Brevet FR2854982A1 — publié le 20041119

La présente invention concerne un enroulement pour transformateur électrique et notamment un enroulement secondaire basse tension et forte intensité pour celui-ci ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel enroulement. La fabrication des transformateurs en mesure de délivrer des valeurs d'intensité importantes est souvent difficile en raison de la nécessité de bobiner, notamment au niveau du secondaire, des fils de diamètre important. Par ailleurs, dans de tels transformateurs, il est 10 particulièrement difficile de disposer sur ces enroulements des points, tels que des points milieu, permettant d'établir une sortie en communication avec un nombre de spires déterminé permettant ainsi de prélever des tensions de sortie variables. On sait de plus que les 15 transformateurs de ce type, vraisemblablement en raison des difficultés précédemment mentionnées, sont d'un prix de revient particulièrement élevé. La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients précités en présentant un enroulement 20 pour transformateur, et notamment un enroulement secondaire basse tension et forte intensité, qui soit facile à construire, et donc d'un coût de fabrication relativement modéré, et qui possède des prises de prélèvement de tension disposées sur un nombre de spires 25 quasiment quelconque, permettant ainsi à l'utilisateur de disposer d'une tension, notamment de sortie, totalement adaptable en fonction de ses besoins. La présente invention a ainsi pour objet un enroulement pour transformateur électrique comportant au 30 moins un enroulement primaire et au moins un enroulement secondaire, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément tubulaire dont la paroi est percée de part en part d'une fente sensiblement en forme d'hélice s'étendant de son sommet à sa base. Préférentiellement la fente sera creusée dans 5 l'élément tubulaire par une opération d'usinage de ce dernier. Par ailleurs, l'élément tubulaire pourra être constitué d'un profilé obtenu par extrusion. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un enroulement pour transformateur caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, dans un élément tubulaire, une fente sensiblement en forme d'hélice, qui traverse sa paroi de part en part et qui s'étend de son sommet à sa base. L'enroulement pourra être réalisé par moulage, et la fente 15 sensiblement hélicoïdale pourra également être obtenue par une opération d'usinage. Préférentiellement la section droite de l'élément tubulaire sera polygonale et l'on réalisera la rainure hélicoïdale en creusant, sur chacune des faces de 20 l'élément tubulaire, une succession de fenêtres parallèles, les fenêtres d'une face étant raccordées aux fenêtres des faces qui lui sont adjacentes de façon telle que l'on forme une fente continue, et en ce que, pour une fenêtre d'une face donnée, après avoir effectué un tour 25 complet de l'élément profilé, on se retrouve à un niveau décalé d'une distance égale à la somme d'un espace interfenêtre et de la largeur d'une fenêtre. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en 30 référence au dessin annexé sur lequel: - La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un enroulement d'un transformateur suivant l'invention. - La figure 2 est une vue de face schématique d'un 5 exemple de transformateur équipé d'un enroulement suivant l'invention. - La figure 3 est une vue de dessus du transformateur représenté sur la figure 2. - La figure 4 est une vue de profil du transformateur 10 représenté sur les figures 2 et 3. - Les figures 5 et 6 sont des vues en perspective de deux variantes de mise en oeuvre de la présente invention. On a représenté en perspective sur la figure 1 un enroulement 1 suivant l'invention destiné à constituer le 15 secondaire d'un transformateur. Cet enroulement secondaire 1 est constitué d'un élément profilé tubulaire à section droite en forme de rectangle, comportant quatre faces principales la, lb, lc, ld. Cet élément profilé tubulaire est creusé d'une fente 2, de forme sensiblement 20 hélicoïdale, qui traverse son épaisseur de part en part et qui s'étend sur toute sa périphérie de son sommet à sa base. Cette fente 2 est en fait constituée d'une série de fenêtres rectilignes et parallèles 3a, 3b, 3c, 3d qui sont 25 respectivement usinées dans chacune des quatre faces la, lb, lc, ld. Ainsi que représenté sur la figure 1, les fenêtres 3a et 3c respectivement réalisées dans les faces opposées la et lc sont rigoureusement transversales alors que les fenêtres 3b et 3d respectivement réalisées à 30 travers les faces opposées lb et ld sont inclinées d'un angle a par rapport à leur axe transversal xx', de façon telle qu'elles assurent la liaison avec les rainures correspondantes des faces lb et lc qui leur sont adjacentes de façon à former la fente sensiblement 5 hélicoïdale 2, et que, lorsque l'on tourne autour de l'élément tubulaire 1, partant par exemple d'un angle A de celui-ci et passant par des angles respectifs B, C et D, on arrive au point A', situé sous le point A, à une distance de celui-ci égale à la somme de l'espace inter10 fente, ou pas P, séparant les différentes fentes, et de la largeur e de la fente 2. Si l'on procède ainsi pour chacun des tours de cette fente, on obtient donc en définitive une fente hélicoïdale réalisée dans l'élément profilé 1. