Blindage magnétique antiparasites. La présente invention concerne un blin dage magnétique antiparasites, notamment pour transformateurs basse fréquence.
Pour de tels transformateurs, le blindage assuré doit être efficace pour tous les para sites eo mpris dans, la bande, des fréquences transmises par le transformateur que l'oni dé sire protéger. Cette bande -de fréquences s'étend de $0 p. p. s. à 20 000 p. p. s. -environ pour les amplificateurs basse fréquence de qualité.
Leks, actions perturbatrices qui peuvent agir sur le circuit magnétique d'un transfor mateur résultent principalement de champs magnétiques ,généralement de fréquences basses, jusqu'à 1000 p. p. s. environ, leur origine étant ordinairement due aux réseaux d'alimentation à fréquence industrielle et leur fréquence étant, par suite, celle de ces réseaux ou une de -leurs fréquences harmoniques.
Pour :des champs perturbateurs de fré- quences plus élevées, il suffit d'un blindage constitué par un tube cond.ucteur :entourant le transformateur. Ce blindage est également électrostatique, mais- @du fait quo les champs électrostatiques perturbateurs en :
général sont très faibles, ce blindage, même constitué par du métal non parfaitement conducteur, est tout à fait suffisant.
Pour éliminer les parasites .dus à des champs magnétiques à fréquences indus- trielles ou harmoniques, il est par suite néces- saire de prévoir un blindage magnétique de transformateur constituant un court-circuit magnétique pour les champs extérieurs à ce blindage.
L'idéal, -dans ce cas, ,serait ,d@e placer le transformateur dans une cavité pratiquée dans une masse à forte perméabilité magné tique sans aucune communication avec l'exté rieur. Ceci n'étant pas réalisable, .on est ré duit à couper le blindage en deux parties, pour permettre l'intro@ductio:
n du transforma- teur à l'intérieur :de la cavité, mais alors le blindage n'est plus parfait du fait qu'il n'y a plus à proprement parler & -court-circuit magnétique. Si, en effet, on considère un tube de force des lignes de champ extérieures traversant le blindage, le maximum de variation de la différence de potentiel magnétique le long de s ce tube de force a lieu pour l'entrefer exis tant entre les deux portions du blindage.
La réluctance -des autres parties du tube de force demeure constante, à peu de chose près, et. est très faible par rapport à celle que présente l'entrefer.
L'action perturbatrice est fonction du champ magnétique existant dans l'intérieur du blindage et, par suite, de la, différence de potentiel magnétique entre les parties extrême du blindage. Cette différence de potentiel magnétique est, comme il a été indi qué précédemment, déterminée en grande partie par la présence de l'entrefer, où la dif férence de potentiel magnétique est. la plus 1 grande.
Pour un champ donné, la, différence de potentiel magnétique à l'emplacement de l'entrefer est d'autant plus réduite que la longueur de cet entrefer est petite et que sa surface est grande. Pour cela, il est usuel d'augmenter la surface de l'entrefer en don nant une épaisseur importante au blindage ou aux portions du blindage,en regard de l'entre fer, et eni usinant au mieux les surfaces, de ces portions.
De telles dispositions conduisent obliga toirement à des blindages d'un poids considé rable lorsqu'on désire obtenir une efficacité satisfaisante pour des transformateurs de qualité qui doivent être protégés contre l'ac tion perturbatrice de champs magnétiques à fréquence basse. Le matériau magnétique est de pl=us mal utilisé.
La présente invention a pour un de ses buts de prévoir des blindages magnétiques de faible épaisseur, donc de faible poids, mais de grande efficacité antiparasites, permet tant une meilleure utilisation du matériau magnétique.
Un autre but de l'invention est de prévoir des blindages magnétiques de structure telle qu'on puisse obtenir par un usinage facile une épaisseur d'entrefer très faible. Suivant l'invention, le blindage magnéti que, notamment pour transformateur basse fréquence, est caractérisé en ce qu'il comprend deux demi-boîtiers assemblés par emboîte- ment l'un dans l'autre et ayant une forme telle que la,
petite dimension de l'entrefer entre leurs surfaces en contact est pratique ment perpendiculaire à la direction .du mouve ment relatif des deux demi-boîtiers exécuté lors de leur assemblage, et en ce que la sur face de cet entrefer couvre la presque totalité de la hauteur du blindage.
