Brevet FR2011902A1 — publié le 19700313

Les inductances à circuits magnétiques utilisables dans des circuits électriques de commande de moteurs, sont construites avec un circuit magnétique constitué par des tôles feuilletées en E et en I, les bobinages étant enroulés sur 5 le noyau central du circuit magnétique du type cuirassé» Pour obtenir plus d'une valeur d'inductance avec une structure déterminée, on utilise plusieurs bobinages ou bien les bobinages sont enroulés de façon à comporter des prises dont le nombre correspond à celui des valeurs d'inductance à obtenir. 10 On connaît déjà une application des inductances à un circuit de commande de vitesse d'un moteur fonctionnant en cyclo-convertisseur, l'ensemble de l'installation étant alimentée en monophasé. Dans ce dispositif, la valeur de 15 l'inductance, nécessaire pour une commande de ce type est choisie .en fonction du courant à pleine charge du moteur à commander. Plus le moteur est puissant, plus la valeur d'inductance requise est faible. Lorsqu'on désire utiliser une inductance à bobine unique pour une gamme de moteurs de puissances comprises entre 1 et 10 CV, 20 il est nécessaire de munir la bobine de prises. L'enroulement complet est utilisé pour le moteur de la puissance minimale et une partie seulement de l'enroulement est utilisée pour le moteur de la puissance maximal* de 10 CV, et on emploie ainsi environ 1/3 du nombre de spires de l'enroulement de la bobine pour le moteur de 25 10 CH. Cependant, dans cette construction, la bobine est plus coûteuse qu'une bobine conçue uniquement pour commander un moteur de 10 CV du fait que l'évidement ménagé dans le noyau doit 6tre choisi plus grand pour recevoir les enroulements 30 additionnels nécessaires pour le moteur de 1 CV. Une autre solution consisterait à utiliser trois enroulements identiques placés autour du noyau central. Dans ce cas, lorsque les trois enroulements sont branchés en parallèle, l'inductance a une valeur L. 35 Par contre, en branchant deux des enroulements en série l'inductance résultante est égale à quatre fois L tandis que, en branchant les trois enroulements en série, l'inductance totale est égale à neuf fois L. En utilisant trois enroulements, on obtient, par conséquent, des valeurs d'inductance 40 égales à L, 4- L ou 9 L. 69 06837 2 2011902 En outre, une commande de moteurs du type cyclo-convertisseur néoessite deux inductances séparées. Avec l'invention, il est possible d'obtenir des valeurs d'inductance de L, 2L, 4L et 8L avec un seul circuit magnétique en utilisant l'en» 5 roulement complet et, pour un mode de connexion, on a avec le même appareil , les deux inductances mentionnées ci-dessus* Vis à vis de ces inductances connues, la présente invention concerne une inductance à circuit magnétique caractérisée par ce qu'elle comprend un circuit magnétique du 10 type cuirassé comportant un noyau central et deux culasses extérieures ou plus, des enroulements séparés prévue sur chaque culasse extérieure et des bornes prévues à l'entrée et à la sortie des dltB enroulements, de manière que les enroulements puissent être bran-ohés suivant différentes combinaisons possibles. 15 L'invention concerne aussi les en sembles tels que cyclo-convertisseurs de commande d'un moteur à courant continu comprenant une inductance à circuit magnétique* La description ci-après se rapporte aux dessins ci-joints représentant un exemple de réalisation de 20 l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 montre la structure d'Inductances de types connus couramment utilisées dans des circuits électriques, - la figure 2 montre la structure 25 d'une inductance conforme à l'invention, - les figures 2a, 2b, 2c et 2d montrent schématiquement la structure d'inductance selon l'invention, chacune d'elles étant branchée de façon à obtenir une valeur différente d'inductance. 30 Dans la description ci-après on a conservé la définition habituelle des termes noyau et culasse, c'est-à-dire que le terme noyau correspond à la partie centrale d'un circuit magnétique, alors que le terme oulasse correspond aux parties latérales de ce circuit magnétique. 