Brevet FR2293045A1 — publié le 19760625

La présente invention concerne un transformateur à rapport de transformation incomplet. On entend par rapport de transformation" dans le cas d'un transformateur à deux paires de bornes, le rapport entre la tension entre bornes la plus élevée et la tension entre bornes la plus basse, c'est-à-dire le nombre de fois que la tension entre bornes la plus basse est comprise dans la tension entre bornes la plus élevée. La dispersion dans de tels transformateurs provoque une réactance de dispersion qui est provoquée par le fait que le champ magnétique créé par la tension à transformer aux bornes d'un enroulement n'est pas entièrement embrassé par les spires d'un enroulement aux bornes duquel apparait la tension transformée. Cette réactance de dispersion peut être particulièrement inad issible dans le cas de transformateurs à haute fréquence. Lorsque le transformateur comporte un seul noyau fermé entouré par les spires primaires et secondaires, il faut, pour réduire la dispersion au minimum, que les spires primaires soient le plus près possible des spires secondaires et que toutes les spires soient aussi proches que possible du noyau. Dans le cas d'un rapport de transformation incomplet (= rapport de spires), ce qui est souvent souhaité dans le cas d'adaptations d'impédanses, il est difficile, lors de la fabrication, de placer chaque spire primaire à proximité immédiate d'un nombre incomplet de spires secondaires, nombre donné par le rapport de transformation. On obtient ainsi relativement plus de dispersion que dans le cas où on réalise un rapport de transformation complet en plaçant à côté de chaque enroulement primaire un nombre total de spires secondaires donné par le rapport de transformation. Ce dernier genre de transformateur est habituellement plus facile à construire. Il est donc souhaitable, si l'on veut éviter une trop grande dispersion, d'utiliser des transformateurs à rapport de transformation total. La présente invention a pour but de procurer un transformateur à rapport de transformation incomplet avec faible dispersion. Elle est caractérisée en ce qu'un tel transformateur comprend au moins un premier transformateur et un second transformateur ayant chacun une première et une deuxième paire de bornes avec un rapport de transformation total entre la première et la deuxième paire de bornes le rapport de transformation du second transformateur étant supérieur à l'unité, la première paireEde bornes du premier transformateur se trouvant en parallèle avec la deuiième paire de bornes du deuxième transformateur, tandis que la deuxième paire de bornes du premier transformateur se trouve en série avec la première paire de bornes du deuxième transformateur. S'il est possible, avec une certaine imprécision admissible, d'exprimer le rapport de transformation incomplet par la fraction M+ 1/N, où M et N sont des nombres entiers, on choisit pour le premier transformateur un rapport de transformation M et pour le deuxième transformateur un rapport de transformation N. Le premier transformateur agrandit en valeur M fois la tension appliquée à la première paire de bornes de ce transformateur, tandis que le deuxième transformateur, qui reçoit cette tension citée en dernier lieu sur, sa deuxième paire de bornes, diminue N fois en valeur cette tension. Par la mise en série de la deuxième paire de bornes du premier transformateur avec la première paire de bornes du deuxième transformateur, on obtient finalement le rapport de transformation M+ 1/N. S'il est éventuellement possible de mieux se rapprocher du rapport de transformation incomplet désiré dans les limites d'une imprécision admissible en exprimant ce rapport par la formule M- 1/N, M et N étant des nombres entiers, il faut, pour un rapport de transformation M dans le premier transformateur et un rapport de transformation N dans le deuxième transformateur, intervertir les bornes d'une des paires de bornes des deux transformateurs. Si, en utilisant les formules M+ 1/N ou M- 1/N, l'approximation du rapport de transformation désiré est encore trop imprécise, on peut obtenir une approximation plus précise en exprimant le rapport de transformation par la formule M. 1/N+ 1/K, ce qui revient à dire qu'on ajoute un troisième transformateur à rapport de transformation K au premier et au deuxième transformateurs précités, ce troisième transformateur étant raccordé au premier transformateur de la même façon que le deuxième transformateur. En pratique, il ne sera pas nécessaire généralement d'exiger une approximation aussi précise du rapport de transformation désiré. L'invention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 représente un transformateur selon la présente invention comprenant deux transformateurs ayant chacun un rapport de transformation total et, la Fig. 2 est une forme d'exécution pratique des transformateurs représentés à la Fig. 1. La forme d'exécution représentée à la Fig. 1 représente un trans formateur ayant une première paire de bornes 1 et 2 et une deuxième paire de bornes 3 et 4, ce transformateur étant composé d'un premier transformateur 8 ayant une première paire de bornes 15, 16 et une deuxième paire de bornes 17, 18, ainsi qu'un deuxième transformateur il ayant une première paire de bornes 21, 22 et une deuxième