Brevet FR2627322A1 — publié le 19890818

TRANSFORMATEUR DE PUISSANCE, EN PARTICULIER POUR FOURS MICRO-ONDES La présente invention a pour objet un transformateur de puissance, en particulier pour fours micro-ondes. Du fait que les enroulements des transformateurs de puissance, tels que ceux utilisés dans les fours à micro-ondes, stéchauf- fent fortement, surtout à cause des pertes par effet Joule (leur température peut atteindre 200 C environ), ces enroulements sont généralement directement disposés sur le circuit magnétique qui fait office de radiateur thermique. Cependant, le bobinage du fil directement sur le circuit magnétique est plus complexe que le bobinage sur carcasse-support et risque d'endommager isolant du fil. Malgré ces problèmes, on utilise encore actuellement un tel procédé de bobinage des enroulements de transformateurs haute tension de puissance, car les carcasses de bobinage connues ne permettent pas de dissiper suffisamment la chaleur produite par les enroulements. La présente invention a pour objet un transformateur haute tension de puissance admettant de fortes dissipations thermiques dues en particulier à des pertes par effet Joule, dont le bobinage soit facile à réaliser et automatisable, et ne présente pratiquement pas de risques d'endommagement du fil de bobinage pendant sa fabrication. La présente invention a également pour objet un transformateur haute tension de puissance comportant un dispositif de protection thermique et/ou des shunts magnétiques faciles à mettre en place avec des moyens de fixation simples et efficaces. La présente invention a également pour objet un transformateur haute tension de puissance prévu en particulier pour des fours à micro-ondes dont l?enroulement tertiaire d'alimentation des électrodes de chauffage du tube de puissance soit facile à mettre en place et ne nécessitant pas de moyens particuliers pour son maintien. Le transformateur haute tension conforme à l'invention comporte une carcasse de bobinage se composant avantageusement d'au moins deux parties distinctes recevant chacune au moins un des enroulements du transformateur, cette carcasse étant réalisée en un matériau électriquement isolant et bon conducteur thermique, avantageusement une matière pastique connue sous l'appellation de "Rynite", et on introduit entre les enroulements et le circuit magnétique un produit fluide ou pâteux électriquement isolant et bon conducteur thermique, tel que de la graisse siliconée. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les faces des parties de la carcasse qui se font vis-à-vis comportent des surfaces complémentaires, afin de faciliter leur montage sur le circuit magnétique et de leur y assurer un bon positionnement mutuel. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, lesdites surfaces en saillie des joues des parties de carcasse ménagent, à l'assemblage de la carcasse, entre les joues des parties de carcasse un espace suffisant pour y loger un enroulement supplémentaire, comme par exemple un enroulement d'alimentation de chauffage d'un magnétron de four à micro-ondes. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on dispose sur la carcasse des caches, avantageusement de la meme matière que celle des parties de carcasse, isolant électriquement du circuit magnétique les parties des enroulements les plus proches de ce circuit magnétique. De façon avantageuse, ces caches comportent un logement pour un shunt magnétique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la carcasse du transformateur comporte un logement pour un dispositif thermo-sensible. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation; pris comme exemple non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue extérieure d'un transformatur haute tension de puissance conforme à l'invention, et - la figure 2 est une vue éclatée en perspective de la carcasse du transformateur de la figure 1. Le transformateur 1 représenté en figure 1 comporte essentiellement un circuit magnétique 2, et une carcasse 3 supportant un enroulement primaire 4, un enroulement secondaire 5, et un enroulement tertiaire (dont on ne voit que les fils de sortie 6, 7 sur la figure 1, car cet enroulement a peu de spires). L'exemple de réalisation représenté se rapporte à un transformateur haute tension (environ 2000volts) de four à micro-ondes, mais il est bien entendu que l'invention se rapporte à la plupart des