Brevet FR2223800A1 — publié le 19741025

La présente invention concerne un circuit magnétique constitué par un empilage de n circuits magnétiqueselémentaires ; chaque circuit magnétique élémentaire ayant p entrefers ; les n p entrefers de ces circuits élémentaires superposés étant décalés les uns par rapport aux autres et répartis sur la longueur du circuit magnétique à des intervalles égaux ou différents. Entre deux circuits élémentaires superposés est dispose un intercalaire non magnétique et isolant électrique de faible épaisseur. Un tel circuit magnétique permet, grace aux entrefers, de diminuer la perméabilité effective et l'induction rémanente, comme déjà connu. Mais à cet avantage s'ajoute celui de répartir régu- lièrement autour du circuit les flux de fuite provoqués par les entrefers. Avec les circuits magnétiques de l'art antérieur, les entrefers utilisés permettaient en effet de diminuer la perméabilité effective et l'induction rémanente mais, du fait de la localisation des entrefers, les flux de fuite étaient concentrés en des points déterminés et les circuits électriques coupiés aux circuits magnétiques étaient traverses par ces flux de fuite locaux dont l'influence rendait leur calcul difficile. D'autre part, de telles fuites magnétiques locales importantes pouvaient induire des tensions parasites dans les enroulements des bobines voisines ou créer de la diaphonie entre les circuits téléphoniques connectés à ces bobines. Un avantage du circuit magnétique, objet de l'invention, est donc de répartir plus uniformément les flux de fuite des entrefers le long du ou des enroulements couplés au circuit magnétique. En particulier dans le cas où les circuits électriques, cou plés par le circuit magnétique, sont constitués par les enroulements d1un transformateur, l'action des flux de fuite sur chaque enroulement du transformateur est proportionnelle à la surface de recouvrement du circuit magnétique par cet enroulement.Plus parti culièrement si le circuit magnétique est coatitué d'un tore obtenu par ltempilement de n tores éIémentaires, chaque tore élémentaire comportant p entrefers, les n p entrefers des tares superposés étant décalés sur le circuit à des intervalles égaux les uns des autres correspondant à un angle de décalage de 2 lt/np, si à ce circuit magnétique ainsi constitué sont couplés des enroulements, chaque enroulement occupant une partie du tore, l'action du flux de fuite sur les enroulements est proportionnelle a la surface de recouvrement du tore par chaque enroulement.Si sur ce circuit sont couplés deux enroulements identiques d'un transformateur, l'action du flux de fuite sur ces deux enroulements primaire et secondaire est identique et ce flux de fuite est reparti uniformément autour du circuit et ne stéchappe pas localement en un flux de forte inten situé pouvant induire des tensions parasites dans les enroulements des bobines voisines. Les caractéristiques et les avantages du circuit magnétique selon l'invention sont mis en évidence au cours de la description qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures données en annexe. La figure 1 représente un circuit magnétique en forme de tore réalisé conformément à la présente invention. Sur cette figure n tores 1 possèdent chacun p entrefers 2, les tores superposés étant séparés par un intercalaire 3. A titre d'exemple non limitatif dans le cas représenté sur cette figure 1 n = 4 p = 5 et le nombre n-l d'intercalaires est de trois. Une des principales applications du circuit magnétique selon l'invention est la réalisation des translateurs téléphoniques utili sés pour la transmission des impulsions d'appel0 La présente inven tion permet d1améliorer.la qualité des impulsions d'appel transmi ses par ces translateurs. Les translateurs sont des transformateurs placés aux extrémi- tés des quartes d'un cible pour assurer la liaison entre ces quartes et les équipements des stations et, en marne temps, pour établir une séparation électrique qui protège les équipements contre les ten sions induites dans le cabrez Ils sont formés d'un circuit magnétique en forme de tore sur lequel ont été bobinés 2 