Brevet FR2497598A2 — publié le 19820709

FR 2497598 A2 19820709 FR 8100127 A 19810107 On a décrit dans le brevet principal un procédé et un dispositif propres à l'assemblage par collage d'un circuit magnétique, notamment pour transformateur ou self. Suivant ce procédé, les noyaux et culasses à assembler résultant de l'empilage de tôles, il leur est appliqué, lors de leur collage, avant une pression de serrage parallèle au plan des tôles concernées, une pression modérée de maintien perpendiculaire à ce plan, pour éviter le chevauchement de leurs tôles constitutives lors de l'application de la pression de serrage tout en autorisant un déplacement relatif de ces tôles parallèlement à elles-mêmes. En outre, avant l'application de la pression de serrage, il a été prévu, dans le brevet principal, d'appliquer aux noyaux et culasses à assembler, suivant une direction perpendiculaire à celle de la pression de serrage et parallèle au plan des tôles concernées, une pression d'alignement propre à contrebuter lesdits noyaux et culasses. On a également décrit dans le brevet principal le circuit magnétique obtenu en application d'un tel procédé. On y a plus particulièrement décrit, à titre d'exemple, diverses configurations possibles pour un tel circuit magnétique, qu'il s'agisse d'un circuit monophasé ou qu'il s'agisse d'un circuit polyphasé. La présente invention a d'une manière générale pour objet d'autres configurations possibles pour un tel circuit magnétique. I1 peut s'agir, par exemple, d'un circuit magnétique polyphasé dans lequel un noyau intermédiaire est prévu entre deux noyaux d'extrémité, lesdits noyaux, communément appelés jambages, étant reliés deux à deux par des culasses. Dans la configuration correspondante plus particulierement décrite dans le brevet principal, il est prévu que ces culasses s'détendent entre les noyaux qu'elles relients, en sorte que ceux-ci ont tous une même hauteur. Dans ce cas, pour trois noyaux, il y a quatre culasses. Mais, en variante, et suivant des dispositions connues par elles-mêmes, deux culasses seulement peuvent être mises en oeuvre, soit que, les noyaux restant de longueurs identiques entre eux, de tels noyaux soient tous établis entre de telles culasses, soit que, le noyau intermédiaire étant de hauteur inférieure à celle des noyaux d'extrémité, ce noyau intermédiaire soit relié par les culasses et que celles-ci relient à leur tour les noyaux d'extrémité. Dans ce cas, suivant l'invention, la hauteur du circuit, prise au droit du noyau intermédiaire, entre les deux bords opposés correspondants des culasses, est de préférence légè- rement supérieure à la hauteur des noyaux que relient oelle-ci. De ce fait, la pression d'alignement assure en toute certitude une application convenable des culasses au noyau intermédiaire, sans interférence avec les noyaux d'extrémité, que la pression de serrage applique ensuite en toute certitude auxdites culasses. Le collage de l'ensemble s'en trouve ainsi correctement assuré. Dans tous les cas, pour améliorer la rigidité d'ensemble du circuit magnétique, et éviter que, au sortir de celui-ci du dispositif dans lequel il a été assemblé, il ne vienne à se désunir si la colle mise en oeuvre pour son assemblage n'a pas alors fait totalement prise, il est possible, suivant un développement de l'invention, d'enchevêtrer deux à deux lesnoyaux et culasses que comporte un tel circuit. Diverses modalités d'enchevêtrement sont possibles à cet effet. Mais, suivant l'invention, lorsqu'un noyau intermédiaire est prévu, culasses et noyaux sont de préférence enchevêtrés deux à deux à mi-épaisseur à leurs extrémités, et le noyau intermédiaire est formé de quatre éléments de noyaux superposés deux à deux et accolés, avec un décalage longitudinal relatif dans un sens, pour deux de ces éléments de noyaux ainsi superposés, et dans le sens opposé, pour les deux autres. Il en résulte une rigidification particulierement efficace du circuit magnétique ainsi obtenu, permettant de manipuler sans risque de désunion ce circuit magnétique dès son dégagement du dispositif dans lequel il a été assemblé, même lorsqu'il s'agit d'un circuit magnétique de poids relativement élevé nécessitant, pour sa manipulation, d'être halé à l'aide d'une lanière ou analogue passée autour de lui. Dans un tel circuit, et comme décrit dans le brevet principal, les quatre éléments de noyaux formant ainsi le noyau intermédiaire ont même largeur et même longueur et sont donc constitués de tôles identiques entre elles. Mais, en contre partie, les culasses sont chacune formées de deux éléments dont les tales