types de transformateurs de puissance, qu'ils soient en haute ou basse tension. Pour cette raison, ce transformateur peut comporter un nombre différent d'enroulements, à nombres de spires différents. Dans l'exemple représenté, le circuit magnétique est composé d'un empilement de tôles en "I" et d'un empilement de tôles en "E", mais il est bien entendu que l'on peut utiliser d'autres types de circuits magnétiques. Les tôles du circuit magnétique en "E" doivent être soudées aux tôles en "I" à la fois pour assurer un bon assemblage mécanique du transformateur et pour éviter les bruits de magnétostriction par vibration des tôles. D'autre part, il est préférable de souder un dispositif de fixation sur le circuit magnétique. Pour diminuer les pertes par courants de Foucault dans ce circuit magnétique, on réduit au strict minimum les zones de soudure. Ainsi, on réalise un fin cordon de soudure 8 sur la face extérieure 9 du circuit, à une des jointures des tôles en "E" et en "I". A la deuxième jointure des tôles en "E" et en "I", plutôt que de réaliser un autre cordon de soudure indépendant, et de souder ensuite un étrier de support 10, on réalise en une seule opération le soudage de la jointure et le soudage d'une extrémité de l'étrier 10 sur le circuit magnétique: on obtient le cordon de soudure 11.Ensuite, on soude l'autre extrémité de l'étrier 10, ce qui produit le cordon 12. La carcasse de bobinage 3 comporte deux parties principales 13, 14, destinées à recevoir les enroulements 4, 5 respectivement, et quatre caches semblables 15, 16 (s'emboîtant sur la partie 13) et 17, 18 (s'emboîtant sur la partie 14). Sur la figure 2, on a représenté de façon plus visible l'un de ces caches, le cache 17. Les parties 13, 14 de la carcasse, et les caches 15 à 18 sont réalisés en un matériau électriquement isolant, thermiquement bon conducteur, et facile à mouler, tel que le matériau connu sous la désignation commerciale de "RYNITE". Les deux parties de carcasse 13, 14 ont des formes sensiblement pareilles, leurs épaisseurs respectives (distance entre joues) étant fonction de l'encombrement des bobinages qu'elles reçoivent. Ces deux parties 13, 14 se composent chacune essentiellement d'un corps 19, 20 en forme de cylindre court à section rectangulaire, et de deux joues formées aux extrémités du corps 21, 22 et 23, 24 respectivement, à contour sensiblement rectangulaire. Deux des côtés opposés du corps de chaque partie 13, 14, qui sont parallèles aux tôles du circuit magnétique, s'étendent au-delà des faces extérieures des joues extérieures, en formant des rebords. Ces rebords sont référencés 25, 26 pour la joue 21 et 27, 28, pour la joue 24. Deux des rebords, ceux référencés 26, 28, sont plus courts que les deux autres, et sont reliés aux joues par des ailettes de renfort, telles que les ailettes 29, 30 seules représentées en figure 2 pour le rebord 28. Les deux autres rebords 25, 27 s'étendent au-delà des joues sur une distance légèrement inférieure à la largeur des joues. On forme à la fois sur ces rebords et sur les joues des supports de bornes de sortie, tenant lieu de renforts des joues. Ainsi, sur le rebord 25 et la joue 21, on forme les supports 31 à 33. Le support du milieu 32 étant plus petit que les deux autres, on lui adjoint une ailette de renfort 34. Dans le mode de réalisation représenté, les supports 31 et 33 reçoivent des bornes de raccordement électrique 35, 36 à la base desquelles sont serties les extrémités 37, 38 de l'enroulement primaire 4, tandis que le support 32 est destiné à recevoir une petite borne de raccordement de dispositif optionnel de contrôle thermique (non représenté) logé dans le cache 17. Sur le rebord 27 et la joue 24, on forme le support 39 recevant une borne de raccordement électrique 40. L'une des extrémités, celle référencée 41, de l'enroulement secondaire haute tension 5, doit être reliée à la masse Les côtés du corps 20 qui se prolongent par les rebords 27, 28 au-delà de la joue 24, se prolongent également au-delà de la joue 23 pour former les rebords 46, 47. Les extrémités de ces rebords 46, 47 s'engagent dans des lamages 48, 49 pratiqués dans le corps 20, du côté de la joue 22, ce qui permet de maintenir ensemble les deux parties de carcasse 13, 14 tout en ménageant entre leurs joues 22, 23 qui sont en vis-à-vis un espace suffisant pour y loger l'enrou- lement tertiaire, dont les fils de raccordement sont