Brevet FR2128723A1 — publié le 19721020

La présente invention concerne un dispositif titans formateur de retour du spot, du type à bain d'huile, comprenant un récipient hermétique amélioré pour recevoir intérieurement un transformateur de retour du spot. 5 l'invention a pour but de fournir un dispositif trans formateur de retour du spot du type à bain d'huile, dans lequel la pression d'huile^à l'intérieur du récipient hermétique varie à peine avec les changements de tempéral-nre et, en outre, dans lequel il n'apparaît guère de capacité de fuite. 10 Dans un modèle connu de dispositif transformateur de re tour du spot du type à bain d'huile, le récipient hermétique qui contient le transformateur de retour du spot proprement dit est fabriqué, en métal, de telle sorte que les plaques latérales puissent se dilater et se creuser sous l'effet de la dilatation et de 15 la contraction dues aux variations du volume de l'huile contenue dans le récipient hermétique, en fonction des variations de température de l'huile. Mais cela donne lieu à une variation de la ca-pâcité entre la bobine et le récipient métallique du fait de la dilatation et de la dépression du métal, si bien que le bouclage du 20 transformateur de retour du spot ne peut pas être maintenu à un niveau normal. Ce bouclage excessif peut provoquer par exemple une réduction de la haute tension de sortie. En particulier, s'agissant de dispositifs du type comprenant une diode redresseuse à haute tension, la capacité entre la diode et la cuve en métal 25 peut donner lieu à une augmentation de là perte interne de la diode, à une irrégularité de la tension supportée par la diode et a d'autres phénomènes qui peuvent aboutir à un claquage prématuré de la diode. Pour éliminer ces défauts, il est nécessaire d'utiliser un récipient ayant des dimensions excessivement grandes. 30 Les dispositifs transformateurs de retour du spot du ty pe à bain d'huile classiques ont pour autr^inconvénient qu'en raison de la diminution de la distance d'isolement entre la borne de sortie haute tension ou la borne de sortie basse tension et le récipient métallique, la construction de ces dispositifs tend 35 à se compliquer lorsqu'on prend des dispositions pour s'assurer que les bornes respectives puissent supporter la tension. « 72 08015 La présente invention vise essentiellement àfenéd: La présente invention sera maintenant décrite en faisant référence aux dessins ci-annexés qui représentent des modes de 10 réalisation préférés de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale illustrant un mode de réalisation de l'invention. la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif transformateur de.retour du spot du type à bain d'huile, selon un au-15 tre mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est un graphe montrant la relation entre la variation de la pression d'huile interne et le rapport (V^/V-^) du volume total de l'ensemble contenu dans le dispositif transformateur de retour du spot à la capacité du récipient herméti-20 que. La figure 4 est un graphe montrant la relation entre la variation de la pression d'huile interne et le rapport cf/P du coefficient de dilatation thermique composite ©'"du volume de l'ensemble complet, y compris l'huile isolante, au coefficient de 25 dilatation thermique p de la capacité du récipient hermétique. Pour se référer tout d'"abord à la figure 1, le numéro .1 désigne un récipient hermétique de matière plastique, se composant de plaques latérales 2 en une matière plastique renforcée de longues fibres de verre, ainsi que d'une plaque de fond 3 et 30 d'un couvercle supérieur 4 qui sont en une matière plastique non renforcée. Par conséquent, l'épaisseur de la plaque de fond 3 et du couvercle supérieur 4 est supérieure, de trois à cinq fois, à celle des plaques latérales 2. Un transformateur de retour du spot 5 est fixé à la face inférieure du couvercle supérieur 4 au moyen! 