enroulements, l'un relié au câble, l'autre connecté aux fils qui proviennent des équipements de la station. Outre la transmission des fréquences vocales des conversations, les translateurs doivent également, dans le cas de circuits à 2 voies, transmettre la fréquence de 50 pps utilisée pour les appels. Cette fréquence est émise sous une tension relativement élevée, 75 volts, qui, du fait de la basse fréquence du courant, provoque à l'inté rieur des circuits magnétiques des translateurs une induction voi sine de l'induction de saturation. Depuis quelques années ces translateurs doivent également transmettre les trains dtimpulsions créés par les cadrans des usagers au Omoment de l'appel dtuncorrespondant. Cette transmission se fait à travers le câble par l'intermédiaire du courant d'appel à 50 pps qui, découpé en impulsions de meme longueur, est redressé en fin de ligne pour redonner les impulsions d'origine. Pour que la retransmission soit correcte, il est nécessaire que les trains d'impulsions1 ainsi reconstitués, différent très peu des trains créés à 11 émission. Une des causes de la distorsion qui est constatée dans la transmission des impulsions d'appel est l'induction rémanente qui demeure dans le circuit magnétique du translateur après la coupure du courant correspondant à cette impulsion et dont la valeur est souvent voisine de l'induction de saturation du circuit0 Si cette induction rémanente se trouve en phase avec l'induction créée à ltémission d'une nouvelle impulsion, aucun effet inductif n'aura lieu jusqutà ce que la valeur de cette dernière induction ait dépassé la valeur de l'induction rémanente ou ait changé de sens. Il en résultera donc un retard variable d'une impulsion'à l'autre dans la transmission de cette impulsion par le translateur. Pour diminuer cette induction rémanente il est connu d'intro- duire des entrefers sur le circuit magnétique du noyau du translateur. L'introduction de ces entrefers diminue la perméabilité effective du circuit, ce qui entraîne une diminution correspondante de l'induction rémanente. Dans le cas du translateur et conformément à l'invention le noyau du translateur pourra comprendre deux tores élémentaires (n = 2) chaque tore ayant deux entrefers (p = 2), les entrefers des deux tores superposés étant alors décalés de ri/2, Cette disposition correspondant au cas simple de n = 2 et p = 2 permet de réali- ser un circuit magnétique économique. Les améliorations obtenues sont, outre une diminution de la perméabilité et de 11 induction rémanente, une meilleure répartition des flux de fuite des entrefers par rapport aux translateurs connus de telle façon queleas deux enroulements dn translateur selon l'invention sont électriquement identiques. La figure 2 représente un modèle de noyau torique réalisé suivant l'invention. Ce noyau est composé de 4 éléments de noyau 4 tels que représentés séparément sur la figure 3 et correspondant chacun à une partie d'un noyau torique de hauteur moitié découpé en 2 parties par un plan diamétral. Deux de ces éléments de noyau sont assemblés l'un à l'autre par collage pour former un noyau torique élémentaire tel que celui montré sur la figure 4. Entre les faces d'appui 5 des 2 éléments de noyau sont intercalées des couches de papier mince formant des entrefers dont l'épaisseur est déterminée en fonction de la perméabilité effective désirée. Deux noyaux toriques élémentaires tels que celui 6 représenté fig. 4 sont réunis pour former le noyau de la figure 2, de telle façon que les plans de leurs entrefers soient orthogonaux l'un à l'autre ; cette disposition ayant pour but de diminuer, en les répartissant plus régulièrement, l'action des champs de fuite sur les enroulements. La figure 5 montre un modèle de translateur réalisé sur le noyau torique qui vient Entre décrit. On remarque en 7 le plan diamétral qui divise le noyau en 2 secteurs 8 et 9 sur chacun desquels sont bobinés les demi-enroulements primaires 10 et secondaires 11 de la bobine. Pour équilibrer l'action des flux de fuite sur ces demi-enroulements, ce plan diamétral est an plan bissecteur des 2 plans d'entrefer. En ce qui concerne le noyau