Un tel blindage magnétique antiparasites peut consister en deux cylindres creux en matériau magnétique fermés à une extrémité et étroitement adaptés pour être emboîtés l'un dans l'autre sur toute leur hauteur, de ma-, mère à constituer un boîtier fermé, à .double paroi, l'un des fonds des cylindres étant pourvu de traversées de connexion étanches.
La surface do l'entrefer est ainsi accrue à sa dimension maximum, étant celle des .surfaces en contact, intérieure du cylindre externe et extérieure -du cylindre interne.
Ces cylindres sont de section droite circulaire, ce qui per met un usinage facile et très précis. La va leur de l'entrefer est réduite @à la demi-diffé- rence des @diaznètres extérieur et intérieur respectivement des deux cylindres, différence qui est prévue juste suffisante pour per mettre l'emboîtement de l'un à l'intérieur de l'autre.
Certains exemples de réalisation de l'objet de l'invention vont maintenant être décrits en relation avec les dessins annexés, dans les quels La fig. 1 représente en élévation, en partie f en coupe, et la fig. 2 en plan, couvercle en levé, un dispositif de blindage antiparasites monté avec transformateur et bornes de con nexion,
et la fig. 3 représente en élévation, en partie en coupe, et la fig. 4. en plan, le demi-boîtier cxtéri@eur enlevé, un autre @di@spositf de blin dage monté avec transformateur et bornes de connexion.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les fi-. 1 et 2, le transformateur, dont le bobinage est indiqué en 1 et le circuit magné tique en 11, est monté à l'intérieur de deux demi-baîtiers cylindriques 2,et 3 -en un métal magnétique approprié. Chaque boîtier possède unr fond 12 :
ou 13, et le boîtier 3 de plus petit diamètre est emboîté à l'intérieur du boîtier 2 de manière à ,constituer une enceinte pratique ment close. La fixation des deux demi-boîtiers est assurée,après mise en position au moyen de vis telles que 18.
Le transformateur est porté par le fond 13 du demi-boîtier 2, au moyen de plaques 10 dont dies rabattements 19 sont fixés dans le fond 13 par :des vis telles que 8. Ces: pla ques 10 sont convenablement ,découpées pour permettre l'insertion du bobinage 1 du trans formateur et s'errent entre elles .le circuit magnétique 11 grâce à :des vis ou boulons tels que 20.
Les connexions du transformateur passent à travers le fond 13 :du ,demi-boîtier 3 et vien nent se .connecter à des cosses telles que 17 sur lesquelles sont soudés les fils de câblage qui sortent et entrent,du capot 21 en passant saur les plaquettes de séparation 22.
Ces cosses et plaquettes sont fixées sur une plaque iso- l:aute 6 serrée sur le fond 13 au moyen de vis telles que 9 avec intercalation d'une plaque 23.
La fixation du capot 21, après câblage ,des i connexions, est assurée au moyen d'une vis imperdable 24 dont le bouton de commande est représenté en 7. Cette vis 24, dont la tige est guidée dans un bloc 25 fixé sur le capot <B>1,</B> vient ,se glisser dans la. plaque 23 et le 22 fond 13 du,derni-boitier 3.
Le demi-boîtier extérieur 2 porte, fixée sur fond, une plaque die montaige 30 permet tant la fixation de l'ensemble transformateur- blindage.
Dans l'exemple -de réalisation représenté sur les fig. 3 et 4, .la structure du blindage magnétique est la même que celle des fig. 1 et 2, ainsi d'ailleurs que, le mode de montage du transformateur à l'intérieur dru blindage. Les mêmes références numériques sont, par suite, données aux éléments correspondants.
Toutefois, si la disposition des fig. 1 et 2 était prévue pour que l'ensemble trarnsforma- teur-blinclage puisse être monté par l'arrière, grâce à la plaque -de montage 25, la .dispo#si- tio#n représentée sur lies fig. 3 et 4 est telle que la plaque de montage 26 se trouve sur l'avant du blindage.
