Brevet FR2721137A1 — publié le 19951215

La présente invention concerne un transformateur électrique torique, ou une bobine inductive (aussi appelée "self") torique, comprenant au moins un bobinage torique formé de spires enroulées autour d'un noyau magnétique de forme annulaire. En considérant plus particulièrement un transformateur torique, celui-ci comprend de façon généralement connue au moins deux bobinages toriques, à savoir au moins un bobinage primaire et au moins un bobinage secondaire, entourant le même noyau magnétique annulaire. Un premier bobinage (primaire ou secondaire) est enroulé autour du noyau magnétique, et un second bobinage (secondaire ou primaire) est enroulé autour du premier bobinage. I1 est déjà connu de mettre en place, sur le noyau magnétique annulaire, deux coquilles isolantes opposées sur lesquelles sont enroulées les spires du premier bobinage. Toutefois, ces coquilles ne sont pas emboîtées l'une dans l'autre, et elles ne sont même pas jointives, de sorte qu'il en résulte une mauvaise isolation, pouvant conduire à des claquages. Autour du premier bobinage, de même qu'autour du second bobinage, on met habituellement en place une isolation constituée par un ruban enroulé. Une telle isolation est fragile ; elle risque de se détériorer, en particulier d'être transpercée. La régularité de la pose du ruban n'est pas garantie, et les lignes de fuite entre les spires successives du ruban peuvent être trop courtes. Enfin, même si elle est réalisée à l'aide de machines, la pose du ruban d'isolation reste une opération relativement longue. La présente invention vise à éviter tous ces inconvénients, en fournissant, pour un transformateur torique ou une bobine inductive torique, une structure qui en améliore l'isolation, notamment au sens d'un allongement des lignes de fuite, tout en simplifiant les opérations de fabrication du transformateur ou de la "self". A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un transformateur électrique torique ou une bobine inductive torique, comprenant une première coquille isolante entourant le noyau magnétique annulaire, qui est constituée par l'assemblage de deux demi-coquilles, le bobinage ou l'un des bobinages étant enroulé sur cette première coquille, et au moins une autre coquille isolante formant boîtier, entourant le bobinage ou un bobinage extérieur, qui est constituée aussi par l'assemblage de deux demi-coquilles. Dans le cas d'un transformateur torique, celui-ci comprend encore une coquille isolante intermédiaire, entourant au moins un bobinage intérieur et entourée par au moins un bobinage extérieur, qui est elle aussi constituée par l'assemblage de deux demi-coquilles. Un transformateur torique conforme à l'invention comporte ainsi, au total, trois coquilles isolantes similaires et coaxiales, disposées les unes dans les autres, à savoir une coquille intérieure, une coquille intermédiaire et une coquille extérieure formant boîtier, les bobinages primaire et secondaire étant emprisonnés entre ces coquilles isolantes. De préférence, l'assemblage des deux demicoquilles de chaque coquille isolante est réalisé par embrèvement, de manière à former des lignes de fuite de longueur relativement importante, telle qu'une longueur égale ou supérieure à 10 millimètres. Les deux demicoquilles de chaque coquille isolante présentent avantageusement, dans leur zone d'assemblage par embrèvement, des conformations complémentaires telles que bourrelet annulaire et gorge annulaire correspondante, pour un encliquetage qui complète l'assemblage. Toujours pour renforcer cet assemblage, les deux demi-coquilles de chaque coquille isolante peuvent, en outre, être liées définitivement l'une à l'autre par collage. Selon un autre aspect de l'invention, la coquille isolante extérieure, formant boîtier, comporte au moins un trou de passage, ménagé dans l'une de ses demi-coquilles, pour des fils conducteurs raccordés au(x) bobinage(s). Dans le cas d'un transformateur torique, la coquille isolante intermédiaire comporte, elle aussi, au moins un trou de passage , ménagé dans l'une de ses demi-coquilles, pour les fils conducteurs raccordés au bobinage intérieur. Selon un mode de réalisation particulier, la coquille isolante extérieure, formant boîtier, comporte deux trous de passage, traversés respectivement par les fils raccordés au bobinage intérieur et par les fils raccordés