référencés 6, 7. Pour maintenir en place l'enroulement tertiaire, on forme, par exemple sur la joue 22, une nervure 50. Pour faciliter l'introduction du paquet de tôles en "E" dans la découpe centrale de la carcasse, on forme sur les faces intérieures des corps 19, 20, par exemple sur celles se prolongeant par les rebords précités, des nervures longitudinales (c'est-à-dire parallèles aux branches des tôles en "E") à extrémités biseautées, telles que les nervures 51, 52 et 53 représentés sur le dessin. Les caches 15 à 18, à section en "U", s'emboîtent sur les joues 21, 22 et 23, 24 respectivement, du côté des branches extérieures des tôles en "E", ce qui permet d'augmenter la longueur du trajet des lignes de fuites électriques entre les enroulements, en particulier l'enroulement haute tension, et le circuit magnétique. Pour améliorer les échanges thermiques entre les enroulements et le circuit magnétique, on introduit de la graisse siliconée entre les caches 15 à 18 et les enroulements, et éventuellement entre les caches et les branches extérieures des tôles en "E". L'un ou plusieurs des caches peuvent être réalisés comme le cache 17 représenté sur la figure 2, c'est-à-dire formés avec une "poche" sur l'une des branches du cache, telle que la poche 54. Cette poche est destinée à recevoir un shunt magnétique. Dans une rainure 55 pratiquée ou formée au fond de la gorge d'une partie de la carcasse, par exemple la partie 13, on dispose un élément thermo-sensible tel qu'une thermistance, permettant de déterminer la température du transformateur au niveau des enroulements. Cet élément thermosensible est relié à un circuit de sécurité approprié (indication de la température et/ou déclenchement d'une alarme et/ou coupure du circuit primaire du transformateur). Bien entendu, on introduit de la graisse siliconée dans la rainure 55 pour assurer un bon fonctionnement thermique de l'élément thermo-sensible. Bien entendu, lorsque le transformateur est assemblé, on peut l'imprégner d'une résine appropriée. Pour la commodité du moulage, la carcasse 3 décrite ci-dessus est réalisée en deux parties 13, 14, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à une telle carcasse, et la carcasse peut être réalisée en un seul ensemble comportant un corps sur lequel sont formées quatre joues par exemple. Dans le cas où le transformateur comporte plus de trois enroulements, il est possible de diviser la carcasse en un plus grand nombre de parties recevant chacune un enroulement ou bien de réaliser une carcasse unique à plus de quatre joues. REVENDICATIONS 1. Transformateur de puissance, caractérisé par le fait qu'il comporte une carcasse de bobinage (3) réalisée en un matériau électriquement isolant et bon conducteur thermique, et qu'on introduit entre les enroulements et le circuit magnétique un produit fluide ou pâteux isolant électriquement et bon conducteur thermique, tel que de la graisse siliconée. 2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau de la carcasse est une matrice plastique connue sous l'appellation de "RYNITE". 3. Transformateur selon la revendication I ou 2, caractérisé par le fait que la carcasse de bobinage se compose d'au moins deux parties distinctes (13, 14) recevant chacune au moins un des enroulements (4, 5) du transformateur. 4. Transformateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les faces (22, 23) des parties de carcasse qui se font vis-àvis, comportent des surfaces complémentaires les unes en saillie (rebords 46, 47) et les autres en creux (lamages 48, 49). 5. Transformateur selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'une des surfaces complémentaires en saillie (rebords 46, 47) ménagent, à l'assemblage, de la carcasse entre les joues des parties de carcasse un espace suffisant pour y loger un enroulement supplémentaire. 6. Transformateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on dispose sur la carcasse des caches (15 à 18) en matériau électriquement isolant et bon conducteur thermique, isolant électriquement du circuit magnétique les parties des enroulements les plus proches de ce circuit magnétique. 7. Transformateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'au moins un des caches comporte un logement (54) pour un shunt magnétique. 8. Transformateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sa carcasse comporte un logement (55) pour un dispositif thermo-sensible.