Brevet FR2484129A1 — publié le 19811211

Ea présente invention est relative à un transformateur haute tension à moyenne et haute fréquences. On sait que les génératurs apériodiques utilisés pour le chauffage haute et moyenne fréquences sont constitués de deux parties. d'une part le générateur proprement dit et d'autre part un circuit oscil- lant qui comprend l'inducteur et les condensateurs ces deux parties étant reliées par un transformateur apériodique qui constitue la pièce maîtresse du générateur. A l'heure actuelle ces transformateurs apériodiques sont réalisés à l'aide de feuillards de clinquant de cuivre isolés par un film spécial à faibles pertes diélectriques. Cette dis- position permet de réaliser des transformateurs très compacts avec un excellent rendement. Cependant les transformateurs connus, présentent par constitution, les inconvénients suivants: - le gradient de tension dans la bobine est très élevé, ce qui rend difficile d'éviter les amorçages entre spires - leur structure m9me ne permet pas un refroidissement conve- nable ce qui entraîne une élévation de la température au coeur du transformateur et par suite une déterrioration des isolants X - ils comportent une capacité répartie, source de liaison parasite entre le générateur et le.circuit oscillante Cette invention se propose d'apporter un transformateur apériodique ne présentant pas les inconvénients ci-dessus. A cet effet elle vise un transformateur haute tension à moyenne et haute fréquences, caractérisé en ce qu'il est consti- tué par des conducteurs creUx intégralement refroidis par la circulation d'un fluide réfrigérant et en ce que les enroule- ments sont bobinés deux à deux en sens inverse et mis en paral- lèle. La combinaison: conducteurs creux parcourus par un fluide réfrigérant et bobinage en sens inverse des enroulements assure un refroidissement parfait du transformateur tout en permettant l'introduction et l'évacuation du fluide réfrigérant à un po- tentiel nul, ce qui supprime l'essentiel dés servitudes liées au réfrigérant. Selon l'invention les conducteurs creux sont de préférence des conducteurs tubulaires à sections circulaires ou rectangu- laires à bords arrondis, ne présentant aucun angle vif afin d'éviter l'effet corona. De préférence les conducteurs sont 2 2484129 recouverts d'une gaine isolante, par exemple en "Teflon", sans aucune discontinuité. L'invention vise également un transformateur tel que défi- ni ci-dessus, transformé en auto-transformateur par une conne- xion extérieure au circuit magnétique afin d'éviter la création d'une demi spire. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la figure 1 représente de façon schématique un transfor- mateur apériodique selon l'invention; - la figure 2 illustre de façon schématique un auto-transfor- mateur dérivé du transformateur selon la figure 1, et - la figure 3 représente de façon schématique la disposition des spires et des isolants de l'auto-transformateur repré- senté à la figure 2. - La figure 1 représente schématiquement un transformateur selon l'invention. L'enroulement secondaire 1 est disposé au centre de la bobine, puis sont disposées deux couches 2, 3 de l'enroulement primaire, l'extrémité de cet enroulement étant relié à la haute tension, puis on bobine en sens inverse deux autres couches 4, de l'enroulement primaire et enfin à l'extérieur on bobine la dernière couche de l'enroulement secondaire 6, en sens inverse de la couche 1. Sur cette figure 1 on a désigné par E et E' les entrées du fluide réfrigérant et par S et S' leurs sorties respectives. On voit que dans les différents enroulements le fluide de re- froidissement est introduit et est évacué au potentiel de la masse. La figure 2 illustre un auto-transformateur dérivé du transformateur représenté à la figure 1. L'enroulement secondaire Il comprenant une seule couche est disposé au centre de la bobine, ensuite sont disposées deux couches 12, 13 de l'enroulement primaire, l'extrémité de cet enroulement étant relié au potentiel de l'anode A. Ensuite sont bobinées en sens inverse, deux autres couches 14, 15 de l'en- roulement primaire et enfin à l'extérieur la dernière couche 16 ce l'enroulement secondaire, bobinée