au bobinage extérieur du transformateur torique, guidés par des passe-fils respectifs qui sont portés par une même pastille isolante disposée entre le bobinage extérieur et la coquille isolante extérieure formant boîtier, les fils aboutissant au bobinage intérieur étant en outre guidés par un autre passe-fils au travers du trou de passage ménagé dans la coquille isolante intermédiaire. La coquille isolante extérieure, formant boîtier, peut encore comporter un moyeu central pourvu d'un alésage ménagé selon son axe et recevant une vis de fixation centrale. Dans l'ensemble, un transformateur électrique torique ou une bobine inductive torique, réalisé selon l'invention, comporte les avantages suivants - Du point de vue électrique, les coquilles isolantes réalisent une séparation physique certaine entre le noyau magnétique, le ou les bobinages et le milieu extérieur. - L'assemblage par embrèvement des demi-coquilles garantit une isolation idéale, en procurant des lignes de fuite de longueur certaine. - Une rigidité diélectrique transversale élevée est aussi garantie par la matière, telle que polyamide, et l'épaisseur des différentes coquilles isolantes. - Les passe-fils procurent en outre des lignes de fuite suffisamment longues au niveau des trous de passage de tous les fils de sortie. - L'assemblage du transformateur électrique torique, ou de la bobine inductive torique, est réalisable de manière aisée et rapide par simple emboîtement des demi-coquilles, successivement sur le noyau magnétique puis sur le ou les bobinages, toutes opérations longues et délicates telles que l'enroulement de rubans étant supprimées. - Les demi-coquilles sont réalisables facilement, sous la forme de pièces moulées en matière synthétique. - L'obtention de ces demi-coquilles par moulage permet d'y former facilement et économiquement des conformations additionnelles, en particulier les dispositions prévues au centre de la coquille extérieure pour la fixation du transformateur ou de la "self" torique, ce qui supprime tous accessoires de fixation. - La coquille extérieure constitue un boîtier protecteur, rigide et isolant, qui rend aussi inutile tous accessoires d'isolation extérieure. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, des formes d'exécution de ce transformateur électrique torique ou de cette bobine inductive torique Figure 1 est une vue en perspective, avec "écorché", d'un transformateur torique conforme à la présente invention Figure 2 est une vue en perspective et en coupe de ce transformateur torique, montrant sa structure interne ;; Figure 3 est une vue en coupe passant par l'axe de la coquille extérieure, formant boîtier, de ce transformateur torique Figure 4 est une vue en coupe passant par l'axe de la coquille intermédiaire, séparant les bobinages primaire et secondaire de ce transformateur Figure 5 est une vue en coupe passant par l'axe de la coquille intérieure, entourant le noyau magnétique de ce transformateur Figure 6 est une vue en coupe, à échelle agrandie, de la zone de jonction des deux demi-coquilles de l'une des coquilles précédentes Figure 7 est une vue en coupe passant par l'axe d'une bobine inductive torique, réalisée conformément à la présente invention. Comme le montrent les figures 1 et 2, un transformateur torique conforme à la présente invention comprend d'une façon générale, de l'intérieur vers l'extérieur - un noyau magnétique 1, de forme annulaire, notamment en tôle magnétique à grains orientés ; - une première coquille isolante 2, intérieure, entourant directement le noyau magnétique annulaire 1 ; - un bobinage intérieur 3, qui est notamment le bobinage primaire, formé de spires de fil conducteur enroulées autour de la coquille intérieure 2 ; - une coquille isolante intermédiaire 4, entourant le bobinage intérieur 3 - un bobinage extérieur 5, qui est notamment le bobinage secondaire, formé de spires de fil conducteur enroulées autour de la coquille intermédiaire 4 ; - une coquille isolante extérieure 6, entourant le bobinage extérieur 5 et formant le boîtier du transformateur torique. Deux premiers fils 7, électriquement conducteurs, alimentent le bobinage primaire 3. Dans l'exemple considéré, où le bobinage secondaire 5 est un bobinage double, deux paires de fils conducteurs 8 de sortie sont raccordées à ce bobinage 5. Tous ces fils 7 et 8 traversent le boîtier du transformateur torique, de