EP0070783A1 - Cale de bobinage - Google Patents

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EP0070783A1
EP0070783A1 EP82401349A EP82401349A EP0070783A1 EP 0070783 A1 EP0070783 A1 EP 0070783A1 EP 82401349 A EP82401349 A EP 82401349A EP 82401349 A EP82401349 A EP 82401349A EP 0070783 A1 EP0070783 A1 EP 0070783A1
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EP
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winding
recesses
wedge
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retaining elements
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/322—Insulating of coils, windings, or parts thereof the insulation forming channels for circulation of the fluid

Definitions

  • the present invention relates to a winding block for winding a winding wire on a magnetic core.
  • Such shims are generally of the type comprising an elongated body adapted to be placed in a corner on each corner of a core to allow direct winding of a wire on the latter.
  • These known wedges have the disadvantage of being heavy and expensive.
  • a first object of the present invention is to provide a shim, free from these drawbacks.
  • a second object of the present invention is to provide a shim allowing the separation of various winding layers or of various windings on the same core.
  • the various windings of a transformer or an inductor are generally wound on each other on a coil body.
  • armature which can be fitted onto a magnetic core of suitable dimensions and around which a first winding can be wound.
  • the cage has, at various points on its edges, slides projecting outwards, into which corner rods can be slid. These rods, arranged between each layer, thus allow a ventilation channel to be left between them.
  • This technique is not applicable for direct winding on a magnetic core, because in this case, we are just trying to do without a body or a winding cage.
  • the use of this technique involves the creation of a cage for each type of nucleus, which makes it relatively expensive consequence.
  • the invention proposes a wedge of the kind considered, characterized by the combination of at least two retaining elements projecting radially with recesses adapted to fit onto the retaining elements of an underlying wedge.
  • a shim 10 is formed of an elongated body. Having recesses 11 delimited by blanks 17, 17 'and closed at the ends by two end walls 12, 12'.
  • a median veil 14 is disposed between the walls 12, 12 ′ inside the body, so that said body is divided, lengthwise, into two symmetrical parts, the recesses 11 extending on either side and d other of said median veil.
  • the veil 14 is indented at 15 in its thickness, and the indentation 15 is in the form of a right isosceles triangle.
  • the recesses 11 are delimited by a plurality of transverse partitions 16, 16 'arranged inside the body between the web 14 and each of the blanks 17, 17', at regular intervals.
  • the lower edges 24, 24 'of the partitions 16, 16' cooperate with the notch 15 so that the edges 24, 24 'and the notch 15 form a right isosceles triangle whose the base is between the edges 25, 25 'of the blanks 17; 17 '.
  • the body is thus adapted to be placed in a corner on an edge, while being partially hollowed out.
  • each end of the body is provided with a retaining element 20, 20 ', projecting radially, in the form of cheeks, these cheeks being indented in their middle at 21, 21'.
  • the notches 21, 21 ' are rectangular.
  • the retains 20, 20 ' are offset from the ends of the body, so that the external faces 22, 22' of the retains 20, 20 'are substantially perpendicular to the internal faces 13, 13' of the walls 12, 12 '.
  • a shim is arranged in a corner on each edge of a magnetic core.
  • the winding wire is then spooled directly around the core fitted with shims.
  • the cheek-retained retainers 20,20 'prevent the winding wire from slipping, this avoiding having to attach the last turns of each layer, which saves winding time compared to techniques of prior art.
  • FIGS. 3 and 4 A second mode of use is illustrated in FIGS. 3 and 4.
  • Four wedges 31a, 31b, 31c, 31d are arranged in a corner on the edges 30a, 30b, 30c, 30d of a magnetic core 29.
  • wedges 33a, 33b, 33c, 33d respectively on the wedges 31a, 31b, 31c, 31d.
  • we will also do the same for the winding of a layer 36 thanks to the embedding of the shims 35a, 35b, 35c, 35d on the shims 33a, 33b, 33c, 33d.
  • the shims 31a to 31d, 33a to 33d, 35a to 35d are immobilized radially by the winding tension of the layers 32, 34, 36.
  • FIG. 4 it can also be seen that the retains 20 and 20 ′ of the shims 31 and 33 cooperate with the walls 12, 12 ′ of the shims 33 and 35, in. so that the wedges are immobilized with respect to each other in the longitudinal direction.
  • the various winding layers obtained are separated by ventilation channels 40, 41 and 42, thus making it possible to raise the current density in the winding wire compared to that possible in a conventional winding. where the various layers are glued to each other.
  • the shims cooperate with each other in such a way that they cannot slide over each other, thus fixing, once and for all, the winding layers in the desired position, without risk. to see, subsequently, these layers accidentally slide relative to each other, thus destroying the winding.
  • the wedge described in support of FIGS. 1 to 4, has been shown with a notch 15 in the form of a right isosceles triangle thus allowing the wedge wedge to be adapted to a core with rectangular section.
  • the shape of the notch 15 can be modified to allow the adaptation of the wedge on edges of cores whose planes form an angle other than 90 °.
  • the blanks 17, 17 'of the body cooperate with a median web 14 and partitions 16, 16', thus making it possible to produce a partially hollowed-out body.
  • the invention cannot be limited to the arrangement shown, a partially hollowed-out body which can be obtained by other means known to those skilled in the art.
  • the shape of the retainers 20, 20 ', indented at 21.21' has of course been determined as a function of the arrangement of the median web 14 and the blanks 17, 17 '. If this arrangement was modified, the shape of the retentions 20, 20 ′ would consequently be modified, so as to allow the cooperation described in support of FIGS. 3 and 4.

