Brevet FR2287760A1 — publié le 19760507

La présente invention concerne les transformateurs électriques triphasés et plus particulièrement une nouvelle disposition de leurs circuits magnétiaues. La disposition des tolets qui forment les noyaux et le circuit magnétique des transformateurs, est extrêmement importante et décisive pour le rendement du transformateur puisque le rendement plus élevé ou plus faible ainsi aue les pertes résultant des courants de Foucault et de l'hystérésis sont conditionnés par la disposition des tôles. Les transformateurs triphasés comportent jusqu'a' présent cinq parties à savoir trois colonnes verticales et deux culasses horizontales ali ont pour inconvénient de couper le flux magnétique entre les différentes parties ainsi que de le faire tourner de 900 entre les colonnes verticales et les culasses horizontales par rapport à l'orientation du grain iiU matériau magnétique, tout cela conduisant à un accroissement du courant dtexcitation et à des pertes par hystérésis. De plus la fabrication des cinq parties mentionnées nécessite une plus grande quantité de matériau magnétique que celle utilisée dans l'assemblage des noyaux de la présente invention. Un autre inconvénient des transformateurs triphasés utili sés à ce jour réside dans le fait que lys noyaux sont normalement situés dans un seul et même plan, ce qui accroit leur encombrement et les cuves dans lesquelles ces noyaux sont enfermés, ont des dimensions considérablement plus importantes et plus volumineuses que celles qui contiennent les noyaux des transformateurs objet de la présente invention. De plus, le volume d'huile isolante recuis pour immerger les noyaux conventionnels est plus important que celui requis pour les transformateurs réalisés avec les noyaux de la présente invention. Suite à ce qui précède, la présente invention a pour but de fournir une nouvelle disposition des noyaux d'un transformateur triphasé et en conséquence, de son circuit magnétique, disposition selon lacuelle chacun des piliers ou colonnesverticales est équidistant des deux autres, lesdits piliers ou colonnes étant placés au sommet d'un triangle équilatéral en forme de delta qui est réalisé par l'association de trois cadres rectangulaires formés par une tôle aui est bobine en continu, chacun de ces cadres étant réunis par un de ses deux cotés opposés à un côté d'un des deux autres cadres. Un autre but de la présente invention est de réaliser un circuit magnétique pour transformateur triphasé qui, perce que chacune des colonnes verticales est équidistante des deux autres selon une cnnfiguration en delta et constituée par une tôle bobinée en continu, assure une économie considérable en tôle, en matériau pour la cuirasse du transformateur et en huile d'immersion pour le transformateur. Ur outre but de la présente invention est deréaliser un circuit magnétique pour un transformateur triphasé dans le@uel les pertes nar hystérésis et par courants de Poucault sont consi déablement réduites parce que la tôle est continue e t sans joint. Un avantage supplémentaixe de la présente invention est qu'elle donne un circuit magnétique dans lequel, selon un mode de réalisation, la tôle bobinée pour former chacun des trois cadres destinés à forme: les noyaux a une largeur variable et forme une fois bobinée, des demi-cylindres virtuels qui, lorsqu'ils sont réunis ensemble avec les cadres adjacents selon leur côté plat, donnent des colonnes cylindriques dont la section en coupe est pratiquement circulaire, permettant-ainsi la réduction des diamètres des bobinages entourant les noyaux avec une économie importante d'espace et de matériau. Un autre but de la présente invention est de fournir un circuit magnétique dans lequel, selon un autre mode de réalisation, la tôle des trois cadres qui constituent les noyaux bobinée en cnntinu est de largeur variahle et forme lorsqu'elle est enroulée des cadres ayant une section en coupe sensiblement en forme de demi-croix de sorte que lorscue les cadres sont assemblés ensemble par leurs côtés plats, ils forment des colonnes ayant une section en croix. Lorsque la tôle enroulée des cadrer a une largeur uniforme, quand deux cadres adjacents sont réunis ensemble, ils forment des colonnes prismatiques de-section carrée ou rectangulaire. Les buts mentionnés ci-dessus de la présente invention ain- si oue d'autres seront mieux compris à la lecture de la descrip 5: tion faite ci-après avec référence -aux dessins ci-annexés, repré- sentant des modes de réalisation préférentiels de la