Brevet FR2775383A1 — publié le 19990827

"Transformateur tournant comportant un corps fixe et un corps rotatif disposés l'un en face de l'autre" La présente invention concerne un transformateur tournant. Les transformateurs actuels ne comportent pas de parties rotatives et ne peuvent donc pas être utilisés pour alimenter en courant des dispositifs rotatifs. La présente invention se propose de remédier à cette lacune et, pour ce faire, elle a pour objet un transformateur tournant qui se caractérise en ce qu'il comprend - un corps annulaire fixe comportant une face transversale dans laquelle sont ménagées des cavités radiales équidistantes renfermant des tôles en U comprenant chacune deux branches parallèles reliées par une base, ainsi qu'une gorge annulaire intersectant les cavités et formée au niveau de ces dernières par les évidements délimités par les branches et la base des tôles, les extrémités libres des branches desdites tôles affleurant la face transversale tandis que la gorge renferme un bobinage destiné à être parcouru par un courant alternatif - un corps annulaire rotatif comportant une face transversale située en regard de celle du corps annulaire fixe et dans laquelle sont ménagées des cavités radiales équidistantes renfermant des tôles en U comprenant chacune deux branches parallèles reliées par une base, ainsi qu'une gorge annulaire intersectant les cavités et formée au niveau de ces dernières par les évidements délimités par les branches et la base des tôles, les extrémités libres des branches des tôles affleurant la face transversale tandis que la gorge renferme un bobinage destiné à être parcouru par un courant induit ; et - un entrefer situé entre les faces transversales des deux corps annulaires, les gorges de ces derniers étant au moins en partie situées l'une en face de l'autre. Le transformateur selon l'invention peut être utilisé pour alimenter en courant un dispositif monté rotatif. Il suffit en effet de fixer ensemble ce dispositif et le corps annulaire rotatif du transformateur. Le transformateur selon l'invention peut en outre être fabriqué facilement et avec un faible prix de revient puisque ses deux corps annulaires comprennent les mêmes éléments constitutifs. Afin de simplifier les opérations de fabrication, il est préférable que les cavités et/ou les tôles et/ou les faces transversales des deux corps annulaires aient respectivement les mêmes dimensions. Avantageusement, les bobinages sont noyés dans une résine de protection, ce qui permet d'utiliser le transformateur en toute sécurité dans des zones explosibles. De préférence, la résine de protection est une résine époxy, celle-ci étant choisie pour ses propriétés de résistance à la chaleur, aux rayonnements ultra-violets et au vieillissement. Selon un mode de réalisation préféré, le nombre des cavités du corps annulaire fixe et le nombre des cavités du corps annulaire rotatif diffèrent d'au moins une unité. Grâce à cette différence, il est possible en effet d'augmenter la stabilité du courant induit dans le bobinage du corps annulaire rotatif. Le transformateur tournant selon l'invention se caractérise en outre en ce que le corps annulaire rotatif est solidaire en rotation d'un arbre monté sur des roulements prenant appui sur le corps annulaire fixe. Grâce à ce montage, le corps annulaire rotatif peut être entraîné très facilement en rotation, avec peu d'énergie. Il est par ailleurs préférable que l'entrefer soit d'environ 0,2 à 0,6 mm et que les tôles soient en acier doux ou en ferrite. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'un transformateur tournant conforme à l'invention, cette coupe étant réalisée selon la ligne I-I de la figure 2 ; et - la figure 2 est une vue de la face transversale supérieure du corps annulaire fixe, cette vue étant prise selon la ligne II-II de la figure 1 et réalisée avec deux arrachements. Le transformateur tournant que l'on peut voir sur la figure 1 a été mis au point pour alimenter une machine tournante électrique telle qu'un carrousel électronique utilisé dans l'industrie du remplissage des bouteilles de gaz de pétrole liquéfié. Il va de soi cependant qu'il pourrait être utilisé dans d'autres domaines techniques sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. Comme on peut le voir sur la- figure 1, le transformateur conforme à l'invention comprend tout d'abord un corps annulaire fixe 1 comportant une face transversale 2 dans laquelle sont ménagées des cavités radiales équidistantes 3 et une gorge annulaire 4 intersectant ces dernières. Les cavités 3 renferment des tôles en U 5 réalisées en acier doux ou en ferrite et comprenant chacune deux branches parallèles Sa reliées par une base 5b. Les tôles 5 reposent contre le fond des cavités 3 par l'intermédiaire de leur base 5b et sont en contact avec les parois longitudinales de ces dernières le long du bord longitudinal extérieur de leurs branches 5a dont les extrémités libres affleurent la face transversale 2 du corps fixe 1. Quant à la gorge annulaire 4, elle a une section constante et est réalisée de façon à ce qu'au niveau des cavités 3 elle soit formée par les évidements 5c délimités par les branches 5a et la base 5b des tôles 5. Un bobinage 6 destiné à être parcouru par un courant alternatif est disposé dans la gorge 4 dans laquelle il est entièrement enveloppé d'une résine de protection 7 affleurant la face transversale 2 du corps fixe 1. La résine 7 est de préférence une résine époxy qui a l'avantage de résister convenablement à la chaleur, aux rayonnements ultra-violets et au vieillissement. Le transformateur conforme à l'invention comprend également un corps annulaire rotatif 11 comportant une face transversale 12 située en regard de la face transversale 2 du corps fixe 1 et dans laquelle sont ménagées des cavités radiales équidistantes 13 et une gorge annulaire 14 intersectant ces dernières. Les cavités 13 renferment des