Brevet FR3049759A1 — publié le 20171006

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un transformateur électrique à enroulements. ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît de l'état de la technique des transformateurs électriques comprenant deux parties, dans lesquels de la puissance doit être transmise de l'une des deux parties à l'autre partie. A cet effet, un transformateur connu comporte au moins deux enroulements : un enroulement primaire, généralement raccordé à une source d'alimentation électrique, et un enroulement secondaire généralement raccordé à une - charge » qu'il alimente par de l'énergie puisée à la source. Les figures la et 1b illustrent deux transformateurs électriques conventionnels, dans lesquels l'enroulement primaire P comprend n1 spires s'étendant autour d'un axe X, et l'enroulement secondaire S comprend n2 spires s'étendant autour de l'axe X et autour des ni. spires. Dans de tels transformateurs, de l'énergie est transmise de l'enroulement primaire P à l'enroulement secondaire S via un - flux magnétique » rayonné par l'enroulement primaire P et en partie reçu par l'enroulement secondaire S. Un circuit magnétique M, constitué d'un matériau à forte perméabilité magnétique tel que de la ferrite, est utilisé pour canaliser ce flux magnétique et ainsi améliorer le couplage entre les enroulements. Le circuit magnétique M du transformateur de la figure la présente une section en forme de disque dans un plan transversal à l'axe X, tandis que celui du transformateur de la figure 1 b présente une section annulaire dans un tel plan. Les enroulements P et S sont parcourus par des courants i1 et i2 comme représentés sur la figure 1. Lorsque la perméabilité du circuit magnétique M est suffisante, les ampères x tours » de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire sont alors presque identiques, comme l'illustre la formule suivante : ni ii,--- n2 i2 Or, le circuit magnétique alourdit le transformateur électrique. Par ailleurs, dans certains transformateurs électriques, il est désirable que la puissance soit transmise d'une partie à l'autre sans contact entre les deux parties. C'est le cas notamment des transformateurs dits - tournants » ou - rotatifs », qui se caractérisent par des enroulements primaire et secondaire mobiles l'un par rapport à l'autre. Un exemple de transformateur tournant connu est illustré sur la figure 2a. La figure 2b illustre quant à elle un transformateur non conventionnel qui pourrait être 3049759 2 théoriquement envisagé dans une démarche d'allègement et de simplification de la géométrie des pièces. Ces transformateurs comprennent un entrefer » e, à savoir un espace formé dans le circuit magnétique de sorte qu'un enroulement puisse tourner par rapport à l'autre. Des fils de raccordement tournent dans cet espace e si les deux parties 5 du circuit magnétique sont fixes (seul un enroulement tourne). Cet espace correspond au jeu mécanique nécessaire si les deux parties du circuit magnétique sont fixées chacune à un enroulement (un enroulement tourne alors avec une partie du circuit magnétique). Or, à cause de la présence de l'entrefer e, le flux magnétique entre les deux enroulements P et S est moins bien canalisé. Il en résulte une différence non négligeable entre les « ampères x 10 tours » de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire : n1 i1 # n2 i2 Cette différence intervient dans l'environnement magnétique du système. Il est possible de réécrire la relation précédente en définissant « le courant magnétisant » iml vu par l'enroulement primaire : (1 = n2 i2 + n1 iml Un circuit magnétique M classique n'est pas un système linéaire. Cependant, compte 15 tenu des entrefers e, il est possible de considérer le système global comme presque linéaire, ce qui permet d'utiliser le théorème de superposition: l'environnement magnétique peut être considéré comme la somme des deux rayonnements émis par les enroulements dans les deux configurations suivantes: - 1 ère configuration : on a des « ampères x tours » identiques ni (1 = n2 i2 (imposé 20 par la charge) - 2ème configuration : seul l'enroulement est alimenté par le courant magnétisant : (1 = n1 iml (calculable à partir de la tension imposée par la source). Dans la lè' configuration, les effets des deux enroulements P, S se compensent autour du système. L'ensemble des flux magnétiques est pratiquement contenu dans le système. 