Brevet FR2173171A1 — publié le 19731005

La présente invention se rapporte aux bobines de self à circuit magnétique ouvert et, en particulier, aux selfs de lissage utilisées à bord de véhicules électriques dans des équipements électroniques de réglage du courant d'alinrenta- tion des moteurs de traction travaillant par impulsions. L'invention a pour objet une self de lissage d'un poids particulièrement: réduit, ce qui est très important pour un appareil installé à bord d'un véhicule. Suivant l'invention, un premier moyen d'obtenir une réduction de poids appréciable d'une self de ce genre consiste à utiliser un noyau magnétique constitué d'un empilage de tôles trapézoidales dont on inverse alternativement les deux côtés parallèles de façon à obtenir un noyau de forme générale parallélipipédique ayant, à chaque extrémité, un creux en forme de prisme triangulaire. Comme il a été constate, ces creux ne modifient pas sensiblement le coefficient de self d'une bobine placée autour du noyau par rapport à celui qu'on obtiendrait si ce dernier était un parallélipipède rectangle complet. On a constaté, d'autre part, qu'avec ce type de noyau,les lignes de force du champ magnétique produit par la bobine se rapprochent du noyau à ses extrémités plus fortement que si celui-ci était un parallélipipède rectangle de mêmes dimensions extérieures. Suivant l'invention, on exploite cette propriété en répartissant l'enroulement sur la hauteur du noyau de façon que le périmètre des spires extérieures soit progressivement réduit depuis celles entourant la partie centrale du noyau jusqu'à celles entourant les extrémités de cElui-ci. De cette façon, la surface délimitée par chaque spire extérieure est adaptée au mieux au flux qui la traverse et on obtient une réduction sensible de la longueur de la spire moyenne par rapport à une bobine de même nombre de spires de même section dont les spires extérieures ont toutes la même largeur.Il en résulte une réduction appréciable du poids de cuivre qui peut encore -être améliorée grâce au fait que la bobine présente une plus grande surface extérieure de refroidissement, ce qui permet d'adopter une section plus faible pour le conducteur de bobinage. La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à un exemple particulier de réalisation d'une self de lissage suivant l'inventinn. La figure 1 représente un noyau formé d'un empilage de tôles trapézoldales alternées 1 et 2 dont les côtés parallèles sont superposés, le grand côté de l'une au petit côté de l'autre et réciproquement; elles sont montrées écartées les unes des autres pour plus de clarté. Les tôles I et 2 sont identiques et obtenues à partir d'une bande de largeur 1 dont les extrémités sont découpées symétriquement à 450 par rapport aux bords parallèles de la bande. On obtient ainsi nn noyau magnétique de forme générale parallélipipédique dont chaque extrémité est amputée d'un volume prismatique égal à 12L, L étant l'épaisseur du Z paquet de toles, ce qui fait que le parallélipipède est réduit d'un volume total 12L, ce qui représente, en général, une fraction importante. Le court de la fabrication est également réduit par suite du poids moindre de tôle magnétique utilisée et le découpage en biseau n' occasionne aucune perte. La figure 2 représente une vue de profil d'une self équipée du noyau magnétique représenté à la figure 1. Sur ce noyau est enfilée une bobine 3 dont les spires sont bobinées en gradins symétriquement de part et d'autre d'une partie centrale par rapport à son plan médian perpendiculaire au noyau de façon que les spires extérieures se rétrécissent progressivement à mesure qu'elles sont éloi gnées de la partie centrale. On a constaté, par des mesures, qu'une self ainsi constituée a sensiblement le même coefficient de self que si elle était équipée d'une bobine d'un même nombre de spires qui aurait le profil représenté en pointillé et dont la longueur de la spire moyenne serait, par conséquent, plus grande, correspondant à un poids de cuivre plus élevé. Comme, d'autre part, la bobine représentée possede une plus grande surface extérieure de refroidissement, la section du conducteur de bobinage peut être réduite, ce qui conduit à un gain supplémentaire sur le poids de cuivre. On voit donc que l'emploi du noyau magnétique décrit qui, lui-même, a déjà un poids réduit par rapport à celui d'un noyau parallélipipédique de mêmes dimensions extérieures, a permis l'utilisation d'une bobine dont le poids est plus faible que celui d'une bobine classique. Cet effet de combinaison procure donc une self de poids total nettement plus faible que celui des selfs connues de mêmes caractéristiques électriques. La self représentée au dessin peut être fixée au moyen de pièces en coin 4 et 5 s'adaptant dans les creux prismatiques des extrémités du noyau et assemblées par des tiges 6 solidairsées avec des traverses de support 7 et 8. L'ensemble ainsi réalisé résiste très bien aux trépidations. La self décrite ci-dessus ayant un champ de dispersion s' étendant peu audelà de l'enroulement peut être entourée d'une virole fendue en acier, non représentée, servant d'écran magnétique et pouvant, en même temps, être utilisée comme gaine de ventilation. REVENDICATIONS 1. Self de lissage caractérisée en ce qu'une réduction importante de son poids total par rapport à eelui d'une self de type connu est obtenue par la combinaison d'un noyau magnétique constitué d'un empilage de tôles trapézoldales dont on inverse alternativement les deux côtés parallèles de façon à obtenir un noyau de forme générale parallélipipédique ayant, à chaque extrémité, un creux en forme de prisme triangulaire et d'une bobine dont le périmètre des spires extérieures est progressivement réduit, par enroulement en gradins, depuis celles entourant la partie centrale du noyau, symétriquement, jusqu a celles entourant les extrémités de celui-ci. 2. Self de lissage suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu, pour sa fixation, deux pièces de profil en forme de V épousant les creux prismatiques des extrémités du noyau magnétique et réunies par des tirants.