paire de bornes 19, 20, le transformateur 8 ayant un premier enroulement 6 et un deuxième enroulement 7 embrassant un noyau 13, tandis que le transformateur Il possède un premier enroulement 10 et un deuxième enroulement 9 embrassant un noyau 14.Sur la Fig. 1, le sens de bobinage des enroulements est donné par des cercles de polarité. t La paire de bornes 15, 16 est en parallèle avec la paire de bornes 19, 20 et les deux paires de bornes sont reliées à la paire de bornes 1, 2. La paire de bornes 17, 18 est reliée en série avec la paire de bornes 21, 22, les bornes 17 et 22 étant reliées respectivement aux bornes 3 et 4. Les deux transformateurs 8 et Il ont 110nu chacun un rapport de transformation égal à deux, celui-ci étant calculé dans le sens de la première paire de bornes vers la deuxième paire de bornes, ce qui signifie, dans la forme d'exécution considérée, que l'enroulement 7 comprend deux fois plus de spires que l'enroulement 6 et que l'enroulement 9 comprend deux fois plus de spires que l'enroulement 10. Une tension à transformer U appliquée à la paire de bornes 1, 2, apparaît, via les bornes 15 et 16, aux bornes de l'enroulement 6, induisant un champ magnétique dans le noyau 13. Comme l'enroulement 7 comprend deux fois plus de spires que l'enroulement 6, ce champ magnétique fait apparaître aux bornes de l'enroulement 7 une tension de valeur 2U Cette tension apparaît entre les bornes de la paire 17, 18. La tension U appliquée entre les bornes 1 et 2 apparait aussi, via les bornes 19 et 20, zus bornes de l'enroulement 9, induisant dans le noyau 14 un champ magnétique. Comme l'enroulement 10 ne comprend que la moitié des spires de l'enroulement 9, ce champ magnétique fera apparaître aux bornes de l'enroulement 10 une tension de valeur 1/2U. Cette tension apparaît entre les bornes de la paire 21, 22. La valeur de la tension entre les bornes 3 et 4 est donc de 2,5U et le rapport de transformation est donc de 2,5. Comme le courant passant par les bornes 17 et 18 est égal au courant passant par les bornes 21 et 22, alors que la tension entre les bornes 17 et 18 est quatre fois plus grande que la tension entre les bornes 21 eut\22, il est clair que le transformateur 8 véhicule 80% de la puis sance totale â transmettre, tandis que le transformateur il n'en véhicule que 20%. De ce fait, le transformateur 11 peut être construit beaucoup plus petit que le transformateur 8. La Fig. 2 est une forme d'exécution pratique des transformateurs 8 et 11 composant le transformateur 12 qui a été représenté schématiquement à la Fig. précédente. Les deux transformateurs sont séparés l'un de l'autre par une plaque d'isolement 25. Les enroulements 6 et 10 sont en feuille de cuivre, enroulées respectivement autour des noyaux 13 et 14. Ces noyaux sont de forme torique et la matière des noyaux est la ferrite. Les enroulements 7 et 9 sont bobinés respectivement au-dessus des enroulements 6 et 10. Les enroulements 7 et 9 se composent de deux fils de cuivre en parallèle, de sorte que chaque enroulement consiste en deux enroulements à fil unique mis en parallèle. Grâce à cette construction, chaque spire du premier enroulement (feuille de cuivre) est très proche de deux spires du deuxième enroulement (bifilaire), tandis que toutes les spires se trouvent très proches du noyau, chaque transformateur ayant ainsi une dispersion relativement faible. Il va de soi qu'on peut aussi réaliser un transformateur à rapport de transformation total avec des transformateurs à rapport un sur un, c'est-à-dire que chacun des transformateurs a un rapport de transformation égal à l'unité, à condition de mettre en parallèle toutes les premières paires de bornes de ces transformateurs à rapport un sur un, tout en mettant en série toutes les secondes paires de bornes de ces transformateurs. REVENDICATIONS 1. Transformateur à rapport de transformation incomplet, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier et un deuxième transformateur ayant chacun une première et une deuxième paire de bornes et un rapport de transformation total entre la première paire et la dunième paire de bornes, le rapport de transformation du deuxième transformateur étant supérieur à l'unité, la première paire de bornes du premier transformateur étant mise en parallèle avec la deuxième paire de bornes du deuxième transformateur, tandis que la deuxième paire de bornes du premier transformateur est mise en série avec la première paire de bornes du deuxième transformateur. 2. Transformateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque transformateur comprend un premier enroulement en feuille de cuivre, enroulé autour d'un noyau en ferrite fermé, cet enroulement étant raccordé à ladite première paire de bornes du transformateur correspondant, ainsi qu'un deuxième enroulement en fil de cuivre qui est relié à ladite deuxième paire de bornes, chaque feuille de cuivre du premier enroulement étant entourée par un nombre égal de spires de fil de cuivre. 3. Transformateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier transformateur est séparé du deuxième transformateur par une plaque faite en une matière électriquement isolante. 4. Transformateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier transformateur possède un noyau plus grand que le deuxième transformateur.