25 Les fuites magnétiques vers l'extérieur du transformateur sont limitées. La figure 3 illustre cet effet de compensation. La partie gauche de la figure 3 montre un conducteur unique dans l'espace, rectiligne et de longueur infinie : les lignes d'induction sont circulaires avec une induction qui décroit de manière inversement proportionnelle à la distance radiale à ce conducteur. La partie centrale de la figure 3 montre l'association de deux tels conducteurs, 30 agencés parallèlement et parcourus par des courants de sens opposés. Leurs effets sont superposés dans la partie droite de la figure 3: l'induction est renforcée entre les conducteurs alors qu'elle décroit très rapidement vers l'extérieur, au fur et à mesure que l'on s'éloigne des conducteurs. Des portions de circuit magnétique placées autour des 3049759 3 conducteurs suffisent dans cette I e" configuration à canaliser ces faibles flux de fuite extérieurs. Les figures 4a et 4b montrent les flux magnétiques générés par les transformateurs des figures 2a et 2b dans la 2ème configuration (le seul courant imposé au transformateur 5 est le courant magnétisant dans l'enroulement primaire). Dans cette 2ème configuration, il n'y a plus d'effet de compensation. Des fuites magnétiques se propagent vers l'extérieur de ces transformateurs, les fuites étant d'autant plus importantes que les entrefers e sont larges. La figure 5 détaille le profil de l'induction obtenue le long de la droite D du 10 transformateur de la figure 4b pour un courant magnétisant donné imposé à l'enroulement primaire. Cette figure traduit la présence de fuites magnétiques à l'extérieur du transformateur. À l'intérieur du transformateur, le profil d'induction est calculable simplement en approximant les lignes d'induction intérieures à des droites parallèles : les 2 lignes tracées selon un trait plus épais sur cette figure entourent une partie des « ampères 15 x tours » ; l'induction sur ces deux lignes est proportionnelle à ces « ampères x tours » encerclés. Le fait que l'induction ne soit pas nulle le long de la droite D dans des régions attenantes au transformateur est la manifestation des fuites magnétiques précitées. Or, ces fuites magnétiques sont susceptibles de perturber le fonctionnement d'autres composants situés à proximité du transformateur ou à l'extérieur du système dans lequel 20 celui-ci est implanté. Par ailleurs, même si le circuit magnétique M peut contribuer à réduire ces fuites magnétiques, ce circuit magnétique demeure une solution imparfaite pour les supprimer dans le cas d'un transformateur électrique dont les deux parties ne se touchent pas, tel qu'un transformateur du type rotatif, puisqu'un entrefer e y subsiste. 25 En outre, comme indiqué précédemment, le circuit magnétique alourdit le transformateur électrique. EXPOSE DE L'INVENTION Un but de l'invention est de réduire les perturbations magnétiques générées par un 30 transformateur fonctionnant à base d'enroulements, tout en permettant d'alléger de façon significative ce transformateur. Afin d'atteindre ce but l'invention propose un transformateur électrique comprenant : - un enroulement primaire central s'étendant autour d'un axe et configure pour générer un flux magnétique central, lorsqu'il est parcouru par un courant tournant selon un premier sens autour de l'axe, 3049759 4 - deux enroulements primaires périphériques s'étendant autour de l'axe, entre lesquels l'enroulement primaire central est localisé, et configurés pour générer des flux magnétiques périphériques lorsqu'ils sont parcourus par des courants respectifs tournant selon un deuxième sens autour de l'axe qui est opposé au premier sens, les 5 flux magnétiques périphériques se superposant au flux magnétique central, - dans lequel les enroulements sont en outre configurés de sorte que les flux magnétiques périphériques compensent le flux magnétique central dans des régions localisées au-delà des enroulements périphériques. Dans le transformateur ainsi proposé, un phénomène de compensation de flux 10 magnétique est obtenu par l'adjonction des enroulements périphériques de part et d'autre de l'enroulement primaire. Cette compensation permet de réduire voire annuler les fuites