présente invention et, dans Fixa. 1 est unc vue en élévation verticale qui illustre une disposition du noyau d 'un transformateur triphasé selon un mode de réalisation dans lequel les piliers ou colonnes sont pratiquement cylindriques Fig. 2 est une vue en plan de dessus illustrant la disposition en delta @v triangle des cadrec fabriqués par enroulemcnt d'une tôle de lar@eur variable qui correspondent au mode de réalisation du noyau du transformateur triphasé r@@ré@enté à la fidure 1. Fin 3 est une vue en coupe p@r 3-3 de figure 1 représentant 1 section pratiouoment circulaire des colonnes verticales du novau ma@nétique du transécrmateur triphasé de la présente in invention. @i@. 4 est re vue en cou@e par 4-4 de fiqure 3 représen- tant la section en coupe d'un des cadres oui constitue le noyau @'un mode de réalisation du transformateur de la présente invention. Fig. 5 est une vue en perspective avec coupe perpendiculaire aux colonnes d'un circuit magnétique selon un mode de rsa- lisation de la présente invention illustrant les sections transversales des trois colonnes verticales dans laquelle on notera que la tôle @nroulée nQur les réaliser a une largeur uniforme et produit des colonnes prismati@ues à section rectangulaire ou carrée. Fig. 6 est une vue en @ou@@ d'un des trois niliers ou colonnes verticales du transformateur selon un mode de réalisation de la présente invention dans l@@uel la tôle est de lar2e2r unique en donnant ainsi une section carrée. Fig. 7 est une vue en c@upe similaire à celle de fig. 6 mais représentant un pilier ou colonne verticale du transformateur ayant une se@tion rectan@ulaire. Fig. r est une vue en coupe d'une des trois colonnes verticales ou montent d'un transformate@r triphasé dans un mode de réalisation de la présente invention selon l@@uel la tôle est do lareezlr variable et produit un élément en forme de couronne. Te circuit magnétique de la @résente invention 11 est composé de trois cadres 12 fabriqué @ partir de tôles 13 qui, dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4, sont de larneurs différentes et oui sont enroulées ou bobinées de manière que le cadre obtenu présente une face plate 14, les tôles 13 formant un anole d'environ 600 par rapport à sa surface ou face plate 14, comme on peut le voir à la fi@ure 4.De plus, dans le mode de réalisation de la présente invention illustre dans les figures 1 à 4, le bobinage des tôles est effectué de manière que les cadres 12 aient des côtés formant des demi-cylindres 15 qui, lorsqu'ils sont réunis ensemble, donnent des colonnes 16 pratiquement cylindriques dont la section en coupe 17 est pratiquement circulaire, chacun de ces cylindres 16 constitue un pilier ou colonne verticale du transformateur triphasé comme représenté dans la fiaure 1 et les colonnes sont positonnées en étant parallèles et espacées aux sommets d'un triangle sensiblement équilatéral, avec des culasses 18 qui réunissent chacune de ces colonnes verticales endessous et en-dessus, formant des delta ou triangles, comme on put l'observer e la figure 2 Les surfaces de jonction 14 de chacun des cadres 12, lorsque ces cadres sont réunis ensemble pour former les noyaux 16, se trouvent dans des plans radiaux qui forment les uns par rapport aux autres des angles prtique- ment de 1200. En d'autres termes, on peut dire que dans la présente invention, l'asFemblace des noyaux pour un transformateur triphasé est constitué par trois cadres 12 fahrioués en un matériau laminaire 13 ayant dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, différentes largeurs de manière oe chaque cadre ait deux de ses côtés opposés 19 réunis le long de la surface plate 14 avec un des côtés des deux autres cadres 12 selon une relation telle que 1? surface de jonction plate forme un angle d'environ 600 par rapport à chacune des couches superposées de la tôle 13, lesdites surfaces de onction étant positionnées dans des plans radiaux qui sont séparés les uns des autres par un angle de 1200. I'n autre aspect intéressant est que les tôles ou couches superposées 13, dans 1 mode de réalisation illustré dans les figures 1 à 4, forment sur le côté opposé à la surface de jonction plate 14 des cadres 15, des corps semi-cylindriques qui, une fois réunis ensemble, donnent des piliers ou des colonnes pratiquement cylindricues 16 ayant une surface en coupe circulaire 17, comme illustré dans la figure 3. Dars le mode de réalisation illustré dans la figure 8, la tôle 19 est bobinée en continu pour former des cadres qui, une fois réunis