à réactance réglable. La réactance d'un transformateur est di rectement influencée par la valeur du flux de fuite, c'est-à-dire par le flux de dispersion, qui trouve son chemin essentiellement entre les enroulements primaire et secondaire, pour se fermer à travers l'espace ambiant et la car casse en tôles magnétiques. La valeur de ce flux de fuite est déterminée par les ampère- tours de l'enroulement secondaire et par la réluctance du circuit magnétique de fuite compris dans les enroulements, la réluctance dudit circuit en dehors de ceux-ci étant en effet négligeable.
Or, dans la généralité des transformateurs, l'espace entre les enroule ments est occupé par des corps peu perméables au flux magnétique, tels que de l'air ou de l'huile et des isolants fibreux.
Pour augmenter la réactance d'un trans formateur sans en exagérer les dimensions, il suffit donc de placer un corps à grande per méabilité magnétique entre les enroulements. Cette solution, réalisée par exemple par l'ad jonction de paquets de tôle dynamo, est con- nue depuis longtemps, notamment dans la construction des transformateurs destinés à l'alimentation des commutatrices compoun- dées.
Pour d'autres applications, en particulier pour la soudure électrique, il faut non seule ment que la réactance du transformateur soit réglable entre des limites très .étendues, mais encore que sa réactance minimum ait une va leur appréciable. On remplit la première de ces conditions en faisant varier la réluctance du circuit magnétique de fuite. Il est par exemple courant de disposer à cet effet entre les enroulements des paquets de tôle mobiles les uns par rapport aux autres, soit par rota tion, soit par translation. On introduit ainsi dans le circuit de fuite un ou plusieurs entre- fers réglables.
Les paquets de tôle mobiles dans lesquels le flux de fuite trouve son che min étant soumis à des efforts mécaniques pulsants d'une valeur considérable, il est tou tefois nécessaire d'en assurer l'immobilisation complète dans toutes les positions qu'ils sont appelés à occuper, ceci afin de les empêcher de vibrer. Il faut donc provoquer les déplace ments linéaires par exemple au moyen de tiges filetées ou prévoir des moyens de blo cage énergique dans le cas d'un déplacement par rotation, ce qui entraîne à une construc tion coûteuse.
Dans les appareils connus de ce genre, le flux de fuite se ferme, d'autre part, essentiel lement par les paquets de tôle mobiles et par le circuit magnétique principal du transfor mateur. Il en résulte que, pour les petits cou rants, l'entrefer entre le circuit magnétique principal et les paquets de tôle du circuit de fuite est très petit, de sorte qu'à vide, une partie du flux principal se ferme dans le cir cuit de fuite. De cela résulte une diminution de la tension secondaire à vide du transfor mateur, ce qui doit en particulier être évité dans les transformateurs de soudure.
L'objet de la présente invention est un transformateur à réactance réglable, utilisa ble en particulier comme transformateur de soudure et comportant au moins un circuit magnétique auxiliaire, indépendant du circuit magnétique du transformateur et embrassant les enroulements secondaires seulement, dans le but.
de livrer passage au flux de fuite, ce circuit auxiliaire présentant au moins un étranglement de section en regard duquel se trouve au moins un organe magnétiquement perméable, constituant, pour le flux de fuite, un passage supplémentaire, cet organe étant appliqué par ledit flux de fuite contre le cir cuit auxiliaire et un mouvement relatif de glissement dans le plan de contact étant pos sible entre cet organe et ledit. circuit auxi liaire, dans le but d'en varier la réluctance.
Cette application du ou des ponts magné tiques ainsi constitués contre un ou des cir cuits magnétiques auxiliaires par l'action du flux de fuite rend les moyens de blocage su perflus ou permet en tous les cas de réduire à fort peu de chose. D'autre part, le fait d'utiliser un ou des circuits auxiliaires em pêche d'avoir une tension secondaire â vide trop basse du transformateur. Le dessin annexé représente une forme d'exécution d'un transformateur selon l'inven tion, donnée à titre d'exemple, et quelques va riantes.
La fig. 1 est une vue de côté de ce trans formateur du type monophasé à deux noyaux bobinés, une partie des enroulements étant arrachée.
