Brevet FR2650698A1 — publié le 19910208

Unité d'induction électromannétique fixe La présente invention se rapporte & un perfectionnement apporté à une unité d'induction électromagnétique fixe telle qu'un transformateur de faible tension et courant élevé pour redresseur ou four électrique, par exemple. Les figures 1 et 2 illustrent un transformateur cuirassé (ci-après dénommé simplement transformateur) destiné à un redresseur qui est une unité d'induction électromagnétique classique. La figure 1 illustre une structure d'un noyau de fer et-d'une bobine. La figure l(a) est une coupe en plan suivant la ligne Ia-Ia de la figure 1(b), et la figure l(b) est une coupe latérale suivant la ligne Ib-Ib de la figure l(a). La figure 2 est une vue en perspective d'une bobine en plaque de cuivre constituant un enroulement de faible tension. Sur ces figures, la référence numérique 1 désigne un noyau blindé, et 2 désigne un enroulement de tension élevée. Deux bobines en forme de plaque 3 et 4 de tension élevée sont reliées en série (non représenté). La référence numérique 5 désigne un enroulement de faible tension, et quatre bobines en plaque de cuivre 6 à 9 sont reliées en parallèle. Chacune des bobines en plaque de cuivre 6 à 9 est constituée par une bobine rectangulaire en forme de plaque dans laquelle une plaque de cuivre nu 10 ayant une largeur de conducteur W est enroulée à plat de manière à former une bobine à spire unique. Les quatre bobines en plaque de cuivre 6 à 9 sont reliées en parallèle par des conducteurs de raccordement (non représentés) au niveau des extrémités de raccordement lOa et lO0b de chaque plaque de cuivre nu 10. Chacune des bobines en plaque de cuivre 6 à 9 présente une configuration suivant laquelle une seule plaque de cuivre 10 est enroulée à plat de la manière décrite ci-dessus et n'est pas divisée dans la direction de la largeur de conducteur W de la plaque de cuivre 10. En conséquence, une perte importante due à la dispersion se produit en raison du flux de fuite relié verticalement à la surface de la plaque de cuivre 10. (De manière connue, la perte par courants parasites est proportionnelle au carré de la largeur W du conducteur lorsque le flux magnétique est relié verticalement à la 2 2650698 surface de la plaque de cuivre). Ce phénomène pose des problèmes qui donnent lieu à un faible rendement du transformateur, à une grande capacité du système de refroidissement, etc. - La présente invention a été conçue en vue d'éliminer le problème susmentionné. La présente invention a pour objet de proposer une unité d'induction électromagnétique fixe dont les pertes par dispersion sont faibles et dont le rendement est bon. Afin d'atteindre l'objectif précité, la présente invention propose une bobine en forme de plaque constituée d'une seule spire enroulée à plat et qui se compose d'une multiplicité d'éléments de bobine enroulés en parallèle. Les avantages précités, d'autres objets et caractéristiques nouvelles de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la desription suivante faite en référence aux dessins annexés. Les dessins ont uniquement pour objet de faciliter la compréhension et ne limitent nullement la portée de l'invention. Les figures l(a) et l(b) sont respectivement une coupe en plan selon la ligne Ia-Ia et une coupe latérale suivant la ligne Ib-Ib, illustrant un transformateur classique; La figure 2 est une vue en perspective illustrant une bobine en plaque de cuivre classique; la figure 3 est une vue en perspective illustrant une bobine en forme de plaque d'un mode de réalisation d'une unité d'induction électromagnétique fixe selon la présente invention; et la figure 4 est une vue en perspective d'une bobine en forme de plaque d'un autre mode de réalisation d'une unité d'induction électromagnétique fixe selon la présente invention. La figure 3 est une vue en perspective d'une bobine en forme de plaque d'un mode de réalisation d'une unité d'induction électromagnétique fixe selon la présente invention. Quatre bobines en forme de plaque 11 remplaçant les bobines en plaque de cuivre 6 à 9 illustrées sur la figure 1(a) sont utilisées pour constituer un enroulement de faible tension 5. Sur la figure 3, la référence numérique 11 désigne une bobine en forme de plaque, dans laquelle les éléments de bobine externe, central et interne 12, 13 et 14 sont enroulés en parallèle sous la forme de bobines à spire unique de manière à former une configuration rectangulaire à enroulement & plat semblable à la bobine en plaque. de cuivre classique 6 illustrée sur la figure 2. Les éléments de bobine 12, 13 et 14 qui sont des bobines