Brevet FR2789796A3 — publié le 20000818

FR 2789796 A3 20000818 FR 0001825 A 20000215 La présente invention se rapporte à l'isolation électrique de transformateurs de haute tension, en particulier pour un transformateur de four à micro-ondes ménager. ETAT ANTERIEUR On connaît des transformateurs de haute tension, par exemple pour l'alimentation de fours à micro-ondes, du type qui comprend un noyau en "E-I" avec une colonne centrale à section rectangulaire, portant dans l'ordre un enroulement secondaire à haute tension, telle que 2.500 V, un enroulement auxiliaire et un enroulement primaire également à section rec- tangulaire; les grands côtés des enroulements sont enveloppés d'une gaine individuelle d'isolation faite d'un fin matériau, tel que du papier semi-rigide, afin d'occuper moins de volume du transformateur. Ces grands côtés des enroulements sont en- castrés dans les intervalles entre les colonnes du noyau; ils sont serrés contre cette colonne centrale et contre le fond des intervalles du noyau. Pendant le montage des enroulements sur la colonne centrale, la gaine isolante est soumise à des frottements contre les arêtes vives du noyau, et risque d'être endommagée. Les différentes pièces en papier isolant consti- tuant la gaine d'isolation sont raccordées entre elles à l'aide d'une bande adhésive. Pour protéger les sommets de l'enroulement secondaire, et aussi pour l'isoler des arêtes vives du noyau et du fond de ces ouvertures, une solution con- nue consiste à entourer les angles de l'enroulement avec une bande adhésive. Le formage des pièces en papier pour la cons- truction de la gaine de l'enroulement secondaire à haute ten- sion et leur disposition et raccord sur chaque côté de l'enroulement ne permettent pas un assemblage automatisé du transformateur. Le document EP-294 297 divulgue une isolation pour des enroulements primaire et secondaire d'un transformateur pour fours à micro-ondes qui, pour faciliter le montage auto- matique des enroulements, supprime toutes les bandes adhésives et évite la coupe et le pliage d'une multitude de pièces iso- lantes. Selon cette solution le bobinage des enroulements est fait sur une carcasse isolante dotée d'un flasque à chaque ex- trémité pour faciliter les branchements électriques, auxquels est relié un capot complétant la couverture isolante sur tout le contour de l'enroulement. Le document US-5 440 286 décrit un transformateur du type connu, avec un papier isolant de forme tubulaire en- tourant une longueur conséquente de la colonne centrale du noyau, pour l'isolation des superficies intérieures des enrou- lements primaire et secondaire, et de deux pièces isolantes à section en "C" pour l'isolation des surfaces extérieures de chaque enroulement. EXPOSE DE L'INVENTION L'objet de l'invention est une isolation pour l'enroulement secondaire d'un transformateur à haute tension comme défini dans les revendications. L'isolation conformément à l'invention est entiè- rement réalisée à l'aide de pièces isolantes faites à partir d'une bande de papier isolant semi-rigide, sans bandes adhési- ves pour l'isolation. La solution comprend le formage d'un nombre réduit de pièces, deux d'entre elles pour isoler les superficies extérieures de l'enroulement et une pièce centrale de forme tubulaire pour isoler les surfaces et les sommets in- térieurs. On obtient ainsi une isolation à faible coût qui ré- pond aux normes sur les distances de sécurité de séparation, résiste au frottement contre les arêtes du noyau et simplifie les opérations de mise en place des gaines isolantes sur les enroulements. Le formage de la pièce centrale tubulaire résout le problème du pliage d'un papier isolant semi-rigide pour ob- tenir les arêtes à configuration rectangulaire. L'isolation conformément à l'invention recherche aussi la couverture de l'enroulement, en particulier sur la partie en contact avec les arêtes du fond du noyau, sans uti- liser les rebords de la pièce centrale tubulaire, qui nécessi- teraient un isolant moulé, rigide et coûteux. Pour cela, l'invention n'utilise qu'une bande de papier semi-rigide comme matériau isolant principal. DESCRIPTION DES DESSINS - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un trans- formateur conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective de la gaine isolante centrale du noyau du transformateur de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessous du transformateur de la figure 1, montrant l'isolation de l'enroulement secondaire, - la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la li- gne IV-IV de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Selon les figures 1 à 4, le transformateur 1, muni de l'isolation 8-12 conformément à l'invention (fig. 1), com- prend un noyau ferromagnétique 2 en "E", un enroulement pri- maire 3 de forme rectangulaire isolé