Brevet FR2496967A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne ltélectrotechnique et plus particulièrement les noyaux ferromagnétiques. Ces noyaux ferromagnétiques trouvent une large application dans la construction de réacteurs électriques, de transformateurs et d'autres appareils à induction à circuits magnétiques empilés. Ces constructions comportent des noyaux ferromagnétiques avec enroulements cylindriques bobinés sur eux. Dans l'obtention de hauts indices technico-économiques, la réduction de l'encombrement et de la masse desdits appareils, l'exécution du noyau ferromagnétique portant un enroulement cylindrique avec section transversale sensiblement proche d'un cercle, joue un rôle important. Dans la construction des transformateurs ceci est obtenu par une fabrication classique et largement répandue du noyau de circuit magnétique par empilement de lames en acier dynamo de largeur différente formant une section à gradins qui s'inscrit dans une circonférence. Afin d'obtenir un coefficient de remplissage suffisant, le nombre de largeurs de lames qui forment des empilements dans les transformateurs d'alimentation de puissance moyenne est de 12 à 16. Pour les transformateurs plus puissants leur nombre atteint 20 et davantage. Dans les transformateurs et réacteurs à usage multiple, par exemple, des transformateurs d'alimentation, de survoltage, avec construction à jonctions des circuits magnétiques, on utilise également des noyaux ferromagnétiques de forme presque cylindrique. le noyau est formé de lames ferromagnétiques empilées d'une façon rationnelle, ces lames de différentes dimensions remplissant des secteurs de section ronde. les noyaux ferromagnétiques de forme cylindrique peuvent être formés de lames de même dimension courbées suivant la développante. Dans ces constructions de noyau, il faut, pour obtenir un bon coefficient de remplissage, un grand nombre de lames de dimensions différentes, un réglage multiple de l'équipement technologique pour la coupe de l'acier dynamo. Afin de fabriquer les noyaux à partir de lames courbées en développante, on doit avoir un équipement technologique et des outils compliqués. I1 exiate également des solutions techniques qui prévoient des noyaux ferromagnétiques dont la section se présente sous la forme d'hexagone régulier. C'est ainsi qu'est connu un circuit magnétique de transformateur triphasé dont le noyau est réalisé en sections indépendantes composites (brevet DE/1011056) notamment, en quatre sections dont deux ont une section transversale en forme de losange et deux autres, en forme de triangle. les sections en losange sont bobinées en bande d'acier ferromagnétique de même largeur, alors que les sections triangulaires sont bobinées en bande d'acier ferromagnétique coupée de biais. Un tel noyau ferromagnétique a un coefficient de remplissage insuffisamment grand et, en outre, la fabrication de la bande coupée de biais se heurte -à des difficultés technologiques considérables. Est également connu un noyau ferromagnétique pour appareil à induction avec un enroulement cylindrique-dont la section est un polygone régulier à nombre pair de côtés (GB/68886i.le Le noyau est réalisé avec une section trans- versale ayant la forme d'un hexagone et comporte trois empilements tétragonesà c8tés égaux à section transversale en losange en lames ferromagnétiques de largeur identique. En exécutant de cette façon le noyau ferromagnétique on obtient une réduction du nombre de lames de dimensions différentes utilisées; pourtant, ce noyau en hexagone a un coefficient de remplissage insuffisamment grand qui ntat- teint que 83% alors que pour obtenir de hauts indices technico-économiques dans des dispositifs à induction, le coefficient de remplissage ne doit pas être inférieur à 9Dfio le but de l'invention est de créer un tel noyau fer romagnétique pour un appareil à induction avec un enroulement cylindrique dont le coefficient de remplissage soit de 9056 au moins, ce noyau étant réalisé en lames de largeur identique. Ce but est atteint du fait que dans le noyau ferromagnétique proposé pour un appareil à induction à enroulement cylindrique, réalisé avec une section transversale ayant la forme d'un polygone régulier à nombre pair de cô- tés, constitués d'empilements tétragones à côtés égaux de