tôles en U 15 réalisées en acier doux ou en ferrite et comprenant chacune deux branches parallèles 15a reliées par une base 15b. Les tôles 15 reposent contre le fond des cavités 13 par l'intermédiaire de leur base 15b et sont en contact avec les parois longitudinales de ces dernières le long du bord longitudinal extérieur de leurs branches 15a dont les extrémités libres affleurent la face transversale 12 du corps rotatif 11. Quant à la gorge annulaire 14, elle a une section constante et est réalisée de façon à ce qu'au niveau des cavités 13, elle soit formée par les évidements 15c délimités par les branches 15a et la base 15b des tôles 15. Un bobinage 16 destiné à être parcouru par un courant induit est disposé dans la gorge 14 dans laquelle il est entièrement enveloppé d'une résine de protection 17 affleurant la face transversale 12 du corps rotatif 11, cette résine étant de préférence une résine époxy. Les corps fixe 1 et rotatif 11 sont coaxiaux et disposés l'un au-dessus de l'autre, le corps rotatif étant situé audessus du corps fixe dont il est séparé par un entrefer 18 de l'ordre de 0,2 à 0,6 mm. Dans le mode de réalisation préféré, les corps fixe et rotatif ont les mêmes dimensions, de même que les cavités 3 et 13 et les tôles 5 et 15. I1 va de soi cependant que ces identités de dimensions ne sont pas obligatoires. Par ailleurs, les gorges 4 et 14 sont en face l'une de l'autre, mais rien ne s'opposerait à ce qu'elles soient plus ou moins décalées radialement l'une par rapport à l'autre. On remarquera ici que les corps fixe 1 et rotatif 11 comportent chacun seize cavités. Cependant, pour augmenter la stabilité du courant induit dans le bobinage 16, il est préférable que le corps rotatif comporte une cavité de moins que le corps fixe. En revenant à la figure 1, on remarquera que le corps rotatif 11 est solidaire en rotation d'un arbre 20 comportant un tronçon supérieur 21 relié à un tronçon inférieur 22 ayant un diamètre plus petit que celui du tronçon supérieur. Le tronçon supérieur 21 est logé dans la cavité interne du corps rotatif 11 et est solidaire d'un disque 23 fixé à la partie supérieure de celui-ci par des vis 24. Le tronçon inférieur 22 s'étend quant à lui en grande partie dans la cavité interne du corps fixe 1. I1 est maintenu en position par des roulements 25 montés dans un manchon 26 fixé à la partie inférieure du corps fixe 1 par l'intermédiaire d'une bague 27, cette dernière étant fixée au manchon 26 et au corps 1 par des vis 28. On notera par ailleurs que l'arbre 20 est fixé dans une position axiale prédéterminée par l'intermédiaire d'un roulement 30 interposé entre lui et le manchon 26. Le fonctionnement du transformateur tournant conforme à l'invention est particulièrement simple. En effet, lorsque l'on fait circuler un courant alternatif dans le bobinage 6, un courant induit est généré dans le bobinage 16 sous l'effet du champ magnétique créé et peut donc alimenter la machine tournante. A titre indicatif, on précisera que lorsque le bobinage 6 est relié à une source de courant alternatif de 220 volts, le bobinage 16 est le siège d'un courant induit ayant une tension comprise entre 50 et 100 volts. REVENDICATIONS 1. Transformateur tournant caractérisé en ce qu'il comprend - un corps annulaire fixe (1) comportant une face transversale (2) dans laquelle sont ménagées des cavités radiales équidistantes (3) renfermant des tôles en U (5) comprenant chacune deux branches parallèles (5a) reliées par une base (5b), ainsi qu'une gorge annulaire (4) intersectant les cavités et formée au niveau de ces dernières par les évidements (5c) délimités par les branches et la base des tôles, les extrémités libres des branches desdites tôles affleurant la face transversale (2) tandis que la gorge renferme un bobinage (6) destiné à être parcouru par un courant alternatif - un corps annulaire rotatif (11) comportant une face transversale (12) située en regard de celle du corps annulaire fixe (1) et dans laquelle sont ménagées des cavités radiales équidistantes (13) renfermant des tôles en U (15) comprenant chacune deux branches parallèles (15a) reliées par une base (15b), ainsi qu'une gorge annulaire (14) intersectant les cavités et formée au niveau de ces dernières par les évidements (15c) délimités par les branches et la base des tôles, les extrémités libres des branches des tôles affleurant la face transversale (12) tandis que la gorge renferme un bobinage (16) destiné à être parcouru par un courant induit ; et - un entrefer (18) situé entre les faces transversales (2,12) des deux corps annulaires (1,11), les gorges de ces derniers étant au moins en partie situées l'une en face de l'autre. 2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités (3,13) des deux corps annulaires (1,11) ont les mêmes dimensions. 3. Transformateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les tôles (5,15) des deux corps annulaires (1,11) ont les mêmes dimensions. 4. Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces transversales (2,12) des deux corps annulaires (1,11) ont les mêmes dimensions. 5. Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bobinages (6,16) sont noyés dans une résine de protection (7,17). 6. Transformateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résine de protection (7,17) est une résine époxy. 7. Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre des cavités (3) du corps annulaire fixe (1) et le nombre des cavités (13) du corps annulaire rotatif (11) diffèrent d'au moins une unité. 8. Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps annulaire rotatif (11) est solidaire en rotation d'un arbre (20) monté sur des roulements (25) prenant appui sur le corps annulaire fixe (1). 9. Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entrefer (18) est d'environ 0,2 à 0,6 mm. 10. Transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tôles (5,15) sont en acier doux ou en ferrite.