Brevet FR2090276A1 — publié le 19720114

Pour la commande du potentiel sur l'extrémité frontale des enroulements de transformateurs et bobines de réactance, il est connu d'utiliser non seulement des anneaux de blindage, mais aussi des spires d'extrémité à isolation renforcée, réalisées en spires ouvertes, parcourues par un courant. On connais également des anneaux fermés et non raccordés, dont le potentiel se règle en fonction des capacités. Alors que l'utilisation de spires ouvertes, parcourues par un courant, exige un important travail de brasage sur le banc de bobinage, l'emploi d'anneaux fermés et raccordés ne permet pas de maintenir sans difficulté une faible différence de potentiel AU entre l'anneau et l'enroulement parcouru par un courant. Le problème précité, que l'invention vise à résoudre, n'a pas encore reçu de solution satisfaisante, notamment parce qu'il n'est pas possible sans difficulté de réduire à volonté la différence de potentiel tU entre;une spire d'extrémité libre, non raccordée et à isolation renforcée, et une spire voisine parcourue par un courant. La figure 1 illustre les conditions de capacité et de tenson dans la zone d'extrémité d'un enroulement comportant une spire d'extrémité libre, non raccordée et à isolation renforcée. La différence de potentiel AU entre la spire d'extrémité libre 2 et la spire d'extrémité 1 parcourue par un courant est proportionnelle aux capacités c4 et c5, et inversement proportionnelle à la capacité c3. Les distances correspondantes sont désignées par 3, 4 et 5.La distance 3 ne peut pas etre réduite à volonté par suite de l'isolation renforcée de la spire d'extrémité libre 2, de sorte que la capacité c3 est souvent trop faible pour obtenir une différence de tension AU suffisamment faible. I1 serait concevable de réduire AU en augmentant la distance 4 au canal de dispersion ou la distance 5 à la culasse, mais ces mesures entrainent une dépense très élevée. L'invention permet d'éviter-ces difficultés.Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un conducteur non raccordé à l'enroulement est prévu, disposé parallèlement à l'enroulement sur une longueur L = e+ (n-l). rr.D afin de réduire la différence de potentiel par rapport à ce dernier, limité de chaque côté par des spires parcourues par un courant et s'étendant sur toute l'extrémité frontale de l'enroulement, du côté culasse, n étant le nombre arrondi à une valeur entière des spires d'extrémité sur une face frontale, D le diamètre moyen des spires d'extrémité et X la longueur du recouvrement entre l'extrdmité de la spire parcourue par le courant et le début du conducteur non raccordé.La longueur L est choisie d'autant plus grande que la différence de potentiel désirée entre le conducteur non raccordé et l'enroulement est plus faible, que la distance entre le métal des deux conducteurs sur l'extrémité frontale est plus grande et que la dimension radiale du conducteur non raccordé est plus faible. Le conducteur est ainsi inséré entre les spires parcourues par le courant, jusqu'à ce que la capacité c3 atteigne la valeur désirée, de sorte que tU est inférieure à la tension initiale entre le conducteur et la spire voisine parcourue par le courant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1, précédemment décrite, représente la distribution des capacités et tensions dans le cas d'une spire d'extrémité non raccordée; la figure 2 représente un exemple de réalisation selon l'invention, la coupe 11-12 correspondant à la disposition représentée à la figure 1; la figure 3 est une coupe 11-12 de la disposition suivant figure 4; la figure 4 représente une disposition à trois spires d'extrémité; les figures 5 et 6 représentent des exemples dans lesquels les capacités sont égales grâce à des longueurs différentes, et malgré la différence des épaisseurs d'isolation. Dans l'exemple de la figure 2, la longueur L est égale à la longueur de recouvrement g , ce qui est souvent suffisant dans le cas de conducteurs très larges ou ayant une faible surépaisseur d'isolation, dans les enroulements basse tension par exemple. Dans les enroulements haute tension, qui ont une faible largeur radiale et ne permettent par suite qu'une faible largeur du conducteur non raccordé, il y a avantage à introduire la spire d'extrémité dans l'enroulement, le long de plusieurs spires, de sorte que n spires d'extrémité