magnétiques dans les régions périphériques du transformateur sans avoir à intégrer nécessairement un circuit magnétique susceptible d'alourdir le transformateur. L'invention peut également être complétée par les caractéristiques suivantes, prises 15 seules ou en combinaison lorsque cela est techniquement possible. - Les enroulements primaires sont montés en série. - l'enroulement primaire central est enroulé autour de l'axe selon un premier sens d'enroulement, et les enroulements primaires périphériques sont enroulés autour de l'axe selon un deuxième sens d'enroulement opposé au premier sens 20 d'enroulement. - Les enroulements primaires périphériques présentent ensemble un nombre de spires cumulé égal au nombre de spires de l'enroulement primaire central. - Chaque enroulement primaire présente au moins une partie hélicoïdale autour et le long de l'axe, les parties hélicoïdales des trois enroulements primaires s'étendant 25 dans des gammes de positions respectives différentes le long de l'axe. - Le transformateur comprend en outre un circuit magnétique présentant deux extrémités opposées ayant des positions longitudinales différentes suivant une direction parallèle à l'axe, et les enroulements primaires sont strictement confinés entre et à distance de ces deux positions longitudinales. 30 - Chaque enroulement primaire présente au moins une partie en spirale enroulée sur elle-même transversalement à l'axe, les parties en spirale des trois enroulements primaires s'étendant dans des gammes de positions annulaires respectives différentes par rapport à l'axe. - Les enroulements primaires sont coplanaires. 3049759 5 - Le transformateur comprend en outre un circuit magnétique présentant deux extrémités opposées ayant des positions radiales différentes suivant une direction perpendiculaire à l'axe, et les enroulements primaire et secondaire sont strictement confinés entre et à distance de ces deux positions radiales. 5 - Le transformateur électrique comprend en outre un enroulement secondaire central configuré pour recevoir au moins en partie le flux magnétique central. - Le transformateur électrique comprend en outre deux enroulements secondaires périphériques, entre lesquels l'enroulement secondaire central est localisé, chaque enroulement secondaire périphérique étant configuré pour recevoir au moins 10 partiellement l'un des flux magnétiques périphériques. - Le transformateur comprend un carter primaire auquel chaque enroulement primaire est fixé, et un carter secondaire auquel le ou chaque enroulement secondaire est fixé, les deux carters étant mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre relativement à l'axe. 15 - Le transformateur comprend un carter primaire présentant une surface annulaire primaire s'étendant perpendiculairement à l'axe, chaque enroulement primaire étant fixé sur la surface annulaire primaire, un carter secondaire présentant une surface annulaire secondaire s'étendant perpendiculairement à l'axe et en vis-à-vis de la surface annulaire primaire, chaque enroulement secondaire étant fixé sur la 20 surface annulaire secondaire de sorte à être en regard d'un enroulement primaire. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en 25 regard des dessins annexés sur lesquels : - Les figures la, 1 b, 2a, 2b sont des vues en coupe de trois transformateurs à enroulements conventionnels. - La figure 3 illustre de façon schématique la superposition de deux flux magnétiques générés par deux conducteurs rectilignes. 30 - Les figures 4a, 4b illustrent des lignes de flux magnétiques générés par les transformateurs des figures 2a et 2b respectivement. - La figure 5 comprend une vue en coupe du transformateur de la figure 4b en association, et un profil d'induction obtenu lorsque ce transformateur est alimenté en courant. 3049759 6 - La figure 6 comprend une vue en coupe d'un transformateur selon un premier mode de réalisation de l'invention, et un profil d'induction le long d'une droite D obtenu lorsque le transformateur est alimenté en courant. - Les figures 7a et 7b comprennent des vues en coupe du transformateur selon le 5 premier mode de réalisation de l'invention, et des profils d'induction le long d'une droite D obtenus lorsque des enroulements spécifiques et différents du transformateur sont alimentés en courant. - La figure 8 comprend une vue en coupe longitudinale d'un transformateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et un profil d'induction le long d'une 10 droite D obtenu lorsque ce transformateur est alimenté en courant. - La figure 9 est une vue en coupe transversale du transformateur de la figure 8 détaillant des enroulements primaires. - Les figures 10 et 11 montrent d'autres enroulements primaires vus transversalement. 