Brevet FR2483677A1 — publié le 19811204

"Composants électriques bobinés". L'invention concerne un composant électrique bobiné comportant une bobine en matière plastique moulée, un enroulement appliqué sur la bobine, deux ou plusieurs éléments de blindage en matière plastique moulée engagés les uns dans les autres et/ou dans la bobine en vue du blindage de l'enroulement, ainsi qu'un élément sensible à la chaleur monté à proximité de l'enroulement. Des composants électriques bobinés du type décrit dans le préambule sont connus et comprennent des 0 bobines d'arrêt, des transformateurs et des autotrans- formateurs. En général, de tels composants comportent dans le corps de la bobine une cavité ou un évidement servant à recevoir l'élément sensible à la chaleur de façon que, dans le composant assemblé, cet élément se situe dans la cavité ou l'évidement dans la bobine, au-dessous de l'en- roulement ou des enroulements appliqués sur la bobine, l'élément étant accessible dans le composant assemblé. L'élément sensible à la chaleur peut être un coupe-cir- cuit thermique, un fusible protecteur ou un dispositif dont la résistance varie avec la température et qui, géné- ralement, est monté en série avec ltenroulement pour dé- connecter l'enroulement d'un circuit associé ou réduire le courant traversant l'enroulement. Dans le cas o le composant est un transformateur, l'élément est souvent connecté à l'enroulement primaire pour supprimer l'alimen- tation de l'enroulement ou réduire le courant tranversant l'enroulement après une augmentation de température de l'enroulement de transformateur, augmentation qui révèle un défaut ou une surcharge du transformateur. Les élé- ments de blindage sont généralement utilisés pour enfer- mer l'enroulement afin de respecter des exigences de sé- curité électrique. L'agencement connu présente deux inconvénients principaux. En premier lieu, il faut utiliser une bobine spéciale s'il est nécessaire qu'un tel élément soit in- corpor6 dans le composant, et en second lieu, l'espace pr6vu pour cet élément sensible à la chaleur augmente la longueur périphérique de la bobine, ce qui signifie une augmentation de la longueur, et donc du coût et de la r6sistance-é lectrique de l'enroulement. L'invention vise à fournir des composants 6lec- triques bobinés dans lesquels les inconvénients des agence- ments connus sont au moins atténués. L'invention fournit un composant électrique bobiné, remarquable en ce que l'élément sensible à la chaleur est en contact avec l'enroulement et est maintenu en place par au moins l'un des éléments de blindage. Ledit élément sensible à la chaleur se situe de préférence entre la couche de spires ext6rieure de l'en- roulement et au moins ledit membre de blindage. Dans un mode de réalisation, l'enroulement peut être superpos6 à un autre enroulement sur la bobine, les- dits enroulements étant couplés de façon à former un transformateur. Dans un autre mode de réalisation, la bo- bine peut être divisée axialement en deux parties, dont l'une porte l'enroulement et l'autre un autre enroulement, lesdits enroulements étant couplés de façon à former un transformateur. Dans encore un autre mode de r6alisation, la bobine et une autre bobine peuvent être mont6es côte à côte, et l'autre bobine porte un autre enroulement, les- dits enroulements étant coupl6s de façon à former un transformateur. L'enroulement peut être l'enroulement primaire ou un enroulement secondaire du transformateur. Un composant électrique bobiné conforme à l'in- vention présente l'avantage de simplifier la fabrication en enlevant la nécessité de fournir une bobine spéciale- ment adapt6e à l'incorporation d'un coupe-circuit ther- mique. Un autre avantage est que de tels composants munis d'un coupecircuit thermique peuvent également être fabriqués à meilleur marché et être plus efficaces que jusqu'ici, du fait que, dans les constructions connues, l'espace occupé par l'élément ensible à la chaleur provoquait un accroissement de la dimension péri- phérique de la bobine et, par conséquent, un accroisse- ment de la longueur, du coût et de la résistance électrique de l'enroulement ou des enroulements tels que mentionnés ci-dessus. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 est une vue éclatée d'un composant électrique bobiné simple conforme à l'invention. La figure 2 représente une coupe transversale du composant assemblé de la figure 1, suivant la ligne A-A et dans le sens de la flèche. La figure 3 est une vue éclatée d'un transforma- teur bobiné double conforme à l'invention' La figure 4 représente une coupe transversale du transformateur assemblé de la figure 3, suivant la ligne B-B dans le sens des flèches. La figure 5 est une vue éclatée d'un transforma- teur bobiné à deux sections, conforme à l'invention. La figure 6 représente une coupe_ transversale du transformateur assemblé de la figure 5 suivant la ligne C-C et dans le sens des flèches. Les figures 1 et 2 représentent une bobine 10 en