sont bobinées en meme temps que le fil d'enroulement. Les figures 3 et 4 représentent un exemple avec n = 3. Sur les figures 1 à 4, les spires de l'enroulement parcourues par un courant sont désignées par 1, le conducteur non parcouru par un courant par 2, la distance entre les métaux du conducteur et de la spire parcourue par un courant par 3, les distances radiales au canal de dispersion par 4, les distances à la culasse par 5 et la culasse ou le métal le plus proche de la culasse par 8. Dans les enroulements à bobines, l'enroulement haute tension est désiré par 1 et l'enroulement basse tension par 7 (figure 1). Dans le cas des enroulements en couches, 1 et 7 désignent simplement les couches voisines du canal de dispersion. La réalisation de l'extrémité libre du conducteur non raccordé, sortant de l'enroulement, n'est pas représentée sur les figures. Elle est choisie en fonction des conditions particulières à chaque cas considéré. L'extrémité libre 2" peut ainsi etre isolée en dehors de l'enroulement, ou etre enroulée en un point approprié et demeurer nue. L'extrémité 2" du conducteur 2 située dans l'enroulement doit par contre être isolée de façon appropriée. Un remplissage isolant 2"' est nécessaire pour compenser la dimension radiale du conducteur 2; il est recommandé de la réaliser à l'aide de bandes de presspahn, insérées lors du bobinage comme les cales usuelles de compensation du pas. Le conducteur non raccordé, prévu selon l'invention, est inséré de préférence avec le fil d'enroulement normal, lors du bobinage. I1 est également possible d'utiliser pour le conducteur non raccordé à l'enroulement, dans la zone ou il est limité de chaque côté par des spires parcourues par le courant, un profilé spécial de plus grande largeur radiale et à isolation réduite en conséquence, ce qui permet de réduire la longueur introduite dans l'enroulement à une valeur relativement faible, tout en obtenant la capacité c3 requise. Cette autre caractéristique de l'invention est avantageusement applicable quand l'espace axial disponible est limité et la longueur du conducteur non raccordé, introduit dans l'enroulement, peut ainsi être limitée, de sorte que le nombre n de spires demeure faible et l'accroissement de la hauteur axiale de l'enroulement est négligeable.Les capacités c5 et c'5 sont égales dans les exemples représentés aux figures 5 ét 6, malgré la différence des épaisseurs d'isolation i E et i, et grâce à des longueurs-différentes L et L'. Une hauteur axiale plus faible du conducteur 21 et une réduction simultanée de l'épaisseur d'isolation à i = 4 iE permettent de limiter la longueur 4 iE L' du conducteur 21 à la figure 6 à moins de 2,5 fois la longueur L du conducteur 20 à la figure 5. On obtient ainsi, pour une même action, un gain notable d'encombrement et de matière. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositions qui viennent d'etre décrites uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Disposition pour la commande de tension sur l'extrémité frontale d'enroulements de transformateurs et bobines de réactance, ladite disposition étant caractérisée par un conducteur isolé, non raccordé à l'enroulement, parallèle aux spires de ce dernier dans la zone d'extrémité, introduit dans l'enroulement sur une longueur L et limité de part et d'autre de cette longueur L par des spires parcourues par un courant, la longueur L étant choisie en fonction de la capacité entre l'enroulement et le conducteur non parcouru par le courant, nécessaire à la commande de tension. 2. Disposition selon revendication 1, caractérisée en ce que le conducteur non parcouru par un courant couvre l'extrémité frontale de l'enroulement par rapport à la culasse. 3. Disposition selon revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le conducteur isolé et non raccordé à l'enroulement est constitué, sur la longueur L introduite dans l'enroulement, par un profilé différent de la partie du conducteur couvrant l'extrémité frontale de l'enroulement par rapport à la culasse, avec une largeur radiale métallique supérieure, mais une isolation moindre. 4. Disposition selon revendication 3, caractérisée en ce que la hauteur axiale de la partie de longueur L, introduite dans l'enroulement, est réduite par rapport à celle de la partie du conducteur couvrant l'extrémité frontale de l'enroulement par rapport à la culasse.