15 Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la partie gauche de la figure 6, un transformateur T comprend deux parties : une partie primaire A et une partie secondaire B. 20 Dans la suite du présent texte, un élément se rapportant à la partie A sera qualifié de primaire » et désigné sur les figures par une référence suffixée par - a » ; similairement, un élément se rapportant à la partie B sera qualifié de - secondaire » et désigné sur les figures par une référence suffixée par - b ». La partie primaire A comprend trois enroulements primaires 11a, 12a, 13a et la partie 25 secondaire B comprend trois enroulements secondaires 11 b, 12b, 13b. Bien que cela n'apparaisse pas sur les figures, qui ne sont que schématiques, chaque enroulement mentionné dans le présent document comprend une ou plusieurs spires. On définit une spire comme une partie d'enroulement s'étendant à 360 degrés autour d'un axe suivant un sens donné. Formellement, on définit dans ce qui suit un - enroulement » 30 comme une spire ou un ensemble de spires consécutives enroulées dans le même sens. En conséquence, un changement de sens marque une séparation entre deux enroulements adjacents. Les six enroulements 11a, 12a, 13a, 11b, 12b, 13b s'étendent autour d'un axe X de référence. 3049759 7 L'enroulement primaire 11a, dit enroulement primaire central, est agencé entre les enroulements primaires 12a et 13a, dits enroulements primaires périphériques. Les enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont destinés à être raccordés à une ou plusieurs sources d'alimentation électriques (non représentées sur les figures). Ces 5 enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont donc alimentés en courant par de telles sources électriques. L'enroulement primaire central 11a est configure pour être parcouru par un courant tournant selon un premier sens autour de l'axe X. Les deux enroulements primaires périphériques 12a, 13a sont configurés pour être parcourus par un courant tournant selon 10 un deuxième sens autour de l'axe X qui est opposé au premier sens. Autrement dit, les sens de parcours du courant dans les différents enroulements primaires sont alternés. Les trois enroulements primaires 11a, 12a, 13a peuvent être montés en série, c'est-à-dire qu'ils forment différentes portions d'un même conducteur électrique primaire. De la sorte, les enroulements primaires peuvent êtres parcourus par un courant de même 15 intensité, par exemple fourni par une unique source électrique. Une alternance de sens des courants parcourant les trois enroulements primaires 11a, 12a, 13a peut par exemple être obtenue en alternant le sens dans lequel ces enroulements 11a, 12a, 13a sont enroulés autour de l'axe X. Les enroulements primaires périphériques 12a, 13a sont alors enroulés autour de l'axe X selon un premier sens d'enroulement (par 20 exemple horaire), et l'enroulement primaire central 11a est enroulé autour de l'axe X selon un deuxième sens d'enroulement opposé au premier sens d'enroulement (antihoraire). Ceci est de nature à minimiser la longueur de conducteur nécessaire pour relier l'enroulement primaire central à chacun des enroulements primaires périphériques adjacents, lorsque ceux-ci sont montés en série. 25 Dans ce cas, l'enroulement primaire central 11a et l'enroulement primaire périphérique 12a sont directement reliés l'un à l'autre, via une jonction 14a formant une épingle à cheveux : c'est au niveau de cette jonction 14a que le sens d'enroulement autour de l'axe de référence X s'inverse entre les deux enroulements primaires 11a et 12a. Il en va de même pour la jonction 15a entre les enroulements 11a et 13a. 30 Les trois enroulements peuvent être contigus deux à deux. En d'autres termes, les enroulements sont en contact deux à deux (les jonctions 14a et 15a peuvent alors former un simple pli). Alternativement, les trois enroulements primaires sont à distance les uns des autres ; dans ce cas, la jonction 14a traverse un espace entre les deux enroulements 11a et 12a, et 35 la jonction 15a traverse un espace entre les deux enroulements 11a et 13a. Cet espace est 3049759 8 utile (mais non indispensable) pour maximiser le flux magnétique se refermant à travers les enroulements primaire et secondaire, donc pour maximiser l'inductance de magnétisation qui en résulte. La maximisation de l'inductance de magnétisation est utile (mais non indispensable) pour minimiser le courant à vide (sans charge) du transformateur. 