La fig. 2 correspond à une coupe selon 1.1-II de la fig. <B>1.</B>
La fig. 3 est une vue en plan correspon dante.
La fig. 4 montre une partie du circuit magnétique auxiliaire visible à la fig. 2, le pont. magnétiquement perméable occupant une autre position.
Les fig. 5 et 6 se rapportent à des va riantes.
Le transformateur représenté comprend un circuit magnétique 1 à deux noyaux bo binés, chaque noyau comportant un enroule ment primaire 2 et un enroulement secondaire 3. En plus de son circuit magnétique 1, il comprend un circuit magnétique auxiliaire 4 embrassant les enroulements secondaires seu lement, et dont le but est de livrer passàge au flux de fuite. Ce circuit auxiliaire 4 pré sente deux parties 5 et 6 où il y a étrangle ment de la section.
Ledit étranglement pour rait être obtenu par tout autre moyen que celui représenté, par exemple en perforant ou rainurant la tôle, ete.
Extérieurement à ces parties étranglées, situées chacune à. l'intérieur de l'un des en roulements secondaires 3, sont disposés des ponts magnétiques 7 appliqués latéralement contre les faces correspondantes du circuit auxiliaire, le long duquel on peut les faire glisser, par exemple dans le sens des flèches 8. Les moyens mécaniques permettant de provo quer ce glissement n'ont pas été représentés, ils peuvent être quelconques.
La fig. 4 représente une partie du circuit. magnétique auxiliaire 4 avec le pont 7 cor respondant déplacé hors de la position de sy métrie que ces organes occupent dans les fig. 1 à 3. Il est clair que dans ladite position de symétrie, la réluctance du circuit magnétique de fuite obtenu présentera sa valeur mini mum, tandis que dans la position représentée à la fig. 4, la réluctance se trouve augmentée.
Dans l'un comme dans l'autre cas, le flux de fuite empruntera de préférence le chemin conduisant par l'intérieur de la partie large du circuit auxiliaire et, en regard des parties étranglées, par l'intérieur des ponts, cherchant à éviter le plus possible ces parties étranglées, dont la réluctance est plus élevée. En particu lier, dans la fig. 2, le flux moyen suivra le chemin représenté en traits mixtes et désigné par 9. Or, il résulte de la forme de ce chemin, qui s'allonge pour passer dans le pont, alors que sa tendance serait de se raccourcir pour suivre le plus court chemin, que le flux appli que le pont 7 contre la face latérale corres pondante du circuit auxiliaire 4.
Si donc les deux faces latérales intéressées du circuit, ainsi que les faces correspondantes des ponts sont finement rabotées, on voit qu'il sera re lativement facile de faire glisser lesdits ponts. sans qu'il soit nécessaire de prévoir des moyens spéciaux d'immobilisation, puisqu'ils sont appliqués magnétiquement contre les surfaces de glissement.
Les fig. 1 à 3 correspondent donc à la réactance maximum du transformateur, la position de la fig. 4 à une réactance diminuée, laquelle deviendra minimum lorsque les ponts auront été déplacés de manière à ne plus pré senter de partie en regard des sections étran glées.
Il est évident que l'on pourrait inverse ment immobiliser les ponts 7 et déplacer le circuit 4.
En variante à l'exemple décrit, il est évi dent que l'on peut prévoir plus d'une partie étranglée par noyau du ou des circuits magné tiques auxiliaires. On pourrait également mu nir le ou les ponts d'une ou de plusieurs par ties étranglées, ou encore leur donner une sec tion variable suivant leur longueur, de ma nière à obtenir, lors de leur déplacement, une variation de la réluctance du circuit de fuite selon telle fonction particulière convenant à. un but proposé.
La fig. 5 montre un exemple de pont pré sentant une partie étranglée. Dans la posi tion représentée, ladite partie 10 du pont<B>Il</B> se trouve justement en regard de la partie étranglée 5 du circuit 4, ce qui correspond à la réactance minimum.
La force tendant à appliquer les ponts contre les parties correspondantes du circuit magnétique qui les supporte, devient naturel lement nulle chaque fois que le courant passe par zéro, ce qui peut donner lieu à une légère vibration de ces organes. Cet inconvénient est toutefois facile à supprimer, par exemple en reliant les deux ponts 7 de l'exemple décrit par un ou des ressorts tendant à les appliquer mécaniquement contre le circuit auxiliaire.