matière plastique moulée, qui est montée sur la branche centrale 11 d'un noyau magnétique laminé, comportant des parties en E 13 et en I 14. Si la bobine 10 est incorporée à un transformateur, elle est munie d'un enroulement pri- maire 15 et d'un enroulement secondaire 16 superposé, les enroulements êtant-convenablement isolés et séparés par un séparateur électriquement isolant 17, et se ter- minant respectivement par les cosses 18 et 19 servant à la connexion externe. Si la bobine 10 est incorporée à une bobine d'arrêt, elle n'est munie que d'un seul enroule- ment se terminant de façon adéquate. La face extérieure de l'enroulement secondaire 16 ou de l'enroulement unique pour une bobine d'arrêt est blind6e par quatre éléments de blindage électriquement isolants 20, 21, 22 et 23. Les éléments 20 et 21 sont positionnés sur la bobine enroulée 10 avant d'être réunis avec le noyau par l'introduction des languettes 20A, 20B et 21A et 21B respectivement dans les évidements corres- pondants 10A, lOB et 10C, lOD pratiqués dans les faces extérieures des joues terminales 24 et 25 de la bobine 10. Les éléments 22 et 23 ont la forme d'un U, dont les ailes s'engagent avec les éléments 20 et 21 du fait que des dents 'ou barbelures allongées 22A, 22B et 23A, 23B, qui sont prévues respectivement aux extrémit6s extérieures des ailes, entrent dans les gorges 20C, 21C et 20D, 21D pré- vues sur les faces int6rieures des éléments 20 et 21. Les ailes des éléments en forme de U 22 et 23 sont élastiques dans une direction g6néralement parallèle à l'âme des 6éléments 22 et 23, et les gorges 20G, 20D de l'élément 20 et les gorges 21C, 21D de l'élément 21 sont angulaires pour permettre d'engager facilement les 616- ments 22 et 23 mais non pas de défaire cet engagement, & moins quece ne soit par ci.trage de l'une des ailes en insérant un outil adéquat à travers une ouverture telle que l'ouverture 26 dans l'élément 20. Un coupe-circuit thermique 27, qui peut. tre mis en place dès que les éléments isolants 20 et 21 sont maintenus en place par le noyau magnétique, est maintenu en contact physique direct avec la surface extérieure de l'enroulement secondaire ou de l'enroulement unique 16 par l'télment 22, au moyen des dents ou barbelures 22A, 22B qui, selon la profondeur d'enroulement ou la "charge" de la bobine 10, s'engagent dans une paire correspondante de gorges 20C, 21C de façon a maintenir le coupecircuit thermique 27 bien en place. Pour la connexion à un circuit externe, les conducteurs 27A, 27B du coupe-circuit thermique 27 sont sortis à travers des entailles 22C, 22D de l'élément 22. Les figures 3 et 4 illustrent l'application de ltinvention à un transformateur, dans lequel deux bobines identiques 30 et 32 en matière plastique moulée sont montées côte à côte sur la branche centrale 33 du noyau magnétique du transformateur, noyau qui comporte à nouveau des parties lamellées 29 et 31 respectivement en forme de E et de I. La bobine 30 porte l'enroulement pri- maire 34 du transformateur, alors que la bobine 32 porte l'enroulement secondaire 35. La construction des éléments de blindage élec- triquement isolants 36, 37, 38 et 39 est en général analogue à celle décrite en référence aux figures 1 et 2. Comme, cependant, une face extérieure de ltenroulement 34 est blindée par une collerette 40 solidaire de la bobine 32 et qu'une face extérieure de l'enroulement 35 est blindée par une collerette analogue 41, solidaire de la bobine 32, la largeur des éléments en U 38 et 39 est réduite par rapport à celle des éléments'correspondants 22 et 23 re- présentés sur les figures 1 et 2. Un coupe-circuit thermique 42 est monté en con- tact physique direct avec une face extérieure de l'enroule- ment primaire 34 et est maintenu en place par l'élément de blindage 38 s'engageant entre les éléments de blindage 36 et 37, qui sont maintenus en place dès que les bobines et 32 ont été assemblées sur le noyaumagnétique. La méthode d'engagement des éléments en U 38 et 39 avec les autres éléments isolants 36 et 37 est identique à celle utilisée pour les éléments correspondants des figures 1 et 2, c'est-à-dire que les dents ou barbelures allongées 38A, 38B et 39A, 39B sont retenues dans des gorges associées 36C, 36D et 37C, 37D. Outre les languettes 36A, 36B (non représentées) et 37A, 37B, les éléments 36 et 37 comportent des collerettes intermédiaires 36E et 37E, qui viennent se situer entre les bobines 30 et 32. Comme les éléments en U 38 et 39 n'entrent que dans des parties des éléments 36, 37 situées entre les collerettes 36E, 37E et un bord, il n'est pas nécessaire que les gorges 360, 36D et 370, 37D couvrent toute la largeur des éléments 36, 37. Les figures 5 et 6 illustrent l'application de l'invention dans un transformateur comportant une bobine en matière plastique moulée, constituée par deux par- ties 51 et 52 qui sont séparées axialement par une cloison intégrale 53 présentant une rainure 54 à son pourtour. L'enroulement primaire 55 du