du noyau 2 et alimenté sous une tension de 220 V à 50 Hz, un enroulement secondaire 4 de forme rectangulaire isolé du noyau, dont la tension de sor- tie est par exemple de 2.500 V, un enroulement 5 auxiliaire monté sur l'enroulement secondaire 4, un noyau 6 plat de déri- vation magnétique intercalé entre l'enroulement primaire 3 et le secondaire 4, également isolé électriquement; une culasse 2' de fermeture du noyau en "I" appuie sur les enroulements 3 et 4 lorsqu'elle se raccorde au noyau 2 en "E". Le noyau 2 du transformateur a trois colonnes 2a, 2b, 2a (Fig. 1); il est fait de tôles estampées en "E" avec des côtés à angle droit et des arêtes vives 7. Les enroule- ments primaire 3 et secondaire 4 ont un creux central 3' et 4' respectifs, également de forme rectangulaire, pour leur inser- tion pendant le montage du transformateur, autour de la co- lonne centrale 2b du noyau. Le paquet de spires que constitue chaque enroulement 3, 4 a une section rectangulaire et après son insertion dans le noyau 2, les grands côtés 3a et 4a des deux enroulements (fig. 4) sont encastrés dans les intervalles 2c entre les colonnes du noyau et les côtés 4a de l'enroulement secondaire contre le fond de l'ouverture, ces derniers étant soumis à un frottement avec les arêtes vives 7 du noyau 2. Les enroulements 3 et 4 sont revêtus au préalable d'une gaine 8, 9, respective, en papier isolant électrique et semi-rigide sur les côtés 3a, 4a de l'enroulement respectif et ils sont ensuite insérés sur le noyau 2. Les gaines isolantes 8, 9 sont de préférence réalisées d'une agglomération de ré- sine, formée par estampage à partir d'une bande de papier. En- tre l'enroulement 5 auxiliaire et l'enroulement secondaire 4, une feuille 10 du même papier isolant maintient la distance de sécurité obligatoire de séparation entre les enroulements. Les deux isolants 9 et 10 sont reliés à l'enroulement 4 par une bande adhésive 12. Les gaines 9 isolantes de l'enroulement se- condaire 4 sont distinctes pour chaque côté 4a et elles ont une section en "C" qui recouvre les trois faces extérieures de chaque paquet de fils, laissant non recouverte la face du creux central 4' de l'enroulement. L'isolation des faces intérieures de l'enroulement secondaire 4 est réalisée séparément par une gaine 11 tubu- laire du même papier isolant (fig. 2), qui entoure la colonne 2b centrale du noyau, jusqu'à la hauteur occupée par l'enroulement 4 secondaire et l'enroulement 5 auxiliaire (fig. 4). La gaine 11 centrale a un contour adapté sans jeu à la section rectangulaire de la colonne centrale 2b du noyau mais elle est ouverte, et par conséquent son montage est facilité sur la colonne centrale (2b); ses deux extrémités lla se ra- battent et ferment complètement la section rectangulaire. Lorsque l'enroulement 4 est placé sur la colonne centrale 2b, il frotte contre la gaine 11 centrale qui entoure de manière très serrée la colonne 2b centrale. A son extrémité inférieure la gaine 11 centrale (fig. 2) a un rebord 11b plié, qui s'intercale entre l'enroulement 4 et le fond 2d des ouvertures 2c entre colonnes. L'enroulement 4 est ainsi également isolé des arêtes vives 7 des ouvertures 2c. Le rebord llb plié et la gaine 9 des grands côtés 4a sont ainsi rabattus (Fig. 3- 4) pour recouvrir tout le contour du paquet de spires. La gaine 11 centrale de forme tubulaire est fabriquée à partir d'une bande en papier semi-rigide par moulage, y compris les plis du contour rectangulaire et le pli du rebord llb, ainsi que la déformation plane avec courbure des sommets llc du rebord 11b. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Isolation électrique pour un transformateur à haute ten- sion, du type qui comprend un noyau (2) en "E" avec une co- lonne centrale (2b) à section rectangulaire, portant dans l'ordre au moins un enroulement (4) secondaire, un enroulement (5) auxiliaire et un enroulement (3) primaire à contour rec- tangulaire également, la colonne centrale (2b) du noyau étant couverte d'un isolant tubulaire (11) et les grands côtés (3a, 4a) des enroulements sont enveloppés d'une gaine (8,9) iso- lante individuelle, et ils sont encastrés de manière bien ser- rée dans les intervalles (2c) entre les colonnes (2a, 2b) du noyau, caractérisée en ce que l'isolant tubulaire (11) à contour rectangulaire est formé d'une bande en matériau isolant semi-rigide, dont les extrémi- tés se rabattent jusqu'à fermer le contour, et à une extrémité il a un rebord (11b) plié contre les arêtes (7) du fond des intervalles (2c) du noyau, pour isoler l'enroulement (4) se- condaire. 2 ) Isolation électrique de la revendication 1, caractérisée en ce que l'isolant tubulaire (11) est formé d'une seule pièce, à partir d'une bande de papier aggloméré avec de la résine, par moulage et repliage de ce rebord (11b) entièrement autour des quatre côtés.