Brevet FR2534737A1 — publié le 19840420

Transformateur électrique, notamment pour installa- tion de soudage par pointus0 L'invention concerne un transforma teur électrique, notamment pour installation de soudage par points. Un tel transformateur comporte généralement un primaire et un ou deux secondaires, ces derniers étant constitués par une spire de section importante alimentant le circuit de soudage de la machine à souder. La représentation schématique d'un transformateur à un enroulement secondaire est donnée par la figure 1 où sont représentés l'enroulement pri- maire 1, le circuit magnétique 2 et la spire du secondaire 3. Les transformateurs à deux secondaires sont plus fréquemment employés car ils permettent de résoudre, dans la pratique, un plus grand nombre des problèmes. La figure 2 représente un tel trans- formateur en perspective schématique, tandis que la figure 3 est une coupe suivant A-A de la figure 2. Le circuit magnétique 4 du transfo mateur est constitué par un empilage de tôles pourvues de deux évidements délimitant entre eux un noyau 5 sur lequel est enroulé le primaire 6 encadré par les deux secondaires 7 et 8. Les tôles du circuit magnétique 4 sont serrées les unes contre les autres par des plaques d'extrémité 9 et 10-qui sont reliées par les tiges filetées et qui sont pourvues d 'une zone centrale évidée permettant notamment le passage des extrémités des enroulements secondaires 7 et 8. Ces deux secondaires peuvent ainsi alimenter deux circuits séparés ou au contraire être connectés en série ou en parallèle. La figure 4 représente, en pelpectiveS un transformateur de soudage dans lequel l'une des extrémités 111, 121 des deux secondaires 11, 1-2 est reliée l'une à l'autre par une barre de connexion 13, les prolongements 112, 122 de ces deux secondaires constituant alors les bornes de raccordement au circuit consommateur d'énergie électrique. On remarque cependant que, dans ce genre de transformateur connu, et notamment dans l'exemple de la figure 4, on perd un espace important du fait des parties dépassantes des extrémités du ou des secondaires, ces prolongements des secondaires étant en outre de nature à introduire des chutes de tension propres à diminuer le rendement de l'installation. Ce sera notamment le cas des installations à circuit de raccordement très court, des installations à redresseurs et des installations où l'on utilise, pour alimenter le transformateur, des courants à fréquences élevées. La figure 5 représente en perspective un tel transformateur à redresseurs dans lequel l'une des extrémités 131, 141 des deux secondaires est reliée l9une à l'autre par une barre de connexion 15 dont l'une des extrémités forme en 151 la borne de raccordement au circuit consommateur d'énergie électrique. les deux autres bornes 132 et 142 de ces secondaires se prolorgent autre'à des extrémités 131 et 141 et serrent entre elles la seconde borne de raccordement 16 avec ilterposition de disques redresseurs 17. On constate ainsi dans cette reali- sation que les secondaires doivent se prolonger sur une longueur importante au-d-elà de la plaque dtencam drement avant 16, ce qui constitue une perte de place importante et une cause de chutes de tension conduisant à une réduction du rendement de l'installation. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un transformateur électrique, notamment pour installation de soudage, comprenant une armature-compo- sée d'un empilage de feuilles de tôles serrées entre deux plaques d'encadrement, un enroulement primaire et au moins un enroulement secondaire réalisé à l'aide d'un conducteur de section importante, transformateur caractérisé en ce que l'enroulement secondaire est relié électriquement par au moins l'une de ses extré- mités à l'une des plaques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la plaque d'extrémité est réalisée en deux parties, isolées électriquement l'une de l'autre l'en- roulement secondaire étant relié par chacune de ses extrémités à l'une des parties de plaque. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le transformateur comporte deux enroulements secondaires, une extrémité de chaque enroulement étant reliée à une même plaque d 'extrémité. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le transformateur comporte deux enroulements secondaires et une plaque d'extrémité réalisée en deux parties, une extrémité de chaque secondaire étant reliée à chaque partie de plaque. Suivant une autre caractéristique de l'inven tion, un panneau conducteur est disposé sur la plaque ou les parties de plaque, ce panneau et cette plaque serrant entre eux des redresseurs. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif; sur les dessins conjoints, dans lesquels : - la figure 1 représente le schéma électrique d'un transformateur à un enroulement secondaire , - la figure 2 est une vue en perspective d'un transformateur de type connu à deux enroulements secon daires es - la figure 3 est une coupe suivant A A de la figure 2 ;; - la figure 4 est une vue en perspective d'un transformateur de type connu à deux enroulements seconde daires, connectes en série - la figure 5 est une vue en perspective d'un transformateur de type connu à deux enroulements secondaires, connectés en série dans un circuit pourvu de redresseurs - les figures 6, 7 et 8 sont des vues en perspectine de trois transformateurs à deux secondaires conformes à l'invention i - la figure 9 représente en perspective éclatée un transformateur conforme à l'invention associé à des redresseurs - la figure 10 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du transformateur - la figure 11 est une coupe suivant B-B de la figure 10 - la figure 12 est une coupe suivant C-C de la figure 10 t - la figure 13 représente en vue latérale une t8te de soudage par points pourvue d'un transformateur conforme à l'invention t - la figure 14 est une vue en perspec- tive d'un autre mode de réalisation du transformateur - la figure 15 est une vue en coupe suivant D-D de la figure 14. La présente invention a, en conséquence pour but la réalisation dvun transformateur et notamment d'un transformateur de soudage par points à redresseurs incorporés qui soit d'une réalisation simple et compacte et qui soit d'un bond rendement énergétique. Suivant la figure 6, le transformateur se compose ainsi d'une armature en tôles 20 empilées et serrées entre deux plaques 21 et 22 formant cadre, la plaque avant 22 étant évidée pour permettre le passage des deux extrémités 231 et 241 des deux secondaires, ainsi que, éventuellement, le passage de l'enroulement primaire 25, les deux autres extrémités 232 et 242 des secondaires étant fixées par brasure ou par tout autre moyen similaire à la face 221 de la plaque 22 dirigée vers l'armature 20, de façon à ne présenter aucune partie dépassante. On constate"ainsi que, dans cette réalisation, la longueur des extrémités 232 et 242 des secondaires est extrêmement réduite, tandis que les extrémités 231 et 241 peuvent également être plus courtes du fait que le branchement ne risque plus d'être gêné par la présence des extrémités 232 et 2420 Dans cette réalisation, la plaque 22, connectée aux extrémités 232 et 242 des secondaires, sera de préférence reliée au neutre de l'installation, mais si désiré, cette plaque22 pourra également être mise sous tension et, dans ce cas, les vis d'assemblage 26 seront pourvues de canons isolants, tandis qu'un? plaque isolante sera prévue sur la face- 221, entre la plaque 22 et l'armature 20. Dans cette réalisation de la figure 6, les secondaires du transformateur sont branchés en parallèle. Par contre, suivant la figure 7, les secondaires sont branchés en série et, à cet effet, la plaque d'encadrement 27 est pourvue d'un évidement 28 permettant le passage des extrémités 291 et 301 des deux secondaires, les deux autres extrémités 292 et 302 de ces secondaires étant reliés électriquement à la plaque avant 27 afin de ne pas dépasser à l'extérieur de cette plaque 27. Dans cette réalisation, il est en outre prévu un circuit de fluide de refroidissement qui traverse les secondaires, les circuits de fluide de ces deux secondaires étant également reliés en série par un passage 31 réalisé à l'intérieur de la plaque 27. L'évidement 28 de la plaque 27 est réalisé pour permettre le passage de l'extrémité de l'en- roulement primaire 32 mais bien entendu si les dimensions de cet enroulement primaire le permettent, la plaque 27 pourra également recouvrir cet enroulement primaire 32. Dans l'exemple de réalisation de la figure 8, la plaque d'encadrement avant est réalisée en deux parties 33r et 332 qui sont légèrement écartées l'une de l'autre, qui sont isolées du circuit magnétique 34 par une plaque isolante 35 et qui serrent les tôles empilées de l'armature 34 par des vis 36 reliées par ailleurs à la plaque arrière 37. les extrémités 381, 39 et 382, 392 sont respectivement fixées par brasage à chacune des parties de plaque 331 et 332, une plaque additionnelle 46 pouvant éventuellement être prévue pour fermer l'ensemble et constituer ainsi un transformateur compact. Dans 1' exemple de réalisation de la figure 9, il s'agit d'un transformateur à deux secondaires reliés à un pont de redresseur formé par des cellules au silicium 40. Dans ce cas, la plaque d'encadrement 41 forme le point milieu des secondaires à laquelle ils sont raccordés en 42 et 43 sans constituer de partie dépassante par rapport à cette plaque 41. les deux autres extrémités 421 et 431 de