transformateur est appliqué sur la partie 51, alors que l'enroulement secondaire 56 est appliqué sur la partie 52. La construction et l'assemblage des éléments de blindage 57, 58, 59 et 60 est généralement analogue à ceux décrits en r6férence aux figures 3 et 4, sauf que les collerettes intermédiaires 61 et 62 des éléments 57 et 58 s'étendent à angles droits, de façon à former, comme représenté, les parois des éléments sur à peu près la moitié de leur largeur. Les collerettes 61 et 62 s'engagent dans la rainure 54 de la cloison 53 lorsque les éléments 57 et 58 sont assembléssur la bobine 50. Le coupe-circuit thermique 63 est monté en con- tact physique direct avec une face extérieure de l'en- roulement primaire 55 et est maintenu en place par ltVl6- ment de blindage 59 qui s'engage entre les Cléments de blindage 57 et 58 de la manière précédemment décrite. On se rend compte que, dans les modes de r6ali- sation décrits, on a utilisé les mêmes éléments de blin- dage indépendamment du fait qu'il est incorporé, oui ou non, un coupecircuit thermique dans un composant bobiné donné permettant d'ajouter au choix un coupe-circuit dans certains cas. Il est possible d'imaginer des variantes sans sortir du cadre de l'invention. Il est par exemple possible de n'utiliser que deux éléments de blindage pour la protec- tion de l'enroulement ou des enroulements, alors que l'un des deux ou tous les deux membres peuvent servir à main- tenir le coupe-circuit thermique en contact avec l'un de ces enroulements. Bien que, dans les modes de réalisation décrits en référence aux dessins annexés, les éléments de blindage qui mettent le coupe-circuit thermique ou d'autres types de dispositifs thermiques de protection) en contact avec l'enroulement associé, présentent une forme de U, une telle forme n'est pas essentielle, et il est bien possible de donner d'autres formes aux éléments de blin- dage. Dans une telle variante, les éléments de blindage qui mettent le coupe-circuit thermique en contact avec l'enroulement, peuvent être essentiellement plats, alors que des rainures sont prévues à proximité des bords de- ces éléments. Ces rainures coopbrent alors avec des languettes faisant saillie sur les autres éléments de blindage, ces languettes étant cannelées (soit sur la face intérieure soit sur la face extérieure) de façon que, lors de l'insertion des languettes dans les rainures, un bord de la rainure s'engage dans les cannelures prévues sur une languette associée.. Dans tous les modes de réalisation décrits ci- dessus, les bobines et les éléments de blindage peuvent avantageusement être moulés par injection de nylon charge de verre, bien que dlautres matières plastiques couramment appliquées pour la fabrication de bobines de transformateur, puissent également être utilisées pour la réalisation d'un transformateur conforme à l'inventiono Par un contact direct entre la surface de 1 en- roulement et le coupe-circuit thermique, celui-ci peut réagir plus vite à des accroissements de température potentiellement dangereux de l'enroulement, de sorte queon obtient une protection plus rapide pour le composant bobiné et les circuits associés dans le cas d'une panne ou d'une surcharge. 8 2483677 REVENDICATIONS: 1. Composant électrique bobiné comportant une bobine en matière plastique moulée, un enroulement appli- qué sur la bobine, deux ou plusieurs éléments de blindage en matière plastique moulée engagés les uns dans les autres et/ou dans la bobine en vue du blindage de l'en- roulement, ainsi qu'un élément sensible à la chaleur monté à proximité de l'enroulement, caractérisé en ce que l'élément sensible à la chaleur est en contact avec l'enroulement et est maintenu en place par au moins l'un des éléments de blindage.- 2. Composant électrique bobiné selon la revendi- cation 1, dans lequel l'élément- sensible à la chaleur. se situe entre la couche de spires extérieure de l'enroule- ment et ledit élément de blindage. Composant selon l'une des xevendicatis 1 ou 2, carac- térisé en ce que l'enroulement est superposé à un autre enroulement sur la bobine, lesdits enroulements étant couplés de façon à' former un transformateur. 4. Composant selon l'unedesrevendications lou 2, carac- térisé en ce que la bobine est divisée axialement en deux parties, dont l'une porte I'enroulement -et l'autre porte- un autre enroulement, lesdits enroulements étant couplés de façon à former un transformateur. 5. Composant selon l'une derevexncaonsl1ou 2, caracc- 25.térisé en ce que la bobine et une autre bobine sont montées côte à côte et en ce que l'autre bobine porte un autre enroulement, lesdits enroulements étant couplés de façon à former un transformateur.- 6. Composant selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes; caractérisé en ce que l'enroulement est un enroulement primaire d'un transformateur. 7. Composant selon l'une quelconque des revendica- -tions 1 à 5,'caractérisé en ce que l'enroulement est-un enroulement secondaire d'un transformateur.