Brevet FR2518305A1 — publié le 19830617

Noyau métallique amtirp 'ze sang joint pour appareil électrique à induction. La dluino arale wix 0-vaux î -Tzsdans 1 l 2 teurs et les appareils et elle concierge plus la d'un noyau. de ransfirma teur i et d'un ici -imcrph-. appareilo --i 5 î-e 11 cti Oî 1, tels mile les ail î acj-v'Ztvqu- un 5-e's un ro-a- fini s-nz î?a a ns -car un actif "j-,-',--', J le du n O, 7 u V c; fl -ennemi un -e 1oyau az L 1-1 un i Q-Int Ouvert'-O par 1 un tron- e orl Ctu M', î: î è -mà Vio- JV RlL Cc S _ail Il cn lie O ià tnl, as- -'l ob -na j e 4 Uec cz - au'oijr ce Icartant les i tzave:S cet e- net enti-re SEL- -Lsf au t-',3 N lorsque lits e O lu Abrutis anorl;,,e en bande. Un Mate-riau rî 7 tèi j 1 he en bande Pr-,-,sente des pertes dans le fer j,luo lion c)-w Lo:,, -I DheCe- pendant, un matériau "o can btnc'-e est tr "S mince, tr s fra- q le et très dur le rec-ait d'un mat 6,rir 7 ia amor- î _p 3 he r& duit dairan- tage son élasticité et sa flexibilité Toutes ces caract 9 rîsti- ques présentent des inconv 6 ients piur la fabrication de noyaux en matériau amorphe. Une difficulté associée à la construction des noyaux en matériau amorphe, concerne la maniêre de monter le ou les bobinages électriques autour du noyau Comme on l'a indiqué plus haut, la technique utilisée pour monter un bobinage autour d'un noyau en matériau non amorphe, et qui consiste à intro- duire le bobinage à travers un écartement de joint ouvert dans le noyau, ne donne pas entière satisfaction lorsqu'il s'agit de noyaux en matériau amorphe Ceci est dû au fait qu'un noyau en matériau amorphe est moins élastique et moins flexible qu'un noyau en matériau non amorphe, et il est donc plus difficile d'ouvrir par flexion un joint dans un noyau en matériau amor- phe pour monter le bobinage, sans faire Éclater ou sans rompre les couches du noyau Ceci n'est pas souhaitable car les con- traintes imposées au noyau pervernt auôDmenter considérablement les pertes dans le fer La manutentionr du noyau pour des motifs autres que le montage du bcbinage, peut sgalement imposer des contraintes au noyau. En raison de ces considérations, la présente inven- tion a pour objet de réduire les difficultés de mointage et de manutention dues à la fragilité d'un noyau mragnétique en me 6 riau amorphe. Un objet plus particulier de la présente invention est de fournir un noyau en matériau amorphe sans joint, qui est moins susceptible d't tre endommagé pendant la mianutention du noyau et le montage d'un ou de bobinages électriques asso- cids, autour du noyau. Comme on le verra plus loin, le noyau magnétique dé- crit est coinstitué d'une bande de matériaul amorphe enroulée sur elle même de manière a former des couches contiguës Le noyau comporte une armature intérieure en matériau mdtali Lque non amorphe, disposée radialement à l'intérieur et contigug à la couche la plus intérieure formée par la bande de materiau amorphe Un revêtement est placé sur le noyau pour l'isoler hermétiquement et le rendre étanche à l'air et (ou) a l'huile. On peut placer un papier isolant autour d'une section du noyau. Ce papier isolant renforce le noyau et un bobinage électrique peut être enroulé autour du papier isolant. La présente invention sera bien comprise à la lectu- re de la description suivante faite en relation avec les des- sins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 illustre schématiquement un noyau ma- gnétique qui constitue un exemple de réalisation de la présen- te invention; et les figures 2 a à 2 c illustrent schématiquement des stades de fabricatiorn d 4: ce iy On se reporterd mrainten Lcant aux dessins et, en parti- culier, à la figure 1 Le nicyau -magnétique enroulé, repéré par la référence générale 10, est particulièrement approprié pouir être utilisé dans un triraerou dans un appareil élec- trique à induction anuî,t- 'e Ce oyau 10 ezt constitué d'une ii bande continuc de er i-ieroul Cée sur elle-mêaeme de miia- nière