35 de ferrures 6, tandis qu'une borne haute tension 7 et d'autres bornes 8, ainsi qu'un bouchon 9 pour fermer un orifice permettant d'introduire de l'huile sont formés à l'origine d'un seul tenant avec le couvercle s^^périeur 4. Le couvercle supérieur 4 est adap- ê 72 08015 3 2128723 té sùr la cuve hermétique 1, puis ces deux éléments sont liés l'un à l'autre au moyen, par exemple, de résine époxy, De cette manière le transformateur de retour 5 est immergé dans une huile isolante 10 et l'effet respiratoire de la cuve, en réponse aux variations 5 du volume d'huile se produit au niveau des plaques latérales 2. Conformément à l'invention, le récipient hermétique est fabriqué en matière plastique et, en même temps, la variation volumétrique, avec la température, de l'huile isolante introduite dans la cuve est absorbée par la différence entre la variation de 10 la capacité du récipient hermétique avec la température et la variation du volume de l'ensemble intérieur avec la température, ce qui réduit la pression d'huile interne exercée sur le récipient hermétique du fait de la variation du volume d'huile. En d'autres termes, si l'on désigne par Vq le volume 15 initial de l'huile isolante et par a le coefficient de dilatation thermique du volume de l'huile isolante par rapport au volume initial (Vq); si l'on désigne par la capacité initiale du récipient hermétique et par (3 le coefficient de dilatation thermique de la capacité du récipient par rapport à la capacité initiale (^q)î si 20 l'on désigne en outre par le volume total initial de l'ensemble intérieur comprenant le noyau de ferrite, les fils de cuivre et le matériau isolant, etc. et parole coefficient de dilatation thermique du volume total de l'ensemble intérieur par rapport au volume initial (V^,), on a, de façon générale, la relation 25 suivante : CD et la formule suivante s'applique également : \ = T0 + Vï 30 „ Afin: que le récipient hermétique puisse ne pas etre soumis à la pression d'huile interne du fait de variations de température, la variation de température étant désignée par T, la formule suivante doit être satisfaite : i 35 Vc il + pî)=70(l + jî) + VT (1 +^T:) (3) Ainsi, d'après les formules (2) et (3) ci-dessus, le rapport V^/Vç, est donné par la formule suivante : 72 08015 4 2128723 Vm a - p = (4) \ « -1 la figure 3 montre la relation entre la pression d'huile 5 interne appliquée au récipient hermétique et le rapport Ym/Yn ^ J. G obtenu par la formule (4), cette relation résultant des expériences menées effectivement. Comme on peut le voir sur la figure 3, si le rapport Y^/Yq est supérieur à 70 D'autre part, en appliquant les conditions mentionnées ci-dessus à la formule ^4), on peut établir le tracé de la figure 4 représentant la relation entre, d'une part, la pression d'huile interne appliquée au récipient hermétique du fait de variations de 15 la température et, d'autre part, le rapport du coefficient thermique composite cf du volume de l'ensemble contenu dans le récipient, y compris l'huile isolante, par-rapport au volume initial, au coef-fient thermique de dilatation p de la capacité du récipient hermétique cf étant donné par la formule suivante : 20 - Vn V.» ^ ^ = ( "y ^T~y ) « + ( y + — ) 0 î v0 T On peut voir sur cette figure que la variation de la pression d'huile interne avec la-température est faible si le rapport ci-dessus des deux coefficients de température satisfait à la relation cf/ P ^ 2. Dans ce cas, si la relation éf P^2 est satisfaite, la relation Y^/Y^^. 10% peut-aussi être satisfaite simultanément. De plus, tandis que le volume, le coefficient de dilatation thermique, etc. diffèrent d'après la conception d'un transforma- .. 30 teur de retour du spot, de telles différences sont suffisamment petites pour qu'elles puissent être négligées, eu égard aux conditions économiques ou autres du dispositif transformateur de retour du spot du type à bain d'huile. L'invention fournit deo dispositifs transformateurs de 35 retour du type à bain d'huile qui satisfont aux conditions mentionnées ci-dessus et un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit en référence a la figure 2. Sur cette figure, le 25 72 08015 5 2128723 numéro 11 désigne un récipient hermétique qui est fabriqué en résine époxy et dont la capacité et le coefficient de dilatation ^ —5 / thermique sont respectivement 225 cm"' et 5 o 10 /°G; 12 désigné un couvercle en résine époxy; 13 un transformateur de retour 5 du spot logé dans le récipient hermétique 11, se composant d'un noyau de ferrite 14, d'une bobine 15 et d'un support de bobine (non représenté). Le numéro 16 désigne un oxyde de métal, ayant g un volume de 60 cm , introduit entre le noyau de ferrite 14 et la bobine 15; 17, une diode à haute tension montée