la manière précisée ci-après. La coquille isolante intérieure 2, visible aussi sur la figure 5, possède une forme générale torique et est constituée par l'assemblage de deux demi-coquilles 9 et 10, l'une supérieure et l'autre inférieure, notamment en polyamide. Les deux demi-coquilles 9 et 10 sont emboîtées respectivement au-dessus et au-dessous du noyau magnétique annulaire 1, et elles sont assemblées l'une à l'autre par embrèvement et collage, comme le montre plus en détail la figure 6. Dans la zone d'assemblage, les deux demicoquilles 9 et 10 possèdent avantageusement des conformations complémentaires, telles qu'un bourrelet annulaire 11 et une gorge annulaire correspondante, autorisant un encliquetage dans une position relative bien précise. La coquille isolante intermédiaire 4, visible aussi sur la figure 4, est constituée elle aussi par l'assemblage par embrèvement et collage de deux demicoquilles 12 et 13, l'une supérieure et l'autre inférieure, réalisables en polyamide. Ces demi-coquilles 12 et 13 possèdent des dimensions supérieures aux précédentes, de manière à pouvoir être emboîtées respectivement au-dessus et au-dessous du bobinage intérieur 3. La demi-coquille supérieure 12 comporte un trou 14 pour le passage des deux fils 7 aboutissant au bobinage intérieur 3, les deux fils 7 étant guidés dans un passe-fils 15 en forme de gaine qui traverse le trou 14 et se prolonge vers l'extérieur. La coquille isolante extérieure 6, visible aussi sur la figure 3, est constituée elle aussi par l'assemblage par embrèvement et collage de deux demicoquilles 16 et 17, l'une supérieure et l'autre inférieure, réalisables en polyamide. Ces deux demicoquilles 16 et 17 possèdent des dimensions encore supérieures aux précédentes, de manière à pouvoir être emboîtées respectivement au-dessus et au-dessous du bobinage extérieur 5. La demi-coquille supérieure 16 comporte deux trous 18 et 19, respectivement pour le passage des deux fils 7 et des deux paires de fils 8. Avant la pose de la coquille extérieure 6, on pose sur le bobinage extérieur 5 une pastille isolante 20, bien visible sur la partie en écorché de la figure 1, qui comporte deux passe-fils 21 et 22 en forme de gaines. Le passe-fils 21, engagé au travers du premier trou 18 de la demi-coquille 16, est lui-même traversé par le passe-fils 15 cité plus haut, qui guide les fils 7 aboutissant au bobinage intérieur 3. L'autre passe-fils 22, engagé au travers du second trou 19 de la demi-coquille 16, assure le guidage des deux paires de fils 8 de sortie du double bobinage extérieur 5. La coquille extérieure 6, formant boîtier, comporte encore un moyeu central 23, formé de deux parties centrales cylindriques 24 et 25 accolées, reliées par des ailettes radiales 26 respectives aux deux demi-coquilles 16 et 17. Le moyeu central 23 de la coquille extérieure 6 comporte un alésage central, recevant une vis imperdable 27 de fixation du transformateur. Les espaces libres 28, situés entre les ailettes radiales 26, permettent une ventilation et un refroidissement du transformateur torique. Le transformateur torique peut ainsi être monté et fixé horizontalement ou verticalement, sur tout support. On notera que les deux trous de passage 18 et 19 du boîtier, constitué par la coquille extérieure 6, sont situés sur une arête circulaire extérieure 29 de la demicoquille supérieure 16 de ce boîtier, ce qui permet le départ des fils 7 ou 8 selon toute direction souhaitée. La figure 7 illustre l'application de l'invention à la réalisation d'une bobine inductive ou "self" torique, qui possède une structure analogue à celle du transformateur torique précédemment décrit, mais ne comporte qu'un seul bobinage. Cette bobine inductive comprend ainsi, de l'intérieur vers l'extérieur - un noyau magnétique annulaire 1 - une coquille isolante intérieure 2, constituée par l'assemblage par embrèvement de deux demi-coquilles 8 et 9 ; - l'unique bobinage 30, dont les spires sont enroulées autour de la coquille intérieure 2 - une coquille isolante extérieure 6, formant boîtier, constituée par l'assemblage par embrèvement de deux demi-coquilles 16 et 17 dont l'une comporte un trou de passage unique pour les fils 31 alimentant le bobinage 30. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de transformateur électrique ou bobine inductive torique qui ont été décrites cidessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des modifications concernant - le détail des formes extérieures des coquilles - le détail de l'assemblage par embrèvement des demi-coquilles, en particulier la position du bourrelet annulaire qui pourrait être autre que celle représentée sur la figure 6 - le nombre des bobinages du transformateur ou de la "self" - des adaptations particulières, telles que l'inclusion d'un pont de diodes pour la réalisation d'un transformateur redresseur. REVENDICATIONS 1. Transformateur électrique torique, ou bobine inductive torique, comprenant au moins un bobinage torique (3,5 ; 30) formé de spires enroulées autour d'un noyau magnétique (1) de forme annulaire, caractérisé en ce qu'il comprend une première coquille isolante (2), entourant le noyau magnétique annulaire (1), qui est constituée par l'assemblage de deux demi-coquilles (9,10), le bobinage (30) ou l'un des bobinages (3) étant enroulé sur cette première coquille (2), et au moins une autre coquille isolante (6), formant boîtier, entourant le bobinage (30) ou un bobinage extérieur (5), qui est constituée aussi par l'assemblage de deux demi-coquilles (16,17). 2. Transformateur électrique torique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore une coquille isolante intermédiaire (4), entourant au moins un bobinage intérieur (3) et entourée par au moins un bobinage extérieur (5), qui est elle aussi constituée par l'assemblage de deux demi-coquilles (12,13). 3. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'assemblage des deux demi-coquilles (9,10 ; 12,13 16,17) de chaque coquille isolante (2,4,6) est réalisé par embrèvement, de manière à former des lignes de fuite de longueur relativement importante, de préférence égale ou supérieure à 10 millimètres. 4. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles (9,10 ; 12,13 ; 16,17) de chaque coquille isolante (2,4,6) présentent, dans leur zone d'assemblage par embrèvement, des conformations complémentaires telles que bourrelet annulaire (11) et gorge annulaire correspondante, pour un encliquetage. 5. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles (9,10 ; 12,13 ; 16,17) de chaque coquille isolante (2,4,6) sont, en outre, liées l'une à l'autre par collage. 6. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la coquille isolante extérieure (6), formant boîtier, comporte au moins un trou de passage (18,19), ménagé dans l'une de ses demi-coquilles (16), pour des fils conducteurs (7,8 ; 31) raccordés au bobinage (30) ou aux bobinages (3,5). 7. Transformateur électrique torique selon l'ensemble des revendications 2 et 6, caractérisé en ce que la coquille isolante intermédiaire (4) comporte au moins un trou de passage (14), ménagé dans l'une de ses demi-coquilles (12), pour les fils conducteurs (7) raccordés au bobinage intérieur (3). 8. Transformateur électrique torique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la coquille isolante extérieure (6), formant boîtier, comporte deux trous de passage (18,19), traversés respectivement par les fils (7) raccordés au bobinage intérieur (3) et par les fils (8) raccordés au bobinage extérieur (5) du transformateur, guidés par des passe-fils respectifs (21,22) qui sont portés par une même pastille isolante (20) disposée entre le bobinage extérieur (5) et la coquille isolante extérieure (6), formant boîtier, les fils (7) aboutissant au bobinage intérieur (3) étant en outre guidés par un autre passe-fils (15) au travers du trou de passage (14) ménagé dans la coquille isolante intermédiaire (4). 9. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ou les trous de passage (18,19) de la coquille isolante extérieure (6), formant boîtier, sont situés sur une arête circulaire extérieure (29) de l'une de ses demi-coquilles (16). 10. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la coquille isolante extérieure (6), formant boîtier, comporte un moyeu central (23) pourvu d'un alésage ménagé selon son axe et recevant une vis de fixation (27) centrale. 11. Transformateur électrique ou bobine inductive torique, selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyeu central (23) résulte de deux parties centrales (24,25) accolées, reliées par des ailettes radiales respectives (26) aux deux demi-coquilles (16,17) de la coquille isolante extérieure (6) formant boîtier, les espaces libres (28) situés entre les ailettes (26) permettant une ventilation.