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Abstract

Cale de bobinage pour bobinage d'un fil de bobinage sur un noyau magnétique du genre comportant un corps allongé adapté à être placé en coin sur une arête dudit noyau, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux éléments saillants de retenue (22, 22') en combinaison avec des évidements (11) du corps adaptés à s'emboîter sur les éléments de retenue (22, 22') d'une cale sous-jacente. Application au bobinage direct sur un noyau de transformateur.

Description

  • La présente invention concerne une cale de bobinage pour bobinage d'un fil de bobinage sur un noyau magnétique.
  • De telles cales sont généralement du genre comportant un corps allongé adapté à être placé en coin sur chaque angle d' un noyau pour permettre le bobinage direct d'un fil sur ce dernier. Ces cales connues ont le désavantage d'être lourdes et onéreuses.
  • Aussi, un premier objet de la présente invention est de proposer une cale, exempte de ces inconvénients.
  • Un second objet de la présente invention est de proposer une cale permettant la séparation de diverses couches de bobinage ou de divers enroulements sur un même noyau.
  • En effet, selon les techniques usuelles, les divers enroulements d'un transformateur ou d'une inductance sont en général bobinés les uns sur les autres sur un corps de bobine.
  • L'emploi de ces techniques de bobinage limite la densité de courant admissible dans les enroulements à cause de la mauvaise qualité de dissipation thermique propre à ce type de bobinage.
  • Dans le but d'améliorer la dissipation, il a été proposé de séparer les couches de bobinage ou les enroulements et de laisser un canal de ventilation entre ceux-ci.
  • Il existe déjà des dispositifs permettant une telle séparation. En général, ils comportent une cage de bobinage composée d'une armature pouvant être emboîtée sur un noyau magnétique de dimensions appropriées et autour de laquelle un premier enroulement peut être bobiné.
  • La cage comporte en divers points de ses arêtes, des glissières en saillie vers l'extérieur, dans lesquelles peuvent être glissées des baguettes de coin. Ces baguettes, disposées entre chaque couche, permettent ainsi de laisser un canal de ventilation entre celles-ci.
  • Cette technique n'est pas applicable pour un bobinage direct sur un noyau magnétique, car dans ce cas, on cherche justement à se passer d'un corps ou d'une cage de bobinage. De plus, l'emploi de cette technique implique la réalisation d'une cage pour chaque type de noyau, ce qui la rend en conséquence relativement onéreuse.
  • L'invention propose dans ces perspectives, une cale du genre considéré, caractérisée par la combinaison d'au moins deux éléments de retenue en saillie radiale avec des évidements adaptés à s'emboîter sur les éléments de retenue d'une cale sous-jacente.
  • Tout en allégeant le corps de la cale, cette disposition permet un bobinage direct sur un noyau magnétique, plusieurs canaux de ventilation pouvant être ménagés entre les diverses couches du bobinage, sans corps de bobines ni cages de bobinage
  • Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
    • - la figure 1 est une vue de côté et en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2 d'une cale selon la présente invention:
    • - la figure 2 est une vue en élévation et en coupe partielle de la cale suivant la ligne II-II de la figure 1;
    • - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe partielle, tran.sversale et longitudinale illustrant l'utilisation de cales selon la présente invention.
  • Suivant la forme de réalisation choisie et représentée aux figures 1 à 4, une cale 10 est formée d'un corps allongé .présentant des évidements 11 délimités par des flans 17, 17' et fermé aux extrémités par deux parois terminales 12, 12'.
  • Un voile médian 14 est disposé entre les parois 12,12' à l'intérieur du corps, en sorte que ledit corps est divisé, dans le sens de la longueur, en deux parties symétriques, les évidements 11 s'étendant de part et d'autre dudit voile médian. Le voile 14 est échancré en 15 dans son épaisseur, et l'échancrure 15 est en forme de triangle isocèle rectangle.
  • Les évidements 11 sont délimités par une pluralité de cloisons transversales 16, 16' disposées à l'intérieur du corps entre le voile 14 et chacun des flans 17,17', à intervalles réguliers.
  • Les bords 24, 24' inférieurs des cloisons 16,16' coopèrent avec l'échancrure 15 en sorte que les bords 24, 24' et l'échancrure 15 forment un triangle isocèle rectangle dont la base est comprise entre les arêtes 25, 25' des flans 17; 17'. Le corps est ainsi adapté à être placé en coin sur une arête, tout en étant en partie évidé.