lames ferromagnétiques de largeur identique, conformément à l'invention, le noyau comporte au moins huit pans, les empilements sont réalisés avec un angle défini par la série oi , 2 , 3 g ... (-1) n - 1 + n 2 4 Oc et le nombre d'empilements avec chaque angle aigu de cette série est égal à n/2, où n est le nombre de pans du noyau eto( = 21T/n, alors que dans le cas où n est multiple de quatre, le noyau est complété d'empilements de section carrée en quantité de n/4. Plus loin, on donne un tableau récapitulatif avec les données concernant le nombre d'empilements et le coefficient de remplissage en fonction du nombre de pans du noyau. Le coefficient de remplissage est calculé suivant la formule K r = n sin i/ 2t Tableau Nombre d'empilements avec l'angle n &alpha; 2&alpha; 3&alpha; 4&alpha; 5&alpha;Kr 8 4 2 0,900 10 5 5 0,940 12 6 6 3 0,955 14 7 7 7 0,967 16 8 8 8 4 0,975 18 9- 9 9 9 0,980 20 10 10 10 10 5 0,984 22 11 11 ll il 11 0,987 Il ressort du tableau qu en pratique il suffit d'utiliser des noyaux dont les sections se présentent sos la forme de polygones dont le nombre de c8ts va jusqu'à n = 10 à 14, parce que dans ce cas le coefficient de remplissage est l-e-plus grand. La présente invention permet, pour une même largeur des lames ferromagnétiques utilisés, de réaliser un noyau à nombre de pans suffisamment grand dont la section transversale, en forme de polygone regulier, s'inscrit dans une circonférence limitée par l'enroulement cylindrique de l'appareil à induction. En ce cas, le noyau ferromagnétique proposé, par rapport à celui connu, a pra- tiquement un coefficient de remplissage de l'ordre de 100%. Ainsi, par exemple, si n = 8, Kr est de 0,9 (90%); si n =12, K est de 0,955(95%) à n = 16, Kr = 0975 (97,5%) à n = 22, Kr = 0,987 (98,7%), etc. Tout cela assure une fabrication plus facile du circuit magnétique et l'obtention de hauts indices techztco- économiques de l'appareil à induction. le procédé de fabrication du noyau ferromagnétique proposé est simple du point de vue technologique. I1 n'exige pas un équipement technologique spécial et se fait par découpage des lames ferromagnétiques et par leur empilement dans un ordre donné. L'invention ressortira de la description des exemples d'exécution schématisés sur les dessins annexés, dont, conformément à l'invention - la Pig. 1 représente un noyau ferromagnétique dont le nombre de pans est égal à huit; - la Pig. 2 représente un noyau ferromagnétique dont le nombre de pans est égal à dix; - la Fig. 3 représente un noyau ferromagnétique dont le nombre de pans est égal à douze. L'exemple d'un noyau à huit pans représenté sur la Fig. 1 est une combinaison de six empilements 1 à section tétragone à côtéégaux réalisés en lames ferromagnétiques 2 de largeur identique, alors que quatre empilements ont des sections en losange à angle aigu de 452 et deux empilements ont une section carrée. Sur la Fig. 2 est représenté un noyau à dix pans qui est une combinaison de dix empilements à section transversale tétragone à côtés égaux, réalisés en lames ferromagnétiques 2 identiques, alors que cinq empilements ont une section en losange à angle aigu de 362 et cinq autres empilements ont une section en losange à angle aigu de 722. Sur la Fig. 3 est représenté un noyau à douze pans qui est une combinaison de quinze empilements 1 à section tétragone à côtés égaux réalisés en lames ferromagnétique 2 de largeur identique, alors que six empilements ont une section en losange à angle aigu de 30Q, six empilements une section en losange à angle aigu de 600 et trois empilements ont une section carrée. - REVENDICATION Noyau ferromagnétique pour un appareil à induction avec un enroulement cylindrique, dont la section transversale a la forme d'un polygone régulier à nombre pair de c8tés, et constitué d'empilements à section tétragone à côtés égaux, de lames ferromagnétiques de largeur identique, caractérisé en ce que le noyau comporte au moins huit pans, les empilements sont réalisés avec un angle défini par la série d, 2 i, 3 ct , ..., (-1)- l+n , 2 2 4 le nombre d'empilements avec chaque angle de cette série est égal à n/2, où n est le nombre de pans du noyau et ct = 2 nr/n, alors que dans le cas où n est multiple de quatre, le noyau est complété d'empilements de section carréeen quantité égale à n/4.