à présenter d couches c;cnïti -u Ls 12 en forme de bo dle fermée Uri matériaus a B i banal, susceptible de consti-tvuer Le noyau, est par exemp 1 tÄ 1, ' S atra amorphe en bande fabriqué par flld ev -C,_d -pony '"METGLAS" est uine marque dépesee dsgm y alliage-i 3 usemr;hs a briqués par Allied ' "L Ces no Yau-e r ronds, J Aem,rïernt rectangulaires, ra N erenré-Sente la s, ure 1 ou prendre tout aitre _ cpride Dans le caÀs de la 2 or me rectangulaire rs n L ' noyeiu 1 00 comiprend des colonil -ll opposées 14 et 16, vs uperieure 13 et une CI travrerse qe jon u intr fireure 20 â Ce nc yu eornt pas de jon u-permiet dl-nn filer un o- u dcs ongl oieir la noyau, la bobinage 72 est monté suar lfe r-oe-,au 10 nr Enroulement autour d'un troaton de ce dernier, coru-e U 3 es': bien connu de l'hommne de l'art. On se reportera faieintenant à la figure 2 a qui illus- tre un procéd-,é de frctindu' noyaui 1 CI partir dl-unle bandez continue de métal am(orphi E et duebainde conitinue de métal non amorphe Commie le représenxta la -1 gwre 2 a, une bande cniu 22 de iittal amorphe est d Jor acesur se propre bobine 315 pour être enroulée ensuite autour d'un maindrin cylininrique 90. Une bande 24 de mêtal non amrorphe, tel que 1 ' "Hoipersil" qu L est un acier au silicium à grains orientés fabriqué par Armco of Butler, Pennsylvanie,-est placée sur la bobine 45 afin d'ê- tre enroulée également autour du mandrin 90. Le procédé de fabrication du noyau 10 comprend l'en- roulement de la bande 22 de métal amorphe et de la bande 24 de métal non amorphe autour du mandrin 90 afin de constituer un noyau initialement rond désigné par la référence générale Les bobines 35 et 45 sont placées par rapport au mandrin de telle sorte que, lorsque les bandes 22 et 24 sont enrou- lées sur ce mandrin, la bande 24 forme l'enveloppe la plus in- térieure du noyau La bande 24 avoisine donc la couche la plus intérieure formée par la bande de matériau amorphe et elle est tournée vers l'ouverture 6 (figure 1) du noyau 10 La face in- térieure non feuilletée 80 du noyau 10 est donc formée par la bande 24 La longueur de la bande 24 sera sensiblement infé- rieure à celle de la bande 22 de métal amorphe puisque cette bande 24 forme seulement l'enveloppe ou couche la plus inté- rieure 12 a du noyau 10. Cette enveloppe intérieure du noyau, qui est consti- tuée du métal "Hipersil", renforce le noyau et le rend plus ri- gide La bande 24 empêche le matériau amorphe et fragile, cons- tituant le noyau, d'etre endommagé pendant le montage ou d'au- tres manutentions du noyau. Le procédé d'enroulement du matériau non amorphe en bande sur un mandrin est décrit uniquement dans un but illus- tratif On pourrait utiliser beaucoup d'autres procédés pour former le noyau qui est l'objet de la présente invention Par exemple, une bande 24 de matériau non amorphe pourrait être placée à la main autour du mandrin 90 et la bande 22 de maté- riau amorphe pourrait ensuite être déroulée de la bobine 35 sur le mandrin 90 De même, la bande 24 de matériau non amorphe pourrait se composer de plusieurs tronçons distincts au lieu de former une bande continue de matériau comme le représente la figure. Après que le noyau 100 a été formé par enroulement, on peut obtenir la forme finale du noyau 10 à l'aide du dispo- sitif de serrage représenté à la figure 2 b Cette figure re- présente plusieurs plateaux 50 de serrage intérieurs et exté- rieurs qui font partie d'un dispositif approprié de serrage désigné par la référence générale 52 Cet appareil 52 comprend des moyens (non représentés) qui permettent de régler l'écarte- ment des divers plateaux opposés et l'emplacement de ces pla- teaux les uns par rapport aux autres afin de donner au noyau la forme souhaitée A la figure 2 b, le noyau rond 100 représen- té à la figure 2 a, a été transformé en un noyau 10 de forme rectangulaire tel que le naoyetu repre-senti 5 A la figure Comn- me le représente la igur- ?bh, u: Äonn du