ces deux secondaires sont raccordées à deux plaques respectivement 44 et 45 appliquées contre la plaque 41 avec interposition d'un isolant. Sur ces deux plaques 44 et 45 sont apw pliquées les cellules redresseuses 40 qui, par ailleurs, sons reliées électriquement entre elles par la plaque unique 46. Cette plaque 46 constitue lune des bornes de sortie du transformateur dont les deux secondaires sont reliés en parallèle, l'autre borne de ce transformateur étant constituée par la plaque 41 qui, à cet effet, pourra présenter un prolongement latéral 411. On constate donc que- cette réalisation permettra d'aboutir à un transformateur très compact, les différentes plaques 41, 44, 45 et 46 étant serrées l'une sur l'autre par des goujons traversant de part en part le transformateur et reliés à la plaque arrière 47 après avoir traversé le circuit magnétique 48. On constate également que, dans cette réalisation, les liaisons transformateur-redresseur sont les plus courtes possibles et n'introduisent aucune chute de tension supplémentaire. Cette disposition sera donc très fasD- rable à l'emploi d'une tension d'alimentation à fréquence élevée qui permettra de réduire la hauteur du circuit magnétique 48, ainsi que de réaliser un gain de poids non altéré par la nécessité de compenser les chutes de tension. Les figures 10, 11 et 12 représentent un transformateur de ce type dans lequel les plaques 41 et 46 forment les éléments conducteurs destinés à autre reliés au circuit de soudage d'une installation quelconque. les figures 11 et 12 montrent notamment la disposition des deun secondaires réalisés autour de l'enroulement primaire 49, lui-m8me formé autour du noyau 481 de l'armature 48. L'emploi du courant redressé rend le transformateur assez indépendant de la grandeur du circuit de soudage et l'emploi d'une fréquence d'alimenstation élevée réduit encore ses dimensions, le tout présentant un excellent rendement grâce à la faible chute de tension des liaisons secondaires. La figure 13 montre un transformateur conforme à l'invention pourvu de redresseurs intégrés 51 et dont les bornes de sortie 52 et 53 constituent également les bornes de liaison au dispositif de soudage. Dans cette réalisation, l'ossature 57 constituera de préférence la plaque d'encadrement arrière du transformateur. Dans l'exemple de réalisation des figures 14, et 15, la plaque d'encadrement avant se prolonge latéralement pour former en lui41 une borne de raccordement, cette plaque 54 présentant des ouvertures permettant le passage des deux autres extrémités et 552 des secondaires, ces extrémités serrant entre elles un conducteur 56 formant la seconde borne de sortie du transformateur. REVENDICATIONS 10) Transformateur électrique, notamment pour installation de soudage, comprenant une armature (20) composée d'un empilage de feuilles de tôle serrées entre deux plaques d'encadrement (21, 22), un enroulement primaire et au moins un enroulement secondaire réalisé à l'aide d'un conducteur de section importante, transformateur caractérisé en ce que l'en- roulement secondaire est relié électriquement par au moins l'une de ses extrémités (232, 242) à l'une des plaques (22). 2 ) Transformateur conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la plaque d'extrémité est réalisée en deux parties (331 332) isolées électriquement l'une de l'autre, les enroulements secondaires étant reliés par chacune de leurs extrémités (38î, 382, 3919 392) à l'une des parties de plaque. 30) Transformateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux enroulements secondaires, une extrémité (232, 242) de chaque enroulement étant reliée à une même plaque d'extrémité (22). 40) Transformateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux enroulements secondaires et une plaque d'extrésxité réalisée en deux parties (331 332) une extrémité (38î, 391, 382 392) de chaque secondaire étant reliée à chaque partie de plaque. 50) Transformateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un panneau conducteur (46) est disposé sur la plaque ou les parties de plaque (44,- 45) ce panneau et cette plaque serrant entre eux des z$dresseurs (40). 60) Transformateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque (41) et/ou le panneau (46) se prolonge latéralement à l'armature et forme un conducteur (52, 53) de liaison électrique à un circuit consommateùr d'énergie électrique. 70) Transformateur conforme à l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé en ce que la plaque (27) reliée électriquement par au moins l'une de ses extrémités (292, 302) à un enroulement secondaire comporte une canalisation (31) de circulation d'un fluide de refroidissement se prolongeant dans le secondaire auquel elle est reliée électriquement.