Cette plaque est fixée sur le fond 13 ,du ,demi-boîtier intérieur 3 par des vis telles que 27, les vis 9 assurant -en même temps la fixation du bloc de bornes et .de plaquettes die connexion. Sur la fig. 3, on voit, .de plus,
en 28 l'une des ouvertures -du capot 21 qui permettent le passage des con- ducteurs de connexion .du transformateur.
Après insertion,dlu transformateur dans le blindage, le,demi-boîtier extérieur 2 est méca niquement rendu solidaire tdu transformateur par des vis, telles que 29 (non représentées SUT l'a fig. 1).
On voit qu'avec une telle -disposition die blindage, l'entrefer entre les deux ,coquilles ou demi-boîtiers mab,-nétiqu es ,est d'une épais seur minimum avec une surface maximum compatible avec l'encombrement imposé.
De plus, son épaisseur, qui .est égale à la demi différence du -diamètre extérieur du demi- boîtier intérieur et,du diamètre intérieur @du demi-boîtier externe, peut être réduite à une très faible valeur par un usinage simple des pièces constituant les demi-boîtiers en raison de leur forme cylindrique.
Les parois @de ces diemi-boîtiers. peuvent, en conséquence, à qua lité @de matériau magnétique égale, être prises plus minces que pour une structure de blin dage dans laquelle l'entrefer joue un rôle pri mordial dans le circuit magnétique en raison de on épaisseur et ,de son manque de surface.
Magnetic interference shielding. The present invention relates to an anti-interference magnetic shielding, in particular for low-frequency transformers.
For such transformers, the shielding provided must be effective for all the parameters included in the band of the frequencies transmitted by the transformer which it is desired to protect. This frequency band extends from $ 0 p. p. s. at 20,000 p. p. s. - approx for quality low frequency amplifiers.
Leks, disturbing actions which can act on the magnetic circuit of a transformer result mainly from magnetic fields, generally of low frequencies, up to 1000 p. p. s. approximately, their origin being usually due to power-frequency power supply networks and their frequency being, consequently, that of these networks or one of their harmonic frequencies.
For: disturbing fields of higher frequencies, a shield consisting of a conducting tube: surrounding the transformer is sufficient. This shielding is also electrostatic, but because of the fact that disturbing electrostatic fields in:
are generally very weak, this shielding, even consisting of metal which is not perfectly conductive, is quite sufficient.
In order to eliminate interference due to magnetic fields at industrial or harmonic frequencies, it is therefore necessary to provide a transformer magnetic shielding constituting a magnetic short-circuit for the fields external to this shielding.
The ideal, -in this case, would be, to place the transformer in a cavity made in a mass with high magnetic permeability without any communication with the outside. This not being possible, we have to cut the shielding into two parts, to allow the intro @ ductio:
n of the transformer inside: of the cavity, but then the shielding is no longer perfect due to the fact that there is no longer, strictly speaking, a magnetic short-circuit. If, in fact, we consider a force tube of the external field lines crossing the shielding, the maximum variation of the difference in magnetic potential along this pressure tube takes place for the air gap existing between the two portions. shielding.
The reluctance of the other parts of the pressure tube remains roughly constant and. is very small compared to that presented by the air gap.
The disturbing action is a function of the magnetic field existing in the interior of the shield and, consequently, of the difference in magnetic potential between the end parts of the shield. This difference in magnetic potential is, as has been indicated previously, determined in large part by the presence of the air gap, where the difference in magnetic potential is. the largest 1.
For a given field, the difference in magnetic potential at the location of the air gap is all the more reduced as the length of this air gap is small and its surface area is large. For this, it is usual to increase the surface area of the air gap by giving a significant thickness to the shielding or to the portions of the shielding, facing the between iron, and by machining the surfaces of these portions as well as possible.
Such arrangements necessarily lead to screenings of considerable weight when it is desired to obtain satisfactory efficiency for quality transformers which must be protected against the disturbing action of low frequency magnetic fields. The magnetic material is mostly misused.
One of the aims of the present invention is to provide magnetic shields of small thickness, therefore of low weight, but of great interference-suppressing efficiency, thus allowing better use of the magnetic material.