5 Par ailleurs, les enroulements primaires périphériques 12a, 13a de la figure 6 comportent un même nombre de spires et présentent ensemble un nombre de spires cumulé égal au nombre de spires de l'enroulement primaire central 11a. Similairement, l'enroulement secondaire 11b, dit enroulement secondaire central, est agencé entre les enroulements secondaires 12b et 13b, dits enroulements secondaires 10 périphériques. Les enroulements secondaires 11b, 12b, 13b sont destinés à être raccordés à un ou plusieurs dispositifs électriques à alimenter en énergie, également désignés comme des charges » (non représentées sur les figures). L'enroulement primaire central 1 la est configuré pour générer un flux magnétique 15 central en coopération avec l'enroulement secondaire central 11b. L'enroulement primaire périphérique 12a (respectivement 13a) est configuré pour générer un flux magnétique central en coopération avec l'enroulement secondaire 12b (respectivement 13b). L'enroulement secondaire central llb est configuré pour être parcouru par un courant tournant selon le deuxième sens autour de l'axe X (donc selon un sens opposé au sens du 20 courant tournant dans l'enroulement primaire central lla avec lequel il coopère). Les deux enroulements secondaires périphériques 12b, 13b sont eux configurés pour être parcourus par un courant tournant selon le premier sens autour de l'axe X qui est opposé au deuxième sens. Autrement dit, les sens de parcours du courant dans les différents enroulements secondaires 11b-13b sont également alternés. 25 Les trois enroulements secondaires 11 b, 12b, 13b peuvent être montés en série, c'est- à-dire qu'ils forment différentes portions d'un même conducteur électrique secondaire. Une alternance de sens des courants parcourant les trois enroulements secondaires 11b, 12b, 13b peut par exemple être obtenue en alternant le sens dans lequel ces enroulements sont enroulés autour de l'axe X. Les enroulements secondaires périphériques 30 12b, 13b sont alors enroulés autour de l'axe X selon un certain sens d'enroulement (par exemple antihoraire), et l'enroulement secondaire central llb est enroulé autour de l'axe X selon l'autre sens (par exemple horaire). Dans ce cas, l'enroulement secondaire central 11 b et l'enroulement secondaire périphérique 12b sont directement reliés l'un à l'autre, via une jonction 14b formant une 35 épingle à cheveux : c'est au niveau de cette jonction 14b que le sens d'enroulement autour 3049759 9 de l'axe de référence X s'inverse entre les deux enroulements secondaires 11 b et 12b. Similairement, l'enroulement secondaire central llb et l'enroulement secondaire 13b sont directement reliés l'un à l'autre, via une autre jonction 15b formant un demi-tour : c'est au niveau cette jonction 15b que le sens d'enroulement autour de l'axe de référence X 5 s'inverse entre les deux enroulements secondaires llb et 13b. Par ailleurs, les enroulements secondaires périphériques 12b, 13b de la figure 6 comportent un même nombre de spires et présentent ensemble un nombre de spires cumulé égal au nombre de spires de l'enroulement secondaire central 11b. Il peut être prévu un nombre n de spires dans les enroulements primaires et m spires 10 dans les enroulements secondaires, réparties de la manière suivante : n/4 spires pour chacun des enroulements primaires périphériques, n/2 spires pour l'enroulement primaire central, m/4 spires pour chacun des enroulements secondaires périphériques et m/2 spires pour l'enroulement secondaire central. Par exemple, on peut avoir n = m ou n différent de m (auquel cas le transformateur aura un rapport de transformation différent de 1). 