35 $ané la figure 1, on. a désigné par 1 et 2 des enroulements séparés placés autour du noyau central 3 du circuit magnétique 4 du type cuirasse. On a désigné par 5 et 6 les culasses extérieures et par A et B respectivement les bornes d'entrée et de sortie des enroulements 1 et 2. Lorsque les bornes 40 A sont reliées ensemble, de môme que les bornes B, l'inductance 69 06837 3 2011902 entre les bornes A et B a la valeur désignée par L. lorsque la "borne B de l'enroulement 1 est reliée à la borne A de l'enroulement 2, l'inductance entre la borne A de l'enroulement 1 et la borne B de l'enroulement 2 est égale à 4 1» 5 la section droite du noyau 3 du circuit magnétique est le double de celle de chacune des culasses extérieures 5 et 6. le flux magnétique engendré par la force magné-tomotrice des enroulements 1 et 2 passe dans le noyau central et se divise alors également entre les deux culasses extérieures» 10 la figure 2 montre schématiquement la structure d'une inductance réalisée selon l'invention» .le circroit magnétique 4 est feuilleté en forme de B ou de I .similaire à celui de la figure 1» 1'enroulement 7 est placé autour de la culasse extérieure 5 tandis que l'enroulement 8 est placé autour de la 15 culasse extérieure 6» On a désigné par 9 et 10 des bornes d'entrée et"de sortie de l'enroulement 7 et par 11 et 12 les bornes d'entrés et de sortie de l'enroulement 8, les figures 2a à 2d montrent les différentes manières dont les enroulements peuvent être branchés 20 pour obtenir différentes valeurs d'inductance. Star la figure 2a la borne 9 de l'enroulement 7 est reliée à la borne 11 de l'enroulement 8, tandis que la borne 10 de l'enroulement 7 est reliée à la borne 12 de l'enroulement 8. lorsque ces bobines sont reliées à un circuit externe de manière que du courant en provenance du circuit 25 externe soit appliqué aux bornes 9 et 11 et sorte des bobines par les bobines 10 et 12, le flux est produit par le courant passant dans l'enroulement 7 et se propage vers le haut dans la culasse extérieure 5» tandis que le courant passant dans l'enroulement 8 produit un flux se propageant vers le haut dans la culasse exté~ 30 rieure Ju les deux. flux, séparés ne coopèrent pas mais ils restent indépendants en s'écoulant chacun vers le bas dans le noyau central du circuit magnétique pour revenir dans leurs culasses respectives» l'inductance entre les bornes 9 et 10 des bobines branchées de cette manière a une valeur qui a été désignée par 1# 35 la figure 2b montre un second mode de connexion qui peut être utilisé avec les mêmes bobines» la borne 9 est reliée à la borne 12» la borne 10 est reliée à la borne 11. En reliant également les bornes 9 et 10 du circuit externe, un courant pénétrant par la borne 9 et passant dans l'enroulement 7 40 produit à nouveau un flux dirigé vers le haut par le noyau central 69 06837 4 2011902 5. Mais le courant pénétrant par la borne 12 produit simultanément un flux s*écoulant vers le bas dans la culasse extérieure 6. le flux est, dans ee cas, négligeable dans le noyau central puisque les deux flux en opposition dans ce noyau■s'annulent mutuellement. 5 la partie principale du flux .s5 écoule vers le haut dans la culasse 5 de manière à arriver à la partis supérieure du circuit magnétique puis elle s'écoule vers le bas dans la culasse 6 pour revenir ve:?3 le haut dans la culasse 5» Puisque les deux enroulements sont, an fait , branchés en parallèle et sont situés sur le même noyau 10, magnétique, 18 inductance de la combinaison est égale à l'inductance de l'un des enroulements et a, par conséquents la valeur de 2 L, o* est-à-dire la même valeur què lorsque chacun des enroulements est branché comme indiqué sur la figure 2a pour laquelle 11 inductance obtenue est égale à 21 ; mais, du fait que les enroulements 15 sont branchés en parallèle et sont effectivement séparés du point de vue magnétique, leur inductance combinée est égale à 1. la figura 2c montre un. troisième acli de coaaasioa possible des deux enroulement s• la borne 9 est "-c..is® à la bonis î2. Un courant en provenance d*un circuit .ester*» ÙQ us -it péïié bran» p ci.IL" tLxX borne 10 produit on. flux, dirigé vers le bas par la culasse 5, tandis que le courant pénétrant par la borne 12 -;•* .