Brevet FR2021116A1 — publié le 19700717

Les circuits magnétiques pour transformateurs et selfs sont constitués, pour des grands appareillages, à partir de minces bandes rectilignes de tôle de métal magnétique doux, qui sont entrelacées de façon à former un encadrement avec une ou plusieurs ouvertures de forme rectangulaire dans lequelles sont placées les bobines d'enroulement. Pour des appareils à niveau d'isolement élevé et devant travailler sous de hautes tensions, beaucoup de place est nécessaire dans l'ouverture pour l'isolement entre l'enroulement et le circuit magnétique r qui est en général mis à la terre ou à la masse. La matière de noyau correspondant à cet espace forme en principe une matière inactive et devrait par conséquent ê- tre réduite autant que possible pour maintenir à une valeur réduite le prix de revient des matériaux et le poids de transport pour l'appareil fini. Dans les systèmes à courant alternatif triphasé sous hautes tensions de travail, on utilise normalement un isolement dit gradué, expression par laquelle il faut entendre que le niveau d'isolement à la sortie de phase des enroulements dans les transformateurs et les ses est supérieur au niveau d'isolement aux sorties , dites sorties zéro ou neutres , où l'enroulement est connecté au point neutre mis à la terre du système. Dans de tels cas, il convient d'appliquer la sortie de phase au milieu de la hauteur axiale de l'enroulement et d'agencer l'enroulement avec deux groupes connectés en parallèle, un à chaque extrémité de l'enroulement ,de telle sorte que l'on obtienne des sorties zéro aux deux plans d'extrémité 1i'épaisseur requise pour l'isolement sera par conséquent différente sur la longueur de l'enroulement.Ainsi, si le noyau est réalisé de la façon classique avec une ouverture rectangulaire, il existe une distance inutilement grande entre l'enroulement et le noyau aux coins, ce qui signifie une quantité inutilement importante de matière de- noyau Pour éviter ce désavantage, il a été proposé de donner- à la section transversale de l'enroulement une forme en diabolo , de telle sorte que l'enroulement a une plus petite section transversale en son centre, où la sortie de phase est située et où l'isolement le plus poussé est requis. Toutefois, ceci offre plusieurs inconvénients . L'ensemble de l'enroulement est constitué par plusieurs disques fabriqués séparément , qui sont empilés l'un au-dessus de l'autre , avec des épaisseurs d' isolement entre eux et qui sont connectés en série.Dans un enroulement en forme de diabolo , par conséquent, les disques doivent avoir une section transversale qui augmente progressivement du centre de l'enroulement vers l'extérieur ,c'est-à-dire que 1' enroulement est constitué par un grand nombre de disques à section transversale variable. Toutefois, les couches isolantes entre les disques doivent également avoir des sections transversales différentes , de même que les anneaux isolants entre l'enroulement et le noyau en fer. Tout ceci conduit à un prix de revient extrêmement élevé pour la fabrication de ce type d'enroulement. ta présente invention élimine tous les désavantages entraînées par les conceptions précitées du noyau et de l'enroulement. Suivant l'invention, le noyau a une forme telle que la largeur d'une ouverture mesuree suivant une direction perpendiculaire à l'axe de bobinage de l'enroulement envisagé varie et est maximum à l'opposé des parties de l'enroulement se trouvant sous la tension la plus élevée , alors qu'il est-minimum à l'opposé des parties de l'enroulement offrant la plus basse tension. D'autres détails. et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure I est une vue en perspective d'une self monghasée suivant 1'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale de la self de la figure 1. La figure 3 représente une self triphasée suivant l'invention. % La figure 4 représente un noyau de transformateur monophasé suivant l'invention. La figure 5 représente un noyau de self dans lequel la sortie de phase est disposée à un plan d'extrémité de l'enroulement, de telle sorte que le noyau est dissymétrique. A.la figurel,le noyau de la self est désigné par la référence 1. I1 est constitue en principe par une boîte ouverte au sonnet et à la base , avec une section transversale 1lexa- gonale et arec l'enroulement 2 dispose à l'intérieur de la bo tc La sortie à haute tension 3 de l'enroulement est situe au centre de celui-ci et à cloaque extrémité de l'enroulement est situe une sortie zéro 4. Les deux sorties zéro sont connectées entre elles à une sortie commune 5. On peut se rendre compte d'après le dessin que la distance entre l'enroulement 2 et le noyau 1 est maximum aux deux coins opposés en diagonale 6 et 7, où 1' isolement maximum est requis. La figure 2 est une vue en coupe horizontale de la self de la figure 1. La figure illustre le fait que l'enroulement 2 est constitué par plusieurs disques 20,21,22 etc et la sortie à haute tension 3 est connectée au disque central où la distance jusqutau noyau en fer est maximum. L'enroulement est ainsi constitué par deux moitiés connectées en parallèle qui. sont raccordées aux sorties 3 et 4.Un anneau isolant 8 est introduit entre les côtés de l'enroulement et le noyau. La moitié de gauche de la figure représente , en pointillé, la forme que le noyau aurait s'il avait été construit de la façon classiqueet;-lest évident d'après cette comparaison que lion obtient une réduction considérable du poids et du prix de revient en ramenant vers l'intérieur les coins du noyau, de telle sorte que les plans d'extrémité sont plus courts que la largeur maximum de l'ouverture à l'opposé de la sortie de pha- se 3. La réduction considérable du plan d'extrémité rend possible une réduction de l'épaisseur de la matière dans le plan d' extrémité sans qu'il y ait de danger que l'encadrement de noyau soit déformé par les forces de traction magnétiques survenant entre les plans d'extrémité. La figure 3 représente l'apparence d'une self triphasée réalisée suivant l'invention. La figure 4 représente l'application de l'invention à un noyau pour un transformateur monophasé En donnant une cou- bure aux bzaxies extérieures 10, les deux culasses 11 deviennent beaucoup plus courtes, avec pour résultat un gain considerable de tôle métallique dans le noyau. La figure 5 est une vue en coupe d'une self mono- phasée suivant l'invention, dans laquelle la sortie de phase et la sortie zéro sont agencées chacune à une extrémité de l'enroulement. Cette construction offre également un gain considérable en matière de noyau. I1 doit etre entendu que la présente invention n' est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modificatinns peuvent y être apportées. sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1. Circut magnétique feuilleté pour selfs, transformateurs , etc constitué par un encadrement de morceaux entrelacés de tôle métallique plane, cet encadrement offrant au moins une ouverture dans laquelle sont disposées des bobines d'enroulement , la section transversale de l'encadrement perpendiculairement au sens du flux du champ magnétique étant pratiquement rectangulaire, caractérisé en ce que la largeur d'une ouverture mesurée suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la bobine de l'enroulement envisagé varie-et est maximum à ltopposé des parties de l'enroulement qui sont soumises à la tension la plus élevée et minimum à l'opposé des parties de l'enroulement présentant la plus faible tension. 2. Circuit magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des ouvertures est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la bobine d'enroulement, au centre entre les plans dlextrémitédeIEnroule- ment et présente sa largeur maximum dans ce plan. 3. Circuit magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une ouverture est hexagonale.