lui-mame, il faut signaler qutil présente ltoriginalité de posséder les m8mes dimensions et une forme torique pratiquement aussi régulière que les noyaux sur lesquels sont bobinés les translateurs qui étaient jusqu'à présent utilisés pour la transmission des signaux d'appel manuels continus, ce qui offre des avantages évidents d'interchangeabilité. Des noyaux magnétiques conformes à l'invention peuvent également être obtenus à partir de pièces découpées dans un ruban d'un métal ferromagnétique et fendues transversalement par un ou plusieurs entrefers0 On forme des circuits élémentaires en empilant plusieurs de ces pièces les unes au-dessus des autres, les fentes étant superposées et maintenues ouvertes, pour former des entrefers, par dès lames de mica d'épaisseur convenable .Un cas particulier de ce genre de réalisation correspond à celui montré figure 6 où deux circuits élémentaires sont superposés (n = 2), chaque circuit élémentaire ayant un entrefer (p = 1), les 2 entrefers du circuit réalisé étant alors décalés de sur Dans le cas des réalisations conformes à l'invention, les entrefers des circuits élémentaires où les intercalaires des circuits élémentaires superposés ont été réalisés avec des feuilles de papier ou de mica mais il est possible d'envisager l'utilisation autres matériaux, par exemple des feuilles de plastique ou même, dans certains cas, ces intercalaires peuvent Entre supprimés, les discontinuités magnétiques formées par les coupures ou les discon tinuites métalliques étant suffisantes pour constituer des entre fers. De m8me, il ns est absolument pas nécessaire que les intervalles séparant chaque entrefer le long du circuit soient parfai- tement égaux. Tous les circuits réalisés dans ces conditions ont des caractéristiques magnétiques acceptables mais moins bonnes que celles des circuits exécutés suivant les règles énoncées pour la description de l'invention. Dans les exemples précédents, les circuits magnétiques ont été réalisés avec des métaux ferromagnétiques mais il est possible d'envisager l'utilisation d'autres matériaux, tels que pièces de ferrite ou matériaux diélectriques enroulés dtune bande ferromagnétique. REVENDICATIONS i) Circuit magnétique composé de plusieurs circuits magnétiques élémentaires empilés, caractérisé en ce que chaque circuit magnétique élémentaire comporte un ou plusieurs entrefers, et en ce que les entrefers des circuits élémentaires superposés sont décalés les uns par rapport aux autres et répartis sur toute la longueur du circuit composé à des intervalles égaux ou différents. 2) Circuit magnétique selon 1 comportait n tores empilés, chaque tore ayant p entrefers, les n p entrefers de ce circuit étant décalés également, les uns par rapport aux autres, sur toute la longueur du circuit composé d'un angle de 2 wr /np. 3) Circuit magnétique selon 1 et 2 dans lequel les circuits magnétiques élémentaires ou les tores sont constitués à partir de ruban de métal ferromagnétique. 4) Circuit magnétique selon 1 et 2 dans lequel les circuits magnétiques élémentaires ou les tores sont obtenus par empilage de pièces découpées dans des bandes de métal ferromagnétique. 5) Circuit magnétique selon 1 et 2 dans lequel les circuits magnétiques élémentaires ou les tores sont réalisés à partir de pièces de ferrite ou de matériaux diélectriques enroulées d'une bande ferromagnétique. 6) Circuit magnétique selon 1 auquel plusieurs enroulements d'un transformateur sont couplés ; chaque enroulement occupant une partie du circuit magnétique constitué par l'empilement des circuits magné tiques élémentaires. 7) Circuit magnétique selon 1 - 2 et 6 auquel sont couplés deux enroulements et qui est destiné à autre utilisé comme translateur téléphonique. 8) Circuit magnétique selon 1 - 2 - 3 -'6 et 7 où le nombre n des tores élémentaires est égal à deux et le nombre pdes entrefers par tore élémentaire est égal à deux et où l'angle de décalage est égal à C . 9) Circuit m2agnétique selon 1 - 2 - 4 - 6 et 7 où le nombre n des circuits élémentaires en rondelle est égal à deux et le nombre des entrefers par rondelle est égal à un et où l'angle de décalage est égal à r.