constitutives sont de longueurs différentes. Par ailleurs, dans tous les cas, quelle que soit la configuration adoptée pour le circuit magnétique concerné, il est possible, suivant un développement de l'invention, d'établir d'un noyau à un autre d'un tel circuit magnétique, parallèlement à ses culasses, au moins un shunt magnétique, un entrefer plus ou moins important pouvant en outre être laissé entre ce shunt magnétique et l'un au moins des noyaux qu'il relie. Il en résulte avantageusement un développement intéressant du champ d'application du circuit magnétique suivant l'invention, ce champ d'application pouvant par exemple s'étendre ainsi à celui des transformateurs à fuite et/ou à celui de selfs susceptibles notamment d'être utilisés avec avantage dans la réalisation de régulateurs ferro-résonnants. Suivant un autre développement de l'invention il est encore prévu d'engager sur le noyau intermédiaire au moins une joue en matière isolante propre notamment au centrage de ce noyau intermédiaire, en particulier lorsqu'aucun shunt magnétique n'est prévu, et/ou au blocage de ces shunts magnétiques lorsque de tels shunts magnétiques sont présents. De préférence, les joues ainsi mises en oeuvre présentent, en saillie, parallèlement à deux bords opposés, deux pattes. Dès lors, associées deux à deux, elles forment conjointement une sorte de cage qui, lorsque les shunts magnétiques sont mis en oeuvre, permet d'assurer un positionnement aisé et rapide des tôles constitutives de ceux-ci. Enfin, dans tous les cas, au lieu d'être droites, comme décrit dans le brevet principal, les extrémités des culasses et/ou noyaux peuvent être biaises. Les objets de l'invention, leurs caractéristiques et leurs avantages, ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schéma tiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'un circuit magnétique auquel s'applique le procédé suivant le brevet principal; la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 pour une autre configuration de ce circuit magnétique; la figure 3 est une vue latérale du circuit magnétique représenté à la figure 2, suivant la ligne III-III de cette figure 2; les figures 4, 5 sont des vues respectivement analogues à celles des figures 2, 3, pour une autre configuration du circuit magnétique concerné; la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 4, pour une autre configuration du circuit magnétique concerné;; la figure 7 est une vue en plan d'un circuit magnétique à noyaux et culasses enchevêtrés auxquels s'applique le procédé suivant le brevet principal; les figures 8 et 9 sont des vues latérales de ce circuit magnétique, suivant respectivement les lignes VIII-VIII et IX IX de la figure 7; la figure 10 en est une vue en plan prise suivant la ligne X-X de la figure 9; la figure 11 en est une autre vue latérale, suivant la ligne XI-XI de la figure 7; les figures 12 à 16 sont des vues respectivement analogues à celles des figures 7 à 11, pour un enchevêtrement suivant l'invention des noyaux et culasses mis en oeuvre; les figures 17, 18 et 19 sont des vues en plan d'autres circuits magnétiques auxquels peut s'appliquer le procédé suivant le brevet principal; ; la figure 20 est une vue en perspective d'une joue susceptible d'être mise en oeuvre dans un tel circuit magnétique; la figure 21 est une vue partielle en plan d'un circuit magnétique dans lequel de telles joues sont mises en oeuvre; les figures 22 et 23 sont des vues analogues à celle de la figure 1 et concernent d'autres configurations possibles pour le circuit magnétique auquel peut s'appliquer le procédé suivant le brevet principal. La figure 1 reprend la représentation schématique, déjà donnée dans le brevet principal, d'un circuit magnétique 1C pour transformateur polyphasé, comportant trois noyaux parallèles, à savoir deux noyaux d'extrémité llA, llB et un noyau intermédiaire llC, qui ont tous même hauteur, et qui sont reliés deux à deux, à leurs extrémités, par des culasses 12. Dans la configuration ainsi mise en oeuvre, ces culasses 12 sont au nombre de quatre et, lors de l'application de la pression de serrage mise en oeuvre pour leur collage aux noyaux llA, llB, 11C, suivant les flèches F de la figure 1, elles sont toutes prises deux à deux entre de tels noyaux, perpendiculairement à ceux-ci. La pression de maintien exercée perpendiculairement à la pression de serrage, suivant les flèches F' de la figure 1, a alors pour simple but, comme décrit dans le brevet principal, de réajuster si nécessaire l'alignement des culasses 12 par rapport aux extrémités des noyaux qu'elles relient. Mais, suivant