en sens inverse de la pre- mière couche 11. Sur cette figure 2, on voit que dans les différents enrou- lements, le fluide de refroidissement circule bien en série et va de la masse à la masse en passant par le potentiel le plus élevé. Par contre, électriquement les deux primaires sont montés en parallèle ainsi que les deux secondaires. On voit également que la raccordement entre deux couches s'effectue de façon que la tension entre deux spires de couches successives ne dépasse pas la tension entre les spires extrêmes d'une couche. Sur la figure 3 on a schématisé la disposition relative des spires et des isolants. Sur cette figure on a schématisé en 20 le circuit magné- tique. La première spire intérieure 11 de l'enroulement secon- daire est soudée sur une feuille de cuivre rigide 11' couvrant toute la hauteur du bobinage. Cette feuille de cuivre sert d'é- cran en tension entre les enroulements et le circuit magnétique 20. Les autres spires du secondaire sont bobinées autour de cette première spire qui est isolée à l'intérieur et sur toute sa hauteur par une feuille isolante T par exemple en "Teflon". La dernière spire extérieure 16 est réalisée de façon identique. Le primaire est constitué de deux couches isolées entre elles et par rapport au secondaire par un isolant, de préférence une feuille de "Teflon"T. L'ensemble de ce bobinage est moulé dans l'araldite. Le refroidissement des conducteurs étant par- fait, il n'y a pas à craindre de risque de dilatations, dilata- tions qui pourraient provoquer à la longue des fissures altèrant l'isolement électrique de l'ensemble.. Le circuit magnétique 20 est du type cuirassé: il est constitué de U en ferrites. Selon une variante, si l'alimentation en fluide de refroi- dissement le permet, on peut supprimer les enroulements inverses. A cet effet on constitue une colonne de fluide isolante et on isole très soigneusement la couche extérieure du bobinage du circuit magnétique. Un bon résultat est obtenu par 10 mm d'aral- dite et 10 mm d'air. Dans ce cas il est préférable de monter l'ensemble du transformateur sur des plots d'isolement. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas li- mitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. RLVEiNLCATICN S 1.- Transformateur haute tension à moyenne et haute fré- quences, caractérisé en ce qu'il est constitué par des conduc- teurs creux intégralement refroidis par la circulation d'un fluide réfrigérant et en ce que les enroulements (1,6; 2,3,4,5) sont bobinés deux à deux en sens inverses et mis en parallèle pour permettre une introduction (E-E') et une évacuation (S-S') du fluide réfrigérant au potentiel nul. - 2.- Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs creux sont des conducteurs tubulaires dont les sections ne présentent pas d'angle vif afin d'éviter l'effet corona. 3.- Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les conducteurs tubulaires sont à section circulaire ou rectangulaire à bords arrondis. 4.- Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont re- couverts de façon continue par une gaine isolante. 5.- Transformateur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'en- roulements à plusieurs couches bobinées de façon que la tension nominale entre deux spires de couches successives ne dé-passe pas la tension entre deux spires extérieures d'une même couche. 6.- Transformateur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le secondaire est bo- biné sur un écran isolé au potentiel masse afin d'éviter les effluves dues aux aspérités du circuit magnétique. 7.- Auto-transformateur obtenu à partir d'un transforma- teur selon l'une quelconque des revendications précédentes, à l'aide d'une connexion extérieure au circuit magnétique pour éviter la création d'une demi-spire. 8.- Transformateur ou auto-transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il ne comprend pas de bobinage inverse, le potentiel du fluide réfrigérant étant amené à la masse par une colonne de ce fluide et en ce que le circuit magnétique, constitué de ferrites, est isolé des conducteurs à haut potentiel, par une couche d'isolant, du type araldite, et un joint d'air, l'arature re- posant de préférence sur des isolateurs. i