dans le réci-10 pient hermétique 11; 18, line pièce d'écartement disposée entre le transformateur de retour du spot 13 et la diode à haute tension 17, cette pièce d'écartement 18 étant en polypropylène et ayant pour rôle d'empêcher la transmission de chaleur à la diode à haute tension 17. Des fils conducteurs 19 et 20 aboutissent à 15 l'extérieur, par l'intermédiaire d'une borne haute tension 21 et de bornes basse tension 22. Le numéro 23 désigne une huile isolante introduite par un trou de remplissage d'huile 24 et remplissant le volume intérieur du récipient hermétique 11, cette huile isolante étant une huile au silicone dont le coefficient de dila-20 tation thermique (volume) est 9,0 . 10 ^/°C; 25 désigne une matière résineuse pour la fermeture étanche du trou à huile 24. Le volume total de l'ensemble intérieur, comprenant le noyau de ferrite 14, la bobine 15, les fils conducteurs 19 et 20, la. pièce d'écartement 18, l'oxyde de métal 16 et la diode à haute tension 17, ■z 25 est de 205 cm et son coefficient de dilatation thermique (volume) est 1,5 . 10~5/°C. Avec le dispositif selon le mode de réalisation ayant la structure décrite ci-dessus, les expériences menées ont montré que la variation de la pression d'huile interne pour une variation de 30 température de 50°C était presque nulle. Les expériences menées avec un dispositif transformateur de retour du spot du type à bain d'huile, presque identique au dispositif selon le second mode de réalisation décrit ci-dessus, à cette exception que la capacité du récipient hermétique 11 était 35 de 170 cm , sans utilisation d'oxyde de métal 16, ont également montré que la variation de la pression d'huile interne pour une variation de température de 50°C était presque nulle. ; k *y g- 72 08015 " Avec les dispositifs, réalisés selon les modes de ic-ali-sation décrits ci-dessus, le rapport du coefficient de dilatation thermique composite du volume de l'ensemble intérieur logé dans le récipient hermétique, y compris l'huile isolante, par rapport 5 au volume initial, au coefficient de dilatation thermique de la capacité du récipient hermétique par rapport à la capacité initial est maintenu au-dessous de 2,0, si bien que la variation de la pression d'huile interne avec la température est presque réduite à zéro, qu'il n'y a aucun risque de fuite d'huile ou d'in-10 cidents similaires et qu'étant donné que le récipient hermétique 11 est en résine époxy, une capacité de fuite ne peut guère apparaître et le récipient hermétique 11, la bobine 15 et les autres éléments peuvent être disposés au voisinage immédiat les uns des autres, delà rend le dispositif plus petit et plus compact, et 15 cela permet de réduire la quantité d'huile isolante,et simultanément on évite une variation du volume d'huile isolante avec la • l témpérature et, en conséquence, une variation des caractéristiques du transformateur de retour du spot. En outre, étant donné qu'il ne peut guère apparaître de capacité de fuite, il ne se produit 20 aucune réduction de l'aptitude de la diode à haute tension 17 à supporter la tension, ce qui se traduit par une amélioration de la fiabilité de cette diode 17. De plus, d'après" le second mode de réalisation, il est possible de simplifier la structure des tornes 21 et 22, ainsô^ue le-dessin de l'isolation intérieure. Autre 25 avantage, aucun système respiratoire n'est nécessaire. 'Par ailleurs, tandis que les récipients métalliques des dispositifs classiques sont formés de matériaux paramagnétiques tels que le laiton et - " l'aluminium, le récipient utilisé dans le dispositif de l'invention esVen une résine époxy, de sorte qu'il peut être fabriqué fa-30 cilement et à bon marché. Selon ce qui a été expliqué ci-dessus, dans le dispositif transformateur de retour du spot du type à bain d'huile de l'invention, le récipient hermétique est en matière plastique et le transformateur de retour du spot proprement dit est logé dans le 35 récipient hermétique; on en retire donc les avantages suivants : l) Une variation du volume d'huile ne peut pas provoquer une variation de la capacité de fuite induite dans la bobiné du trans 72 08015 7 2128723 formateur, ce qui permet lé maintien d'un niveau de bouclage normal. 