Brevet FR2173689A1 — publié le 19731012

L'invention se rapporte à un enroulement inducteur bobiné sur un noyau et entouré dtune carcasse magnétique formée par empilage d'éléments de tale. On connatt déjà des enroulements inducteurs de ce genre mais aucun ne possède les qualités techniques requises pour un prix de revient relativement réduit. Il existe bien des selfs dont le coût de fabrication est réduit par l'utilisation d'une carcasse constituée par deux demi-coquilles que l'on réunit autour du noyau bobiné, mais ces demi-coquilles, étant constituées par un assemblage d'éléments de tale pratiquement de la longueur du noyau et que l'on forme à la presse après empilage en vue de leur faire épouser la forme du noyau, ont tendance à etre le siège de courants de Foucault. On peut éliminer en partie ces courants entraidant des pertes inutiles par des perforations pratiquées dans la tale ou séparer les tales par une couche de vernis, matériau de faible conductivité thermique.Cependant dans ce cas la dissipation de la chaleur créée par les pertes par effet Joule dans le bobinage et à un degré moindre par les courants de Foucault et les pertes d'hystéresis créés dans le noyau est rendue difficile. On connatt encore des selfs formées d'un bobinage monté sur la partie verticale d'un empilement d'éléments de taie en forme de T, la carcasse étant constituée par un empilement d'éléments de tale en forme de U dont les parties internes des extrémités supérieures des branches viennent coiffer latéralement les extrémités de la branche horizontale de 1 rempilement en forme de T. Nais alors l'assemblage du noyau bobiné et de la carcasse est rendu plus délicat que lorsque celle-ci est formée par deux demi-coquilles. De plus, la formation des pièces en U et en T entratne lors du découpage de la tale des pertes de matière contribuant à accrottre le prix de revient. L'objet principal de l'invention est un enroulement inducteur monté sur noyau et entouré d'une carcasse magnétique formée par empilement d'éléments de tale découpés, perpendiculaires à l'axe du noyau, caractérisé en ce que la carcasse est formée par la réunion de deux demi-coquilles constituées chacune par un empilement d'éléments de tale, lesdits éléments ayant un profil interne présentant à chaque extrémité une partie appuyant sur une certaine longueur sur une extrémité du noyau, chaque paire d'extrémités voisines des profils externes des demi-coquilles étant pourvue d'une semelle indépendante coiffant l'extrémité correspondante du noyau et reliant entre elles lesdites extrémités voisines. Un tel enroulement inducteur, qu'il s'agisse d'une self ou d'un transformateur a l'avantage de pouvoir titre assemblé facilement, de diminuer les courants de Foucault dans la carcasse et de faciliter la dissipation de la chaleur produite par ltenroulement vers l'extérieur en raison de l'excellente conduction offerte par les éléments de tales de la carcasse disposés perpendiculairement à l'axe du noyau. De plus, chaque semelle peut jouer le ralle de moyen de fixation de l'enroulement inducteur sur tout appareil ou support désiré et peut servir également de support pour tout marquage désiré, besoin souvent impératif pour la mise en usage de ce type de composant électrique. Un autre objet de l'invention est un enroulement inducteur du type ainsi défini dont les éléments de tales constituant les demi-coquilles ont un profil externe présentant à chaque extrémité une forme en saillie. Cette structure facilite alors l'assemblage des demi-coquilles puisqu'il suffit de conformer deux bords opposés de chaque semelle venant coopérer avec les saillies des extrémités des demi-coquilles pour rendre ces demi-coquilles solidaires l'une de l'autre. ~ Un autre objet de l'invention est de réduire encore le cott de fabrication de l'enroulement par élimination pratiquement totale des pertes de métal résultant de la découpe des éléments de tale dont les empilements forment les demi-coquilles entourant le noyau par le découpage d'éléments dont le profil de la partie externe est juxtaposable au profil de sa partie interne, les bords des éléments joignant les extrémités de ces profils étant formés d'une partie rectiligne. I1 suffit donc de-découper ces pièces dans des bandes dont la largeur corresponde à la distance des bordures formées d'une partie rectiligne pour utiliser toute la bande sans perte de matière autre que deux petites chutes aux parties terminales de la bande. Un autre objet de l'invention est un enroulement de ce type dont chaque saillie est formée par un angle aigu dont un caté est confondu avec le bord rectiligne joignant l'extrémité du profil externe à l'extrémité du profil interne. On minimise de la sorte la dispersion du flux magnétique tout en constituant un moyen de fixation commode des semelles chargées de maintenir serrées les demi-coquilles contre le noyau bobiné. On remarquera encore que ce noyau est pratiquement entièrement contenu dans les deux demi-coquilles