la variante de configuration illustrée par les figures 2 et 3, deux culasses 12 seulement sont mises en oeuvre, celles-ci s'étendant sur toute la longueur du circuit 10, et étant reliées l'une à l'autre non seulement par le noyau intermédiaire llC, mais encore par les noyaux d'extrémillA, llB. Dans une telle configuration, les noyaux llA, llB, llC ont encore même longueur. En outre, ils sont chacun constitués, comme décrit dans le brevet principal, d'un empilage de tôles 15, toutes identiques entre elles. De même , dans un tel cas, les culasses 12 sont chacune constituées d'un empilage de tôles 16 toutes identiques entre elles. Mais, dans ce cas, c'est suivant la longueur des noyaux llA, llB, llC qu'est appliquée la pression de serrage, suivant donc les flèches F' de la figure 2, la pression appliquée perpendiculairement auxdits noyaux, suivant les flèches F de la figure 2, n'étant alors qu'une pression de maintien, suivant des dispositions inverses de celles décrites précédemment. Suivant la variante de configuration illustrée par les figures 4 et 5, trois culasses 12 sont mises en oeuvre. L'une s'étend sur toute la longueur du circuit, à la manière des culasses décrites en référence aux figures 2 et 3 tandis que les deux autres s'étendent chacune respectivement entre deux noyaux llA, llB, llC, à la manière de celles décrites en référence à la figure 1. Dans ce cas, la pression exercée au collage suivant les flèches F' de la figure 4 est une pression partie de serrage et partie de maintien, tandis que la pression exercé suivant les flèches F de cette figure 4 est une pression de serrage. Pour la configuration ainsi illustrée par les figures 4, 5, les noyaux llA, 11B, llç ont encore même longueur. I1 n'en est plus ainsi pour la configuration illustrée par la figure 6. En effet, pour cette configuration, qui prévoit la mise en oeuvre de deux culasses 12, les deux noyaux d'extrémité llA, llB sont reliés par ces culasses 12, suivant une disposition analogue à celle illustrée par la figure 1, tandis que, pour le noyau intermédiaire llC, ce sont ces culasses 12 qui sont reliées l'une à l'autre par un tel noyau intermédiaire llC, suivant une disposition analogue à celle illustrée par les figures 2, 3. Dans un tel cas, suivant l'invention, la hauteur H' du circuit, prise au droit du noyau intermédiaire llC, entre les deux bords opposés correspondants des culasses 12, est légèrement supérieure à la hauteur H des noyaux llA, lîB que relient celles-ci Autrement dit, la hauteur h du noyau intermédiaire llC et les largeurs 1 des culasses 12 sont telles que leur somme cumulée est légèrement supérieure à la hauteur H des noyaux d'extrémité llA, llB. I1 en résulte, que, au collage, l'application d'une pression de maintien aux culasses 12, suivant les flèches F' de la figure 6, n'est en rien gênée par les noyaux d'extrémité llA, llB, et peut donc être conduite de manière à ce qu'il en résulte un collage correct du noyau intermédiaire llç à ces culasses 12. Cette pression de maintien F' et la pression de serrage F associée peuvent être appliquées conjointement ou bien successivement, dans un ordre ou dans l'autre. Si désiré, culasses et noyaux peuvent etre enchevêtrés deux à deux à leurs extrémités. Suivant la configuration illustrée par les figures 7 a 11, un tel enchevêtrement est obtenu, de manière connue en soi, en subdivisant en trois couches le circuit magnétique concerné, et en décalant longitudinalement, d'une de ces couches à l'autre, les éléments de noyaux et de culasses mis en oeuvre, tel qu'illustré sur les figures. Dans un tel cas, chacun des noyaux mis en oeuvre est constitué de tôles toutes identiques entre elles, bien que de telles culasses soient alors de deux types différents, de longueurs différentes, contrairement aux noyaux qui, ayant tous même longueur, sont tous de même type. Cependant, suivant l'invention, et tel qu'illustré par les figures 12 à 16, culasses et noyaux sont enchevêtrés deux à deux à mi-épaisseur à leurs extrémités, et le noyau intermédiaire llC est formé de quatre éléments de noyaux 501,50'1,502, 50'2 superposés deux à deux et accolés, avec un décalage longitudinal relatif dans un sens, pour deux de ces éléments de noyau ainsi superposés, et dans le sens opposé pour les deux autres. C'est ainsi que les éléments de noyau 501 et 502, qui sont superposés l'un à l'autre, sont décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre, dans un premier sens, tandis que les éléments de noyau 50'1 et 50'2, qui sont accolés aux pré cédents, et qui sont superposes l'un à l'autre, sont décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre, dans le sens opposé au décalage relatif des éléments de noyau 501 et 502 précédents. Ces quatre éléments de noyau ont même largeur et meme longueur, et, chacun individuellement, ils sont tous constitués d'un empilage de tôles identiques entre elles. Les noyaux d'extrémité llA, llB sont, conjointement, chacun constitués de deux éléments de noyau 511 et 512 superposés l'un à l'autre, avec un décalage longitudinal relatif dans un sens pour le noyau llA, et dans le sens opposé pour le noyau llB. Comme précédemment, ces éléments de noyau 51 et 512 ont tous même largeur et même longueur, et chacune individuellement, ils sont tous constitués de tôles toutes identiques entre elles. De même, les culasses 12 mises en oeuvre, qui sont au nombre de quatre, sont chacune constituées de deux éléments de culasse 531 532 superposés l'un à l'autre, avec un décala- ge relatif l'un par rapport à l'autre. Mais, les éléments de noyaux constitutifs du noyau intermédiaire llC ayant, dans la forme de réalisation représentée, une largeur égale à la moitié de celle des éléments de noyau constitutifs des noyaux d'extrémité llA, llB, les élé- ments de culasse 531' 532 constitutifs des culasses 12 n'ont pas, dans ce cas, même longueur. En pratique, leurs longueurs diffèrent de la moitie de la largeur des noyaux. Pour la couche supérieure, figure 12, il y a ainsi deux éléments de culasse 531 de plus grande longueur, et deux pelez ments de culasse 53'1 de longueur plus faible, et pour la couche inférieure, figure 15, il y a de meme, en alternance avec la disposition précédente, deux éléments de culasse 53 > de plus grande longueur, et deux éléments de culasse 53'2 de longueur plus faible. Mais, pris chacun individuellement, ces éléments de culasses sont tous constitués d'un empilage de tables toutes identiques entre elles. Dans tous les cas, d'un noyau à un autre, parallèlement aux culasses, au moins un shunt magnétique peut etre prévu. Par exemple, figure lE, il y a ainsi deux shunts magnétiques 54, qui s'étendent, sans entrefer, l'un entre le noyau d'extrémité llA et le noyau intermédiaire llC, l'autre entre ce noyau intermédiaire llC et le noyau d'extrémité llB. En outre, dans cette forme de réalisation, il y a encore deux shunts magnétiques 55 qui, parallèlement aux précédents, s'étendent également l'un entre le noyau d'extrémité IlA et le noyau intermédiaire llC, et l'autre entre ce noyau intermédiaire llC et le noyau d'extrémité llB. Mais, pour les shunts magnétiques 55, un entrefer 56 est prévu entre ceux-ci et l'un au moins des noyaux qu'ils relient. En pratique, dans la forme de réalisation représentée, cet entrefer 56 est prévu entre les shunts magnétiques 55 et le noyau intermédiaire llC. Par exemple, un tel entrefer peut être matérialisé par un adhésif double face de plus ou moins grande épaisseur solidarisant les shunts magnétiques 55 au noyau intermédiaire llç, et les empêchant ainsi de vibrer lors du passe du flux magnétique. Un tel adhésif double face peut, en variante, être remplacé par un isolant en matériau plus ou moins élastique, afin de permettre un bon alignement de l'ensemble du circuit et réduire ainsi les pertes aux joints entre culasses et noyaux. Dans les mêmes conditions, un entrefer peut être prévu entre un quelconque des noyaux et une quelconque des culasses. C'est le cas dans la forme de réalisation illustrée par la figure 18, où un tel entrefer 56 est prévu entre le noyau intermédiaire llC et l'une des culasses 12 qu'il relie entre elles. Dans la forme de réalisation illustrée par la figure 19, qui associe les dispositions de celles illustrées par les figures 17 et 18, il y a d'une part des shunts magnétiques 45, sans entrefer, et d'autre part des shunts magnétiques 55 avec enterfer 56, un tel entrefer 56 étant en outre prévu entre le noyau intermédiaire lIC et l'une des culasses 12 qu'il relie. Dans tous les cas, sur le noyau intermédiaire lîC peut être engagée transversalement au moins une joue en matière isolante 60. Une telle joue 60 est représentée en perspective a la figure 20. I1 s'agit d'un simple cadre qui, en positions diagonalement opposées, présente en saillie, parallèlement à deux bords opposés, deux pattes 61. Par son ouverture 62, qui est quadrangulaire, a l'image du contour du noyau intermédiaire llC, une telle joue 60 peut être engagée sur un tel noyau intermédiaire llC, tel qu'illustré à la figure 21, notamment pour centrage de ce noyau intermédiaire llC lorsqu'aucun shunt magnétique n'est prévu. Lorsque de tels shunts magnétiques 54 ou 55 sont prévus, et c'est le