La fig. 6 représente une \solution électromagné tique également très simple et qui consiste à placer dans le circuit magnétique auxiliaire, à proximité de la partie étranglée et de la sur face de glissement du pont 12, une paire de barres 13 qu'il suffit de court-circuiter de manière à constituer une spire en court- circuit. Dès lors, il se produit un décalage entre la portion du flux de fuite traversant ladite spire et la portion de flux passant à côté, et le pont est constamment attiré.
Cette spire en court-circuit pourrait être placée également dans le pont 12 en 14. On pourrait enfin prévoir l'utilisation simultanée de ces deux spires ou d'autres encore.
On remarque également que le circuit ma gnétique auxiliaire dans lequel circule le flux de fuite étant indépendant du circuit magné tique proprement dit du transformateur, il n'a aucune influence sur la tension secondaire à vide de ce dernier.
Enfin, il est évident que l'invention s'ap pliquerait aussi bien à tm transformateur mo nophasé à un noyau bobiné ou encore à un transformateur triphasé à deux ou trois noyaux bobinés, etc.
Adjustable reactance transformer. The reactance of a transformer is directly influenced by the value of the leakage flux, that is to say by the dispersion flux, which finds its way mainly between the primary and secondary windings, to close through the ambient space and the car breaks into magnetic sheets. The value of this leakage flux is determined by the ampere-turns of the secondary winding and by the reluctance of the magnetic leakage circuit included in the windings, the reluctance of said circuit outside of them being in fact negligible.
However, in most transformers, the space between the windings is occupied by bodies which are not very permeable to magnetic flux, such as air or oil and fibrous insulators.
To increase the reactance of a transformer without exaggerating its dimensions, it is therefore sufficient to place a body with high magnetic permeability between the windings. This solution, achieved for example by adding dynamo sheet metal bundles, has been known for a long time, in particular in the construction of transformers intended for supplying compound switches.
For other applications, in particular for electric welding, it is not only necessary that the reactance of the transformer be adjustable between very wide limits, but also that its minimum reactance has an appreciable value. The first of these conditions is fulfilled by varying the reluctance of the magnetic leakage circuit. It is, for example, common practice to arrange for this purpose between the windings packets of sheet metal which are movable relative to each other, either by rotation or by translation. One or more adjustable air gaps are thus introduced into the leakage circuit.
The mobile sheet bundles in which the leakage flow finds its way being subjected to pulsating mechanical forces of considerable value, it is however necessary to ensure complete immobilization in all the positions that they are called. to occupy, this in order to prevent them from vibrating. It is therefore necessary to cause linear displacements, for example by means of threaded rods or to provide energetic locking means in the case of displacement by rotation, which results in an expensive construction.
In known devices of this type, the leakage flow is closed, on the other hand, essentially by the moving sheet metal packages and by the main magnetic circuit of the transformer. As a result, for small currents, the air gap between the main magnetic circuit and the sheet metal packets of the leakage circuit is very small, so that at no load, part of the main flux closes in the circuit. leak. This results in a reduction in the secondary no-load voltage of the transformer, which must in particular be avoided in welding transformers.
The object of the present invention is a transformer with adjustable reactance, usable in particular as a welding transformer and comprising at least one auxiliary magnetic circuit, independent of the magnetic circuit of the transformer and embracing the secondary windings only, for the purpose.
to provide passage to the leakage flow, this auxiliary circuit having at least one section constriction opposite which there is at least one magnetically permeable member, constituting, for the leakage flow, an additional passage, this member being applied by said flow of leakage against the auxiliary cir cuit and a relative sliding movement in the contact plane being possible between this member and said. auxiliary circuit, with the aim of varying its reluctance.
This application of the magnetic bridge or bridges thus formed against one or more auxiliary magnetic circuits by the action of the leakage flow makes the blocking means superfluous or in any case makes it possible to reduce to very little. On the other hand, the fact of using one or more auxiliary circuits prevents having too low a secondary voltage at no load of the transformer. The appended drawing represents an embodiment of a transformer according to the invention, given by way of example, and some variations.