ensemble, donnent les colonnes verticales ou piliers du noyau du transformateur trinhasé de la présente invention. Ces cadres ont des laraeurs variables et sont disposés de telle manière que, lorsqu'ils sont réunis ensemble le long de leur -surface plate 20, ils forment des colonnes ayant une section en forme de croix 21 comme représenté dans la fiaure 8 Dans le mode de rtalisation illustré dans les f res 5 à 7, la tôle 22 est bobinée en continu de manière à former des cadres 23 qui, une fois réunis ensemble, donneront des colonnes verticales o-l piliers 24 qui sont prismatiques et peuvent avoir une section en coupe carrée semblable à celle représentée dans la figure 6, ou alternativement rectangulaire comme celle représentée dans la figure 7. Dans tous les cas, les plans de jonction 25 des cadres 24 seront posonns dans des plans radiaux espacés les uns des autres d'environ 1200, de plus, connue illustré dans la figure 1 et en général dans tous les modes de réalisation de la présente invention, les culasses 18 peuvent former un angle de 6n0 par rapport à la verticale pour le biseautage intérieur des faces plates. Quoique la description ci-dessus soit faite pour un mode de réalisation spécifique de la présente invention, on comprendra que, pour l'homme de l'art, toute modification de forme ou de détail telle que la modification de la largeur des tôles rentre dans le cadre de la présente in--ention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Trn circuit magnétique pour un transformateur électrique; triphasé qui comprend trois colonnes verticales avec des classes inférieures et supérieures qui fermcnt le circuit macneflciue caractérisé en ce que chacune ces colonnes verticales est positionnée au sommet d'un trian@le selon une configuration en Delta et en ce qu'il est réalisé par association de trois cadres, chacun étant formé d'une bande de tôle bobinée en continu, chacun de ces cadres étant réuni sur chacun de ses deux côtés opposés à un côté différent des deux autres cadres et en ce que la réunion correspon nantie des deux côtés des cadres adjacents est effectuée dans des plans radiaux qui sont espacés les uns des autres de pratiquement 120 . 2. Un circuit magnétique pour un transformateur électrique triphasé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tôle bobinée en continu a des largeurs différentes de manière qiune fois bobinée le cadre présente des section semi-cylindriques avec un côté plat de sorte que, lorsque le demi-cylindre est réuni au demi-cylindre adjacent le bng de leurs surfaces plates respectives, ils forment de colonnes pratiquement cylindrirues ayant une section en coupe circulaire. 3. Un circuit magnétique pour un transformateur électrique triphasé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé encre que la surface de jonction plate des cadres forme un angle d'environ 600 avec chacune des couches superposées de la tôle. 4. Un circuit magnétique pour un transformateur électrique triphasé selon la revendication 3 caractérisé en ce que les culasses sont constituées par des demi-cylindres dont les parties plates sont inclinées à 600 nar rapport à la verticale. 5. TTn circuit magnétique pour un transformateur électrique triphasé sillon la revendication 1 caractérisée en ce que le flux magnétique â travers le circuit magnétique est continu, c'est-à- dire qu'il conserve la même relation avec l'orientation de grain du matériau magnétique de la tôle. 6. TTn circuit magnétique pour transtormateur triphasé selon la revendication 1 caractérisé en ce aue la tôle bobinée en continu a une largeur constante de sorte que une fois bobinée, elle orme des cadres oui une fois réuni s avec le cadre adjacent donnent des colonnes verticales prismatiques. 7. Un circuit magnétique pour transformateur triphasé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la section en coupe de la colonne verticale prismatique est carré. 8. Un assemblage de circuit magnétique pour transformateur triphasé selon la revendication 6 caractérisé en.ce que la section en coupe de la colonne verticale prismatique est rectangulaire. o. Un circuit magnétique pour transbrmateur triphasé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la tôle des trois cadres qui constituent les noyaux bobinée en continu est de largeur variable et forme lorsau'elle est enroulée des cadres ayant une section en coupe sensiblement en forme de demi-croix de sorte que lorsoue les cadres sont a ssembles ensemble par leurs côtés plats, ils forment des colonnes ayant une section en croix.