15 Dans une application particulièrement avantageuse, le transformateur est de type rotatif, en ce sens que les enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont mobiles en rotation autour de l'axe X par rapport aux enroulements secondaires 11b, 12b, 13b (ou inversement). La partie primaire A du transformateur est par exemple un stator comprenant un 20 carter primaire 2a s'étendant autour de l'axe de référence X. Le carter primaire 2a présente une forme globalement annulaire, par exemple cylindrique et/ou de révolution. La partie secondaire B est en outre un rotor en rotation autour de l'axe de référence X par rapport au stator A. Le rotor B comprend un carter secondaire 2b présentant une forme globalement annulaire, par exemple cylindrique et/ou de révolution. 25 Le carter secondaire 2b est à l'intérieur du carter primaire 2a, ou vice-versa. Sur les figures, le carter le plus proche de l'axe X est creux ; il est entendu que ce carter peut alternativement être plein. Les enroulements primaires sont fixés au stator A, et les enroulements secondaires sont fixés au rotor B. 30 Dans ce qui suit, seront détaillés deux modes de réalisation différents comprenant chacun les caractéristiques discutées précédemment. Mode de réalisation à enroulements « cylindriques » La partie gauche de la figure 6 illustre de façon schématique un mode de réalisation 35 de transformateur T, dit à enroulements - cylindriques », dans lequel chaque enroulement 3049759 10 s'étend en volume autour et le long de l'axe X. Plus précisément, chaque enroulement comprend une succession de spires localisées en des positions différentes le long de l'axe X de référence (pour une meilleur lisibilité, on a représenté sur la figure 6 seulement une spire de chaque enroulement primaire). 5 Le conducteur primaire dans lequel sont formés les enroulements primaires est enroulé selon une trajectoire sensiblement hélicoïdale autour et le long de l'axe X, et occupe un volume globalement annulaire centré sur l'axe de référence X. Les enroulements primaires sont enroulés à une première distance radiale de l'axe de référence X. Dans ce mode de réalisation, la jonction 14a entre l'enroulement primaire 10 périphérique 12a et l'enroulement primaire central 11a est une portion du conducteur primaire qui est confinée entre les deux enroulements 11a, 12a suivant une direction parallèle à l'axe X. Il en va de même pour la jonction 15a qui relie les enroulements primaires 11 a et 13a. Les caractéristiques qui précèdent s'appliquent également au conducteur secondaire, 15 dans lequel sont formés les enroulements secondaires 11b, 12b, 13b et les jonctions 14b- 15b. Ce conducteur secondaire est enroulé selon une trajectoire sensiblement hélicoïdale autour et le long de l'axe X, et occupe un volume globalement annulaire centré sur l'axe de référence X. Les enroulements secondaires 11 b, 12b, 13b sont enroulés à une deuxième distance radiale de l'axe de référence X, différente de la première distance radiale. 20 Par exemple, les enroulements secondaires 11b, 12b, 13b sont enroulés autour des enroulements primaires 11a, 12a, 13a par rapport à l'axe X, ou vice-versa. Plus précisément, chaque enroulement secondaire est enroulé autour d'un enroulement primaire, et en regard de celui-ci. Le transformateur T à enroulements - cylindriques » peut être de type rotatif. Les 25 enroulements radialement plus éloignés de l'axe X peuvent alors être fixés au carter annulaire extérieur 2b, et les enroulements radialement plus proches de l'axe X être fixés au carter annulaire intérieur 2a comme illustré sur la figure 6, les deux carters étant mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre. Lorsque les enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont alimentés en courant, il est 30 possible en première approximation de considérer que chacun de ces enroulements crée un flux magnétique, l'ensemble des trois flux se superposant pour former le flux global résultant. C'est ainsi que peuvent être tracées les lignes d'induction dans la partie gauche de la figure 6 et le profil d'induction dans la partie droite. La partie gauche de la figure 6 montre les lignes d'induction qui résultent du courant 35 magnétisant circulant dans le conducteur primaire dans le transformateur à enroulements 3049759 11 cylindriques T, et la partie droite de la figure 6 montre le profil d'induction mesuré