et que les petites parties situées dans l'axe du noyau non entourées par la carcasse, en raison de la correspondance existant entre les profils interne et externe, se trouvent en retrait par rapport aux semelles. De ce fait, le contact de l'assemblage d'une self de ce type avec l'appareil sur lequel elle peut titre utilisée s'effectue en dehors de l'influence du flux de dispersion provoqué par ltentreferS de sorte que l'on élimine tout risque de vibration du support de l'enroulement. Les selfs de ce type peuvent, dans ces conditions, ttre assemblées et réglées très aisément puisqu'il suffit de maintenir appliquées les femelles contre les parties rectilignes des demi-coquilles joignant les extrémités des profils interne et externe et de repousser en une seule opération les bords longitudinaux préformés des semelles pour leur faire recouvrir les angles prévus sur les profils externes des demi-coquilles.Afin d'obtenir le réglage désiré, il suffit de brancher la self aux appareils de mesure, de prévoir entre les surfaces terminales du noyau et les demi-coquilles une matière compressible pour le réglage de l'entrefer et de presser plus ou moins les demi-coquilles lors du recouvrement des bords longitudinaux des semelles contre les angles prévus aux extrémités des demi-coquilles jusqu'a ce que les appareils de mesure indiquent la valeur de self désirée. Enfin, il suffit de prévoir des semelles dont la longueur soit supérieure à celle des demi-coquilles pour que la tale repliée au-delà des coquilles retienne latéralement les demi-coquilles. On réalise ainsi en une seule opération l'assemblage et le réglage de la self. L'excellente fixation réalisée permet d'éviter tout collage éventuel des demi-coquilles ou toute soudure longitudinale quel que soit le mode de réalisation du noyau, que celui-ci soit constitué par un empilement d'éléments de tale transversaux ou longitudinaux. Les diverses caractéristiques de la self apparattront au cours de la lecture de la description suivante faite en référence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention. Sur le dessin : La figure 1 est une vue en coupe transversale d'une self, la figure 2 une vue en élévation d'une extrémité de la self, la figure 3 une vue latérale de la self, la figure 4 une vue en coupe transversale d'un enroulement à noyau formé d' éléments transversaux, la figure 5 une vue en coupe transversale d'un enroulement à noyau à éléments longitudinaux, et les figures 6 à 8 les vues en plan de trois types de découpe d'éléments de carcasse magnétique. La self représentée en coupe transversale à la figure 1 se compose d1un noyau 1 formé d'un empilement de plaquettes de tale découpées dont le profil est de préférence hexagonal et au moins symétrique par rapport à l'axe 2, de façon à diminuer les pertes de matière lors de la découpe de ces éléments dans des bandes de tale. Un bobinage 3 entoure le noyau 1 longitudinalement et laisse libres les surfaces terminales sur lesquelles est appliquée une couche élastique 4 qui peut titre par exemple un film de polytéréphtalate ou tout autre matériau compressible. Cette couche a pour but de créer un entrefer entre le noyau et la carcasse magnétique composée de plaquettes découpées 5 et 6 empilées les unes sur les autres pour former deux demi-coquilles entourant le noyau 1 et son bobinage 3. Dans l'exemple considéré, chaque plaquette 5 ou 6 possède un profil externe 5a ou 6a juxtaposable à son profil interne 5b ou 6b. Les profils externes se terminent par de petites parties rectilignes formant avec les cotés rectilignes 5c et 5d, ou 6c et 6d de petites saillies en forme d'angles aigus. Le maintien de l'ensemble noyau bobiné, demi-coquilles s'effectue à. laide des semelles 7 et 8 dont les bords 7a, 7b, 8a, 8b recouvrent respectivement les saillies portées aux extrémités des profils 5a et 6a au voisinage des cotés 5c et 6c et des profils 5a et 6a au voisinage des cotés 5d et 6d. Les parties vides 9 et 10 comprises entre le noyau 1, les plaquettes 5 et 6 et les semelles 7 et 8 correspondent à un domaine où le champ magnétique est négligeable en raison de la forme donnée aux plaquettes 5 et 6 qui prennent appui sur les surfaces du noyau 1 inclinées par rapport à l'axe 2. Les culots Il et 12, figure 3, peuvent contenir tous composants désirés pour réaliser un ensemble électrique déterminé. Le culot 12 est relié électriquement à une pièce de connexion 13 par les connexions 14. Lors de l'assemblage, il suffit de brancher la self sur le circuit de mesure désiré à l'aide de l'élément de connexion 13 raccordé en 14 à l'enroulement de la self, de repousser les bords 7a et 7b, figure 1, ainsi que 8a et 8b contre les éléments 5 et 6 et de comprimer ainsi plus ou moins le film 4 entre le noyau 1 et les demi-coquilles jusqu7à ce que les appareils de mesure indiquent la valeur de self désirée.En utilisant un outil approprié, on peut en mime temps repousser davantage les bords des semelles 7 et 8 se trouvant