^assan l; dan*. ls enroulement 8 produit dans la culasse 6 un flux svoulant le bas* les flux sortant des deux culasses 5 et 6 lisent daïis le noyau central ea étant orientés vers le haut et £5 il.? reviennent ensuite vers le bas dans les culasses 5 et 6, les isos parcours de flux étant séparés sans qu'il existes par conséquent d'interaction entre les flux. L'enroulement 7a par conséquent une inductance égale à 2 L, comme l'enroulement 8. Puisque les en--» roulements sont branchés en série et qu'aucun couplage magnétique 30 n'existe entra euxj, l'inductance combinée est maintenant égale à 4 1. la figure 2d montre un autre mode de connexion possible® Des enroulements 7 et 8 sont branchés en série par liaison de la borne 9 à la borne 11. Les bornes 10 et 12 35 sont reliées au circuit externe. Puisque les enroulements sont placés sur le même noyau magnétique et coopèrent mutuellement„ 1censemble branché en série, qui présente un nombre de spires égal au double de celui d'un enroulement, a une inductance égale à 4 fois l'inductance d'un des enroulements ets puisqu'un enroulement a une 40 inductance égale à 2 1, les deux enroulements branchés en série ont BAD ORIGINAL 69 06837 5 2011902 une inductance égale à 81, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un circuit magnétique comportant deux culasses extérieures, comme décrit plus haut, mais elle peut être appliquée à un circuit 5 magnétique comportant un noyau central et trois culasses extérieures ou plus. En utilisant un nombre de culasses extérieures supérieur à 2, on augmente le nombre des combinaisons d'enroulements et, en conséquence, le nombre de valeurs d'inductances qui peuvent être obtenues avec une seule bobine est plus grand que celui pouvant être t 0 obtenu par la structure la plus simple décrite précédemment» les circuits magnétiques peuvent être formés de tôles feuilletées ou bien ils peuvent être moulés à partir d'une matière magnétique en poudre dont-la composition convient pour la fabrication d'inductances. Par exemple, des particules magnétiques finement divisées et mélangées 1 5 à un liant approprié ou des ferrites peuvent être utilisées en fonction. de l'application considérée* Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres for-20 mes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention* 69 06837 6 2011902 RETBNDIg ATI 0 If S 1°) Inductance à circuit magnétique caractérisée par ce qu'elle comprend tua circuit magnétique du type cuirassé comportant un noyau central et deux culasses extérieu-5 res ou plus, des enroulements séparés prévus sur chaque culasse extérieure et des bornes prévues à l'entrée et à la sortie des dits enroulements| de manière que les enroulements puissent être branchés salivant différentes combinaisons possibles, ce qui permet d'obtenir, à l'aide d'une seule inductance, plusieurs valeurs d1in- 10 ductance sans qu'il soit besoin de prévoir de prises intermédiaires sur les enroulement s. 2°) Inductance conforme à la revendication 1, caractérisée par ce qu' elle comprend deux culasses extérieures et un noyau central. 15 3°) Inductance conforme à la reven dication 2, caractérisée par ce que les enroulements sont branchée en parallèle de manière que le flux engendré dans le noyau central soit égal à la somme des flux passant dans chacune des culasses extérieures. 20 4°) Inductance conforme à la reven dication 2, caractérisée par ce que les enroulements sont branchés en parallèle de manière que le flux passant dans le noyau central soit égal à la différence entre les. flux.passant dans chacune des culasses extérieures* 25 5°) Inductance conforme à la reven dication 2, caractérisée par ce que les enroulements sont branchés en série de manière que le flux passant dans le noyau central soit égal à la somme des flux passant dans chacune des culasses extérieur res* 30 6°) Inductance suivant la revendica tion 2, caractérisée par ce que les enroulements sont branchés en. série de manière que le flux passant dans le noyau central soit nul. 7°) Inductance conforme à la revendi- 35 cation 2 caractérisée par ce que le circuit magnétique est formé de poudre de fer» 8°) Inductance conforme à la revendication 2 caractérisée par ce que le circuit magnétique est formé d'une ferrite. 40 90) Les ensembles tels que cyclo 69 06837 2011902 convertisseurs de commande d'un moteur à courant continu comprenant une inductance à circuit magnétique conforme à la revendication 1.