  • Suivant la forme de réalisation représentée, chaque extrémité du corps est munie d'un élément de retenue 20, 20', en saillie radiale, en forme de joues, ces joues étant échancrées en leur milieu en 21, 21'. Les échancrures 21, 21' sont rectangulaires. Les retenues 20, 20' sont décalées par rapport aux extrémités du corps, en sorte que les faces externes 22, 22' des retenues 20, 20' se trouvent sensiblement à l'aplomb des faces internes 13,13' des parois 12, 12'.
  • Sur les figures 3 et 4, il apparaît que la cale est remarquable par la combinaison des éléments saillants de retenue 20, 20', avec les évidements 11, adjacents aux parois 12, 12', qui sont adaptés à s'emboîter sur les éléments de retenue 20, 20' d'une cale sous-jacente, les éléments saillants de retenue 20, 20' présentant la forme de joue d'un profil complémentaire à celui des évidements 11, avec une échancrure 21, 21' d'emboîtement sur le voile médian 14 de la cale sous-jacente (voir par exemple l'encastrement de la cale 33a sur la cale 31a).
  • Suivant un premier mode d'utilisation de la cale décrite et représentée, une cale est disposée en coin sur chaque arête d'un noyau magnétique. On bobine alors directement le fil de bobinage autour du noyau muni des cales.
  • Les retenues 20,20', en forme de joues, empêchent le fil de bobinage de glisser, ceci évitant d'avoir à attacher les dernières spires de chaque couche, ce qui permet de gagner du temps de bobinage par rapport aux techniques de l'art antérieur.
  • Un second mode d'utilisation est illustré aux figures 3 et 4. Quatre cales 31a, 31b, 31c, 31d sont disposées en coin sur les arêtes 30a, 30b, 30c, 30d d'un noyau magnétique 29. On procède alors au bobinage d'une première couche 32. On encastre ensuite les cales 33a, 33b, 33c, 33d respectivement sur les cales 31a, 31b, 31c, 31d. On procède alors au bobinage d'une deuxième couche 34. Suivant l'exemple choisi et représenté, on va également procéder de même pour le bobinage d'une couche 36 grâce à l'encastrement des cales 35a, 35b, 35c, 35d sur les cales 33a, 33b, 33c, 33d.
  • Les cales 31a à 31d, 33a à 33d, 35a à 35d sont immobilisées radialement par la tension de bobinage des couches 32, 34, 36.
  • En figure 3, on peut voir que le voile médian 14 des diverses cales 22 et 35 coopère avec les échancrures 21 des retenues 20 respectivement des cales 31 et 33, assurant leur immobilisation relative en rotation.
  • En figure 4, on peut voir également que les retenues 20 et 20' des cales 31 et 33 coopèrent avec les parois 12, 12' des cales 33 et 35, en. sorte que les cales se trouvent immobilisées les unes par rapport aux autres en sens longitudinal.
  • Ainsi, suivant l'invention, les diverses couches de bobinage obtenues sont séparées par des canaux d'aération 40, 41 et 42, permettant ainsi d'élever la densité de courant dans le fil de bobinage par rapport à celle possible dans un bobinage classique où les diverses couches sont collées les unes aux autres.
  • De plus, suivant l'invention, les cales coopèrent les unes avec les autres de façon telle qu'elles ne peuvent glisser les unes sur les autres, fixant ainsi, une fois pour toutes, les couches de bobinage dans la position voulue, sans risque de voir, par la suite, ces couches glisser accidentellement les unes par rapport aux autres, détruisant ainsi le bobinage.
  • Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toutes variantes d'exécution, sans sortir pour autant du cadre de la présente invention.
  • En particulier, la cale, décrite à l'appui des figures 1 à 4, a été représentée avec une échancrure 15 en forme de triangle isocèle rectangle permettant ainsi l'adaptation de la cale en coin sur un noyau à section rectangulaire.
  • Il est bien évident que la forme de l'échancrure 15 peut être modifiée pour permettre l'adaptation de la cale sur des arêtes de noyaux dont les plans forment un angle autre que 900.
  • De plus, suivant la forme de réalisation représentée, les flans 17, 17' du corps coopèrent avec un voile médian 14 et des cloisons 16, 16', permettant ainsi de réaliser un corps partiellement évidé.
  • L'invention ne saurait se limiter à la disposition représentée, un corps partiellement évidé pouvant être obtenu par d'autres moyens connus de l'homme de l'art.
  • De même, la forme des retenues 20, 20', échancrées en 21,21', a bien entendu été déterminée en fonction de l'agencement du voile médian 14 et des flans 17, 17'. Si cet agencement était modifié, la forme des retenues 20, 20' le serait par voie de conséquence, de façon à permettre la coopération décrite à l'appui des figures 3 et 4.