Fig. 1 is a side view of this single-phase type transformer with two wound cores, part of the windings being cut away.
Fig. 2 corresponds to a section along 1.1-II of FIG. <B> 1. </B>
Fig. 3 is a corresponding plan view.
Fig. 4 shows part of the auxiliary magnetic circuit visible in FIG. 2, the bridge. magnetically permeable occupying another position.
Figs. 5 and 6 relate to variants.
The transformer shown comprises a magnetic circuit 1 with two wound cores, each core comprising a primary winding 2 and a secondary winding 3. In addition to its magnetic circuit 1, it comprises an auxiliary magnetic circuit 4 embracing the secondary windings only, and whose purpose is to deliver passàge to the leakage flow. This auxiliary circuit 4 has two parts 5 and 6 where there is a throttling of the section.
Said constriction could be obtained by any means other than that shown, for example by perforating or grooving the sheet, ete.
Externally to these constricted parts, each located at. inside one of the secondary bearings 3, are arranged magnetic bridges 7 applied laterally against the corresponding faces of the auxiliary circuit, along which they can be slid, for example in the direction of the arrows 8. The mechanical means allowing this slippage to be caused have not been shown, they can be any.
Fig. 4 represents part of the circuit. auxiliary magnetic 4 with the corresponding bridge 7 moved out of the symmetry position that these members occupy in FIGS. 1 to 3. It is clear that in said position of symmetry, the reluctance of the magnetic leakage circuit obtained will present its minimum value, while in the position shown in FIG. 4, the reluctance is increased.
In either case, the leakage flow will preferably take the path leading through the interior of the wide part of the auxiliary circuit and, facing the constricted portions, through the interior of the bridges, seeking to avoid as much as possible these strangled parts, whose reluctance is higher. In particular, in fig. 2, the average flow will follow the path represented in phantom and designated by 9. However, it results from the shape of this path, which lengthens to pass through the bridge, whereas its tendency would be to shorten to follow the most short path, that the flow applied that the bridge 7 against the corresponding side face of the auxiliary circuit 4.
If therefore the two interested side faces of the circuit, as well as the corresponding faces of the bridges are finely planed, we see that it will be relatively easy to slide said bridges. without it being necessary to provide special means of immobilization, since they are applied magnetically against the sliding surfaces.
Figs. 1 to 3 therefore correspond to the maximum reactance of the transformer, the position of fig. 4 at a reduced reactance, which will become minimum when the bridges have been moved so as to no longer present any part facing the closed sections.
It is obvious that we could, conversely, immobilize bridges 7 and move circuit 4.
As a variant of the example described, it is obvious that more than one throttled part per core of the auxiliary magnetic circuit or circuits can be provided. We could also move the bridge or bridges to one or more choked parts, or even give them a variable section according to their length, so as to obtain, during their displacement, a variation of the reluctance of the circuit. leak according to such particular function suitable for. a proposed goal.
Fig. 5 shows an example of a bridge with a constricted part. In the position shown, said part 10 of the <B> II </B> bridge is located precisely opposite the constricted part 5 of the circuit 4, which corresponds to the minimum reactance.
The force tending to apply the bridges against the corresponding parts of the magnetic circuit which supports them naturally becomes zero each time the current passes through zero, which can give rise to a slight vibration of these organs. This drawback is however easy to eliminate, for example by connecting the two bridges 7 of the example described by one or more springs tending to apply them mechanically against the auxiliary circuit.
Fig. 6 represents an electromagnetic solution also very simple and which consists in placing in the auxiliary magnetic circuit, near the constricted part and the sliding surface of the bridge 12, a pair of bars 13 which it suffices to short. circuit so as to form a short-circuited coil. Consequently, there is an offset between the portion of the leakage flow passing through said turn and the portion of flow passing alongside, and the bridge is constantly attracted.
This short-circuited coil could also be placed in the bridge 12 at 14. Finally, provision could be made for the simultaneous use of these two turns or others.
It is also noted that the auxiliary magnetic circuit in which the leakage flow circulates being independent of the magnetic circuit proper of the transformer, it has no influence on the secondary no-load voltage of the latter.
Finally, it is obvious that the invention would apply equally well to a single-phase transformer with a wound core or to a three-phase transformer with two or three wound cores, etc.