Another object of the invention is to provide magnetic shields with a structure such that a very low air gap thickness can be obtained by easy machining. According to the invention, the magnetic shielding, in particular for a low-frequency transformer, is characterized in that it comprises two half-boxes assembled by interlocking one into the other and having a shape such that the,
small dimension of the air gap between their contacting surfaces is practically perpendicular to the direction of the relative movement of the two half-housings carried out during their assembly, and in that the surface of this air gap covers almost all of the shield height.
Such a magnetic interference shielding may consist of two hollow cylinders of magnetic material closed at one end and closely adapted to be nested one inside the other over their entire height, from mother to constituting a closed housing, to. wall, one of the bottoms of the cylinders being provided with sealed connection bushings.
The air gap surface is thus increased to its maximum dimension, being that of the contacting surfaces, interior of the outer cylinder and exterior of the inner cylinder.
These cylinders have a circular cross section, which allows easy and very precise machining. The value of the air gap is reduced @ to half the difference of the @ outside and inside diazneters respectively of the two cylinders, a difference which is provided just sufficient to allow the fitting of one inside the 'other.
Certain embodiments of the object of the invention will now be described in relation to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows in elevation, partly in section, and FIG. 2 in plan, cover up, a noise shielding device fitted with transformer and connection terminals,
and fig. 3 shows in elevation, partly in section, and FIG. 4. in plan, the outer half-box removed, another shielding device mounted with transformer and connection terminals.
In the exemplary embodiment shown in fi-. 1 and 2, the transformer, the winding of which is indicated at 1 and the magnetic circuit at 11, is mounted inside two cylindrical half-bays 2, and 3 -in a suitable magnetic metal. Each case has a back 12:
or 13, and the housing 3 of smaller diameter is fitted inside the housing 2 so as to constitute a practically closed enclosure. The two half-boxes are secured, after positioning by means of screws such as 18.
The transformer is carried by the bottom 13 of the half-casing 2, by means of plates 10 of which dies flaps 19 are fixed in the bottom 13 by: screws such as 8. These: plates 10 are suitably cut to allow the insertion of the coil 1 of the transformer and wander between them. the magnetic circuit 11 thanks to: screws or bolts such as 20.
The transformer connections pass through the bottom 13: of the half-box 3 and come to connect to terminals such as 17 on which the wiring wires which exit and enter, from the cover 21 passing through the plates are welded. separation 22.
These terminals and plates are fixed on an insulated plate 6 clamped on the bottom 13 by means of screws such as 9 with the interposition of a plate 23.
The fixing of the cover 21, after wiring, of the i connections, is ensured by means of a captive screw 24, the control button of which is shown at 7. This screw 24, the rod of which is guided in a block 25 fixed to the cover <B> 1, </B> comes, slip into the. plate 23 and 22 bottom 13 of, last box 3.
The outer half-box 2 door, fixed on the bottom, a die-mounting plate 30 allows both the fixing of the transformer-shielding assembly.
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the structure of the magnetic shielding is the same as that of FIGS. 1 and 2, as well as the method of mounting the transformer inside the shielding. The same numerical references are, therefore, given to the corresponding elements.
However, if the arrangement of Figs. 1 and 2 were provided so that the trarnsformer-shielding assembly could be mounted from the rear, thanks to the mounting plate 25, the .dispo # position # n shown on the lies fig. 3 and 4 is such that the mounting plate 26 is on the front of the shield.
This plate is fixed on the bottom 13 of the inner half-casing 3 by screws such as 27, the screws 9 at the same time ensuring the fixing of the terminal block and of the connection plates. In fig. 3, we see, moreover,
at 28 one of the openings of the cover 21 which allow the passage of the connecting conductors of the transformer.
After insertion, of the transformer in the shielding, the outer half-box 2 is mechanically secured to the transformer by screws, such as 29 (not shown in fig. 1).
It can be seen that with such a shielding arrangement, the air gap between the two mab shells or half-housings, -nétiques, is of minimum thickness with a maximum surface area compatible with the size imposed.
In addition, its thickness, which .is equal to the half difference of the outer diameter of the inner half-case and, of the inner diameter of the outer half-case, can be reduced to a very low value by simple machining of the constituent parts. half-housings because of their cylindrical shape.
The walls of these semi-boxes. can, therefore, for equal quality of magnetic material, be made thinner than for a shield structure in which the air gap plays a primary role in the magnetic circuit due to its thickness and, its lack of area.