Claims (5)

1- Cale de bobinage pour bobinage d'un fil de bobinage sur un noyau magnétique du genre comportant un corps allongé adapté à être placé en coin sur une arête dudit noyau, caractérisée en ce qu'elle comporte au moin.s deux éléments de retenue (20) en saillie radiale, en combinaison avec des évidements (11) du corps adaptés à s'emboîter sur les éléments de retenue (20, 20') d'une cale sous-jacente (31a, 33a).
2- Cale de bobinage selon la revendication l, caractérisée en ce que lesdits évidements (11) sont allongés et cloisonnés transversalement.
3- Cale de bobinage selon l'une des revendications 1, 2, caractérisée en ce que les évidements (11) s'étendent de part et d'autre d'un voile médian. (14).
4- Cale de bobinage selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits éléments saillants de retenue (20, 20') présentent la forme de joue d'un profil complémentaire à celui des évidements (11) avec une échancrure d'emboîtement (21) sur le voile médian (14) d'une cale suivante (33a, 35a).
5- Cale de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, les évidements (11) étant confinés par deux parois terminales (12, 12'), les éléments saillants de retenue (20, 20') sont disposés de telle sorte que leur face externe (22, 22') se place sensiblement à l'aplomb de la face interne (13, 13') de la paroi terminale (12, 12') correspondante.
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