cas dans la forme de réalisation illustrée par la figure 21, dans laquelle deux shunts magnétiques 54 par exemple sont prévus, deux joues 60 peuvent être mises en oeuvre de part et d'autre de ces shunts magnétiques 54, en étant disposées de manière à ce que leurs pattes 61 soient dirigées l'une vers l'autre. Ces joues 60 constituent dès lors conjointement une sorte de cage permettant d'assurer un positionnement aisé et rapide des empilages de telles dont sont constitués les shunts magnétiques 54 concernés. Dans les configurations illustrées par les figures 22 et 23, les extrémités des noyaux llA, llB, llC et des culasses 12, à la jonction entre de tels noyaux et de telles culasses, sont biaises au lieu d'être droites comme précédernient, soit que par exemple les jonctions correspondantes soient toutes établies en onglet d'un angle à un autre, figure 22, soit qu'il n'en soit pas ainsi pour certaines au moins d'entre elles figure 23, de telles jonctions étant alors par exemple issues d'un angle et aboutissant sur le côté opposé, tel que repré senté. D'autres modes de jonction sont également envisageables. Dans tous les cas, le noyau central llC, lorsqu'il y en a un, peut être en un seul élément, ou en deux élémejits, tel que schématisé en traits interrompus. Dans tous les cas egalement, le procédé suivant le brevet principal est encore applicable. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux dispositions décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1) Circuit magnétique pour appareillage électrique, en particulier transformateur, du genre comportant, selon le brevet principal, au moins deux noyaux (11) parallèles, et au moins une culasse (12) reliant l'un a l'autre lesdits noyaux (11) à l'une de leurs extrémités, noyaux (11) et culasse (12) étant solidarisés deux a deux par collage et étant chacun cons titués d'un empilage de ttles (15, 16) toutes identiques entre elles pour un même noyau (11), et toutes identiques entre elles pour la culasse (12), caractérisé en ce que, deux culasses (12) étant prévues, reliées l'une à l'autre par un noyau intermédiaire (llC), sa hauteur (H'), prise au droit dudit noyau intermédiaire (llC), entre les deux bords opposés correspondants desdites culasses (12), est légèrement supérieure à la hauteur (H) des noyaux (lia, llB) que relient celles-ci. 2) Circuit magnétique pour appareillage électrique, en particulier transformateur, du genre comportant, selon le brevet principal, au moins deux noyaux (11) parallèles, et au moins une culasse (12) reliant l'un à l'autre lesdits noyaux à l'une de leurs extrémités, noyaux (11) et culasse (12) étant solidarisés deux à deux par collage et étant chacun constitués dlun empilage de tôles (15, 16), toutes identiques entre elles pour un même noyau (11), caractérisé en ce que, un noyau intermédiaire (llC) étant prévu, culasses (12) et noyaux (11) sont enchevêtrés deux à deux à mi-épaisseur à leurs extrémités, et le noyau intermédiaires (llC) est formé de quatre éléments de noyau (501, 502, 50X1, 50'2) superposés deux à deux et accolés avec un décalage longitudinal relatif dans un sens, pour deux de ces éléments de noyau ainsi superposés, et dans le sens opposé, pour les deux autres. 3) Circuit magnétique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les quatre éléments de noyau (501 502, 50'i, 50'2) formant le noyau intermédiaire (llC) ont même largeur et même longueur et sont constitués de tôles toutes identiques entre elles. 4) Circuit magnétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, d'un noyau (11) a un autre, il comporte, parallèlement aux culasses (12), au moins un shunt magnétique (54, 55). 5) Circuit magnétique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, pour au moins un shunt magnétique (55), un entrefer (56) est prévu entre ce shunt magnétique (55) et l'un au moins des noyaux (11) qu'il relie. 6) Circuit magnétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour au moins unensemble noyau (ll)-culasse (12), un entrefer (56) est laissé entre un tel noyau (11) et une telle culasse (12). 7) Circuit magnétique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit entrefer (56) est matérialisé par un isolant en matériau élastique. 8) Circuit magnétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, sur le noyau intermédiaire (11 C) est engagée transversalement au moins une joue en matière isolante (60). 9) Circuit magnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, en positions diagonalement opposées, la dite joue (60) présente, en saillie, parallèlement à deux bords opposés, deux pattes (61).