2) La capacité de fuite induite dans la diode est beaucoup plus petite que dans le cas où l'on utilise un récipient métallique et 5 la chaleur engendrée par la diode est également faible. Ainsi, la tension supportée par la diode est pratiquement uniforme, ce qui se traduit par une amélioration notable de la fiabilité de la diode. 3) Etant donné que le récipient est en matière plastique, la 10 distance isolante de fuite superficielle de la borne de sortie haute tension peut être augmentée considérablement, ce qui élimine tout risque d'incidents dans le circuit haute tension par claquage ou similaire. 4) Etant donné qu'on utilise une matière plastique renforcée 15 pour le récipient, la résistance de celui-ci à la rupture par fatigue du fait du creusage et de la dilatation de ses parois latérales par suite de la variation du volume d'huile est améliorée considérablement, jusqu'à une valeur qui est supérieure, de 10 à 30 fois, à celle d'un récipient qui est entièrement formé d'une 20 matière plastique ordinaire. Etant donné que le coefficient de dilatation thermique de la matière plastique est "approximativement le même que celui de l'huile, il n'apparaît pratiquement aucune variation effective du volume d'huile exerçant une quelconque pression sur le 25 récipient. Pour cette raison, en comparaison du cas où on utilise un récipient métallique, la pression d'huile interne est considérablement réduite et l'étanchéité est améliorée. Par ailleurs, l'invention est caractérisée -par le fait que le rapport ( cf/P } du coefficient de dilatation thermique 30 composite cf âu volume de l'ensemble intérieur logé dans le récipient hermétique, y compris l'huile isolante, au coefficient de dilatation thermique p de la capacité du récipient hermétique est maintenu inférieur à 2,0, de sorte que l'invention offre les avantages suivants : 35 l) La pression d'huile interne varie à peine avec la température et il n'y a donc aucun risque de fuite d'huile ou similaires, ce qui se traduit par une amélioration de l'étanchéité. 72 08015 2128723 2) Etant donné qu'une capacité de fuite peut difficilement apparaître, le récipient hermétique, - la "bobine et les autres éléments peuvent être disposés au voisinage immédiat les uns des autres, ce qui rend le dispositif plus petit et plus compact. 3) Etant donné que le volume de l'huile isolante varie à peine avec la température, il n'apparaît aucune variation des caractéristiques du transformateur de retour du spot et la fiabilité de la diode à haute tension est également améliorée. 4) La construction des bornes est simplifiée et aucun système respiratoire n'est nécessaire; en outre, l'isolation intérieure est simplifiée. Ainsi, le dispositif est de construction simple et de fabrication peu coûteuse. i I 72 08015 9 2128723 - REVENDICATIONS - 1.-" * Dispositif transformateur de retour.du spot du type à bain d'huile, caractérisé par le fait qu'il comprend un récipient hermétique en matière plastique, contenant un ensemble transformateur qui comprend un transformateur de retour du spot 5 proprement dit et une huile isolante. 2.- Dispositif transformateur de retour du spot du type à bain d'huile, caractérisé par le fait qu'il comprend un récipient hermétique en matière plastique, les plaques latérales de ce récipient étant formées d'une matière plastique renforcée 10 d'un matériau fibreux, ce récipient contenant uofensemble transformateur comprenant un transformateur de retour du spot proprement dit et une huile isolante, l'effet respiratoire du récipient en réponse aux variations de volume de l'huile s'effectuant au niveau des plaques latérales. 15 3.- Dispositif transformateur de retour du spot du type à bain d'huile, caractérisé par le fait que le rapport cf/p du cdefficient de dilatation thermique composite cf du volume de la totalité de.1'ensemble interne logé dans un récipient hermétique en matière plastique contenant une huile isolante, par rapport au 20 volume initial, au coefficient de dilatation thermique p de la capacité de ce récipient hermétique par rapport à la capacité initiale, est maintenu au-dessous de 2,0. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'huile isolante est une huile au silicone. 25 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le récipient hermétique est en résine époxy. 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un garnissage est introduit entre le récipient hermétique et le transformateur de retour du spot.