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant en ce qu'il peut être exécuté de façon particulièrement facile rapide et répétitive par des machines à commande numérique qui, par exemple, réaliseront l'ensemble des rainures parallèles et 20 rigoureusement transversales sur la face la du solide, puis, après retournement à 90 de celui-ci et une légère inclinaison a, réaliseront les rainures 3b inclinées par rapport à l'axe transversal xx' et ainsi de suite pour les faces lc et ld. Un tel mode de mise en oeuvre s'est ainsi révélé être particulièrement facile, rapide et peu coûteux, à mettre en euvre en comparaison des réalisations bobinées de l'état antérieur de la technique nécessitant de faire appel à des enroulements constitués de fils de très forte 30 section. Dans le présent mode de mise en oeuvre, la section droite de l'enroulement pourra être facilement contrôlée en jouant sur l'épaisseur E de la paroi de l'élément profilé 1, et également sur la valeur du pas P de celui5 ci. La présente invention est également particulièrement intéressante en ce qu'elle permet de disposer facilement un point milieu sur un tel enroulement en réalisant, par exemple ainsi que représenté sur la figure 1, un simple 10 trou fileté 10 dans un espace inter-fentes sur lequel il sera facile de venir fixer, par des moyens de vissage appropriés une borne de sortie, sur un fil conducteur, une borne de sortie. L'utilisateur pourra ainsi sélectionner, entre cette borne de sortie et une borne de 15 référence X, une tension secondaire quasiment quelconque comprise entre 0 et la tension de sortie prévue pour le transformateur. Bien entendu, l'enroulement pourra être réalisé par des moyens autres que l'usinage tels que par exemple le 20 moulage. On a représenté sur les figures 2 à 4 une variante particulièrement intéressante de l'invention dans laquelle l'élément tubulaire est constitué d'un élément profilé dont la section droite, qui apparaît clairement sur la 25 figure 3, est de forme carrée, deux côtés opposés de l'élément profilé 1 comportant des rainures 5 s'étendant suivant une génératrice du profilé, qui sont ouvertes sur l'extérieur et ont une section droite en forme de T. Chacune de ces rainures 5 est ainsi apte à recevoir la tête 6 d'une vis 7 permettant au moyen d'un écrou 9 d'assurer la fixation d'une cosse de liaison électrique 11 sur laquelle est soudé un fil conducteur 13. Ainsi que représenté sur la figure 3 le transformateur peut être constitué d'un premier bobinage primaire 15 externe, et d'un second bobinage primaire 15' qui est disposé à 5 l'intérieur de l'enroulement secondaire 1, qui sont liés entre eux, de façon classique, par un circuit magnétique 17. Ainsi qu'il en était du précédent, l'enroulement secondaire 1 de ce transformateur est réalisé par usinage d'un type tel que celui décrit en regard de la figure 1. 10 Le présent mode de mise en oeuvre est particulièrement intéressant en ce qu'il permet à l'utilisateur de disposer, entre une borne X prise comme référence du secondaire et une seconde borne Y, d'une tension proportionnelle au nombre de spires existant entre ces 15 deux bornes. Les rainures 5 en T permettent en effet de disposer les moyens de connexion de la borne Y en une zone quasiment quelconque des deux faces opposées la et lb. Bien entendu, suivant l'invention, la section droite de l'élément tubulaire peut être de forme quelconque. Elle 20 peut ainsi, comme représenté sur la figure 6 être de section circulaire et, dans un tel mode de mise en oeuvre, l'enroulement secondaire sera préférentiellement réalisé par une opération de moulage. L'enroulement secondaire pourra également être de 25 section droite triangulaire ainsi que représenté sur la figure 6 ou encore de section droite polygonale, et ceci en fonction des utilisations spécifiques souhaitées par l'utilisateur. REVENDICATIONS 1.- Enroulement pour transformateur électrique du type comportant au moins un enroulement primaire et au 5 moins un enroulement secondaire (1), caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément tubulaire dont la paroi est percée de part en part d'une fente (2) sensiblement en forme d'hélice s'étendant de son sommet à sa base. 2.- Enroulement pour transformateur suivant la 10 revendication 1, caractérisé en ce que la fente (2) est creusée dans l'élément tubulaire (1) par une opération d'usinage de ce dernier. 3.- Enroulement pour transformateur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément 15 tubulaire (1) est constitué d'un profilé obtenu par extrusion. 4.- Enroulement pour transformateur suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la section droite de l'élément tubulaire est polygonale, et 20 la fente (2) en forme d'hélice est formée par une succession de fenêtres linéaires parallèles et sensiblement transversales (3a, 3b, 3c, 3d) qui sont réalisées dans chacune des faces de l'élément tubulaire, les fenêtres d'une face étant raccordées aux fenêtres des 25 faces qui lui sont adjacentes de façon telle que, pour une rainure d'une face donnée, après avoir effectué un tour complet de l'élément profilé, on se retrouve à un niveau décalé d'une longueur égale à la somme d'un espace interfenêtre (P) et de la largeur (E)d'une fenêtre. 5.- Procédé de fabrication d'un enroulement (1) pour transformateur caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, dans un élément tubulaire, une fente (2) sensiblement en forme d'hélice, qui traverse sa paroi de part en part et qui s'étend de son sommet à sa base. 6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on réalise ledit enroulement par moulage. 7.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on réalise la fente sensiblement hélicoïdale 10 par une opération d'usinage. 8.- Procédé suivant la revendication 7 dans lequel la section droite de l'élément tubulaire est polygonale caractérisé en ce que l'on réalise la rainure en forme d'hélice en creusant, sur chacune des faces de l'élément 15 tubulaire, une succession de fenêtres parallèles, les fenêtres d'une face étant raccordées aux fenêtres des faces qui lui sont adjacentes de façon telle que l'on forme une fente continue, et en ce que pour une fenêtre d'une face donnée, après avoir effectué un tour complet de 20 l'élément profilé, on se retrouve à un niveau décalé d'une distance égale à la somme d'un espace inter-fenêtre (P) et de la largeur (e) d'une fenêtre.