noyau cectantgu- laire est entouré J Ynbtng qes'ui est connec- S té a, une Re;ourcze 576 7) aiternati 5 iu Alon Lait;r z;&er Biens le bcr ID yall à un rz, z un I gaz ' t nei c; rcr u (ïc j A' Cj U6 f 17 " 1 d et y A- 3 C a qme nte1,-r é-e- î â i at:omco i L r vêtemnt p-titêtreapplci-ti -u 7: 1-rseîule d IL f Oy L'1 " 9 O-U seull ment sur lesit facefome a e -c ueps-sd o yau Du fit Q'un ftalamophe N bade, bas defer CU nièrqes différentes suenyu a xmpe'o etimre le noyau 10 dans une cuve 40 contenant un agent plastique 42 d'étanchéité, tel que le "Seal-Peel" commercialisé par Peel, Inc, Troy, Michigan Ou bien le noyau peut être immnxergé dans des vernis protecteurs de divers types, tels que les vernis L 142-1 et B 225 fabriqués par letestincdhouse Electric Corporation, Benolite Department, Manor, Pennsvlvú,arie, On peut également appliquer sur le noyau 10 un urcduit disponible sur le marché sous le nom de "Bord Mast 1er" _fl Cqur -pr Pittsb T-Urgh Plate Glass Coimpiany, Ahsv Products vi N Bloomfield, New,- IC jersey En outre, on peut former uin reîetement 70 sur le ou O cn déposa nt électrostat Iqu-,mient sur dernier uine pceéIrfrs comn:îerciallisée par l-a sociétà 3 'M de U -1 Jneapo Iis, M-innesota. Oupeut té-gelentent ut U liser, pctur reilrl oyau, un agent d'éfnché téà base d I-e flucrosiliccne, du type connu sous le noe ge 730;Ri LV' _fabriqué par Dot-i onn, 4 da, 4 cqn i 3 m e:ce-resente la figure 1, le noyau 15 -eut iluú c glet:apoz isolant 7 I q ai lnec:e r i,( vyau, sur lec;uel est enroulà le boiae 72 MI plues de, sor rêe 'isoleritnt, le paller isciant 7- renforce le no- ,,jau 10 3 in peut utiliser divers t{p e papiiers isolants tels qru le papier "SUDR aiuépar Mosinee Paper Corpor-ation Pulp and Parer Division, Deppartment 2 R 63, M 1 osinee, Wiscoinsin, o>u le papier "NOY Ei X" fabriquié par Dupont Company, à hintn Delaware, ou le papier "KAPTON SH-r ET" fabriqué par la scée 311 de St Paul, Minnesota Le papier peut êtcre lie au -ioyau à l'aide du rmêinie matériau de liaison que_ celui qui 1 est ut 3 lisé our lier 'Les bandes d'acier au sili-ciui- à, grairs crientéès, au matériau amorphe en bande. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contrai- re susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Noyau magnétique pour appareil électrique à in- duction, caractérisé en ce qu'il comprend une bande de maté- riau magnétique amorphe enroulée sur elle-mêmne de manière à S former des couches radialemenit contig,?Ls les unes aux autres et une armature întér ieurt ap matériau métallique non amorphe, disposée radialement VA riu t cortiguë à la couche la plus intérieure forimée par:ia bande de matériau magnétique a- morphe. 2 Noyau magnétique suiv;ant la, revendication i, ca- ractérisié en ce que ce re éalqenon amorphe est un acier au silicium raîi Ieoiets 3 Noyau -aniueiivant l'une des revendications 1 ou 2, cdreeterise en e jue 2 e mtra xélque non cinor O he se preot S sfcrm 12 e bade 4 bicyau magnéLi quea suivarÄ 4 t Pu N de-z revendications 1,2 ou 3, caracti&ri M, e CX "Ce c at Wa mtel i Jque -non amorphe î 7-t 1 IIli " u A itéiue Noa uvn 'Une afuîclonglue des re- vendicztion,s prc éen ce qu'un agent d'é- tanchéëîité formant re PL 3sti u au moins sur les b>ords ext Lérieurs du ncy-au jpour onece dernier étanche au diélectri-que liquide utilisé 3 dlans l'appareil à induction. 6 No Dyau magjnétique suivant la revendication 5, ca- ractérisé en ce que cet agent déltarj clhêité est un vernis iso- lant. ? Noyau magnétique suivant la revendication 5, ca-à ractérisé en ce que cet agent d'étanchéité est un f luorosili- cone. 8 Noyau magnétique suivant la revendication 5, ca- ractér-is;é en ce que ce revèteïîent est formé duepoudre appli- qu ée élec tros tatiqu ement. 9 Noyau magnétique suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'un tronçon aur moins du noyau est entouré d'une enveloppe isolante et de ren- forcement sur laquelle on enroule un bobinage électrique.