au-delà des demi-coquilles, de sorte que l'on réalise au moyen des parties 7c, 7d, 8c et 8d des décrochements empochant tout déplacement latéral des demicoquilles par rapport aux semelles. Bien que l'on ait décrit l'invention en se rapportant à un mode préféré de réalisation de la self, il va de soi que'on peut s'écarter plus ou moins des formes représentées sans pour autant se départir de l'esprit général de I'invention. C'est ainsi que l'on a représenté figures 4 et 5 deux enroulements identiques, les éléments de tales 5 et 6 formant les carcasses magnétiques ainsi que les semelles 7 et 8 ayant aussi méme configuration, les noyaux seuls ayant une structure différente. Dans la figure 4, le noyau est constitué par des éléments transversaux tels que 1, tandis que le noyau de la figure 5 est formé d'éléments de tale longitudinaux 15 apparaissant pour la clarté du dessin vus en bout et non en coupe. Dans l'un et l'autre cas, ces éléments peuvent titre découpés pratiquement sans perte. Les hexagones 1 peuvent en effet titre découpés par rangées perpendiculaires à l'axe 2 par exemple, les hexagones de deux rangées consécutives étant décalés d'une demi-largeur. Les plaquettes 15 étant rectangulaires, aucun décalage n'est à prévoir. Après assemblage des plaquettes 15, on peut mater les extrémités devant entrer en contact avec les éléments 5 et 6, ou avec un film de polytéréphtalate ou toute autre matière compressible, si l'on désire introduire un entrefer. De mme, les saillies du profil externe des éléments 5 et 6 pourraient avoir des formes les plus variées cependant que le profil du bobinage pourrait lui-mFme présenter une forme se rapprochant d'un bobinage à section rectangulaire ou triangulaire. A titre d'exemple, on a représenté figures 6, 7 et 8, trois formes d'éléments 16, 17 et 18 possèdant des profils différents et des saillies identiques. Les découpes de ces éléments sont faites sans perte dans les bandes de largeur appropriée 19, 20 et 21. REVENDICATIONS 10) Enroulement inducteur monté sur noyau et entouré d'une carcasse magnétique formée par empilement d'éléments de tale découpés, perpendiculaires à l'axe du noyau, caractérisé en ce que la carcasse est formée par la réunion de deux demi-coquilles constituées chacune par un empilement d'éléments de tale, lesdits éléments ayant un profil interne présentant à chaque extrémité une partie s'appuyant sur une certaine longueur sur une extrémité du noyau, chaque paire d'extrémités voisines des profils externes des demi-coquilles étant pourvue d'une semelle indépendante coiffant ltextrémité correspondante du noyau et reliant entre elles lesdites extrémités voisines. 20) Enroulement tel que revendique en 1 dont les éléments de tales constituant les demi-coquilles ont un profil externe présentant à chaque extrémité une forme en saillie. 30) Enroulement tel que revendiqué en 1 dont les plaquettes dtau moins une des demi-coquilles présentent un profil externe juxtaposable au profil interne. 40) Enroulement tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3 dont les parties du contour des plaquettes formant les demicoquilles et situées entre les profils externe et interne sont rectilignes. 5e) Enroulement tel que revendiqué en 4 dont chaque saillie est formée par un angle aigu dont un cdté est confondu avec le bord rectiligne joignant l'extrémité du profil externe à l'extrémité du profil interne. 6.) Enroulement tel que revendiqué en 1 dont les longueurs des semelles sont supérieures à la longueur des demi-coquilles et dont les bords longittidi naux des parties non en regard des saillies des profils externes sont recourbés pour servir de butée aux plaquettes externes. 7 ) Enroulement tel que revendiqué en 1 dont le noyau est constitué par l'empilement d'éléments de tale découpés en forme d'hexagone présentant un axe de symétrie passant par deux sommets opposés, chacun de ces sommets se trouvant situé entre une semelle et les extrémités des profils internes des plaquettes situées de part et d'autre du noyau. 80) Enroulement tel que revendiqué en 1 dont le noyau est constitué d'éléments de tale découpés en forme de rectangles de hauteur décroissante et empilés de façon à présenter une section en forme d'hexagone, chacune des extrémités de 1' élément central, de plus grande hauteur, étant située entre une semelle et les extrémités des profils internes des plaquettes situées de part et d'autre du noyau. 9 ) Enroulement tel que revendiqué en 8 dont les parties du noyau sans enroulement en regard des plaquettes de la carcasse magnétique sont matées pour présenter une surface aplanie. 100) Enroulement tel que revendiqué dans ltune quelconque des revendicao tions 1 à 9 comportant entre les parties rapprochées du noyau et les profils internes des éléments constituant la carcasse magnétique une matière compressible créant un entrefer fonction du serrage de chacune des semelles reliant les extrémités externes desdits éléments de la carcasse magnétique.