parallèles sont isolés les uns des autres (non représenté). Les éléments de bobine externe, central et interne 12 à 14 sont reliés en parallèle par des conducteurs de raccordement (non représentés) au niveau des extrémités de raccordement 12a à 14a et 12b à 14b, et quatre bobines en forme de plaque 11 sont reliées en parallèle de manière analogue à celle de l'exemple classique de la figure 1(a) pour constituer un enroulement de faible tension 5. Dans ce mode de réalisation, étant donné qu'un flux de fuite relié verticalement au voisinage des deux côtés latéraux d'un conducteur de la bobine en forme de plaque 11 est important, la largeur du conducteur-des éléments de bobine externe et interne 12 et 14 est prévue plus étroite que celle de l'élément de bobine central 13, comme illustré sur la figure 3, de manière à réduire efficacement une perte par dispersion. La figure 4 est une vue en perspective illustrant-une bobine en forme de plaque 21 d'un autre mode de réalisation d'une unité d'induction électromagnétique fixe-selon la présente invention. Deux éléments de bobine enroulés en parallèle pour constituer une bobine en forme de plaque 21 sont disloqués à mi-longueur. Sur la figure 4, les références numériques 22 et 23 désignent des premier et second éléments de bobine, respectivement, lesquels sont isolés l'un de l'autre (non représentSé>. Les éléments de bobine 22 et 23 forment chacun des boucles à enroulement parallèle et à spire unique qui partent des extrémités de raccordement avant 22a et 23a, se poursuivent le long des parties verticales gauches 22b et 23b, le long des parties horizontales inférieures 22c et 23c en se disloquant à mi-chemin, le long des parties verticales droites 22d - et 23d et des parties horizontales supérieures 22e et 23e, jusqu'aux parties de raccordement arrière 22f et 23f, et sont reliés en parallèle l'un à l'autre par des conducteurs de raccordement (non représentés) entre les raccordements 22a et 23a, et 22f et-23f. Les éléments de bobine 22 et 23 enroulés en parallèle sont 4 2650698 disloqués comme décrit ci-dessus afin que des tensions induites des deux bobines 22 et 23 soient rendues égales pour réduire un courant circulant entre les deux éléments de bobine 22 et 23 reliés en parallèle et réduire au minimum une perte engendrée par le courant circulant. Bien que dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la dislocation ait été réalisée uniquement au niveau des parties horizontales inférieures 22c et 23c, il convient de noter que si la dislocation est reproduite au niveau des parties horizontales supérieures 22e et 23e, l'équilibre entre les éléments de bobine 22 et 23 sera amélioré encore davantage. En outre, bien que dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'enroulement de faible tension ait été conçu de manière à ce que toutes les bobines en forme de plaque soient reliées en parallèle, il convient de noter qu'il est possible d'utiliser, selon les cas, une combinaison de raccordements en série et en parallèle, auquel cas l'on obtiendrait un effet analogue. Comme décrit ci-dessus, étant donné qu'une bobine en forme de plaque d'une seule spire selon la présente invention est constituée par une multiplicité d'éléments de bobine enroulés en parallèle, il est possible de réduire les pertes par dispersion dues à un courant de fuite. Une unité d'induction électromagnétique fixe présentant un bon rendement peut être obtenu. PRVENDICATIONS 1. Unité d'induction électromagnétique fixe dotée d'au moins une bobine en forme de plaque à une seule spire enroulée à plat, caractérisée en ce qu'elle comprend: une multiplicité d'éléments de bobine (12,.13, 141 enroulés en parallèle les uns par rapport aux autres afin de constituer une bobine composite en forme de plaque (11) constituant ladite bobine à une seule spire enroulée à plat. 2. Unité d'induction électromagnétique fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que, parmi la multiplicité d'éléments de bobine de ladite bobine composite en forme de plaque, les éléments de bobine externe et interne (12, 14) présentent une largeur de conducteur prédéterminée qui est plus petite que celle d'un élément de bobine placé en position centrale (13). 3. Unité d'induction électromagnétique fixe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'à au moins un emplacement à mi-chemin de ladite bobine, parmi la multiplicité d'éléments de bobine (22, 23) de ladite bobine, un élément de bobine placé intérieurement (23b) et un élément-de bobine placé extérieurement (22b> sont disloqués (23c, 22c) vers des positions extérieure et intérieure, respectivement.