le long d'une droite D parallèle à l'axe X et se trouvant entre la structure annulaire formée par les enroulements primaires et la structure annulaire formée par les enroulements secondaires. On distingue trois régions de l'espace: une région centrale centrée au niveau des 5 enroulements centraux 11a et 11b, contenant un segment DO de la droite D, et deux régions périphériques, contenant les deux demi-droites restantes de la droite D. Dans la région centrale, de l'énergie est transférée des enroulements primaires aux enroulements secondaires. L'enroulement secondaire central 11b reçoit au moins en partie le flux magnétique 10 central généré par l'enroulement primaire central 11a, l'enroulement périphérique secondaire 12b (respectivement 13b) reçoit le flux magnétique périphérique généré par l'enroulement primaire périphérique 12a (respectivement 13a). Une tension est générée dans les enroulements secondaires connectés à la ou les charges utilisées. L'enroulement secondaire central 11b est alors parcouru par un courant 15 tournant selon un troisième sens autour de l'axe X, et les deux enroulements secondaires périphériques 12b, 13b sont parcourus par un courant tournant selon un quatrième sens autour de l'axe X qui est opposé au troisième sens. Autrement dit, les sens de parcours du courant dans les différents enroulements secondaires 11b, 12b, 13b sont alternés comme c'est le cas pour les conducteurs primaires 11a, 12a, 13a.Quel que soit le type de charge, 20 dans les régions périphériques, les flux magnétiques périphériques engendrés par les enroulements périphériques primaires 12a, 13a, compensent les effets du flux magnétique central engendré par l'enroulement central primaire 11a. A titre d'exemple, l'induction est en particulier nulle le long des deux demi-droites de la droite D partant des deux extrémités opposées du segment DO. Des équipements localisés dans ces régions 25 périphériques, et en particulier localisés le long de la droite D ou de l'axe X sont ainsi très efficacement protégés contre les rayonnements émis par les enroulements du transformateur, et ce sans qu'il y ait besoin de recourir à un circuit magnétique alourdissant le transformateur ou complexifiant sa forme dans le but de minimiser l'entrefer discuté en introduction. 30 Le phénomène de compensation des inductions dans les régions périphériques illustré dans la partie droite de la figure 6 peut être expliqué à l'aide des figures 7a et 7b. La figure 7a montre l'induction magnétique centrale obtenue dans le transformateur T lorsque l'on alimente en courant l'enroulement primaire central 11a seul (les enroulements primaires périphériques 12a, 13a, situés de part et d'autre, étant déconnectés). La figure 35 7b montre les inductions magnétiques obtenues dans le transformateur T lorsque l'on 3049759 12 alimente en courant les enroulements primaires périphériques 12a, 13a seuls (l'enroulement primaire central 11a étant déconnecté). En superposant les inductions magnétiques représentées sur les figures 7a et 7b, le phénomène de compensation illustré sur la partie droite de la figure 6 dans les régions périphériques précitées se produit. 5 On comprendra que le phénomène de compensation n'est pas limité à la droite D mais est généralisable à l'extérieur d'une boule. Une compensation se produit en tout point de l'espace plus éloigné de ce centre du rayon de la boule, dans toutes les directions de l'espace. Le centre de la boule est l'intersection entre l'axe X et un plan coupant les conducteurs centraux 11a, llb dans le mode de réalisation particulier en figure 6. 10 Grâce à ce phénomène de compensation, des fuites magnétiques sont ainsi évitées dans les régions périphériques sans avoir à recourir absolument à un circuit magnétique. Cependant, même si cela n'est plus absolument nécessaire, le transformateur T peut comprendre un tel circuit magnétique. Le circuit magnétique est par exemple constitué de mu-métal (tôle unique ou tôles empilées (feuilletage)) ou de ferrite. Sur les figures 6, 7a et 15 7b, le circuit magnétique est formé par les carters 2a et 2b. Le circuit magnétique présente deux extrémités opposées ayant des positions différentes suivant l'axe X. De préférence, les enroulements primaires et secondaires sont confinés strictement entre ces deux positions. Autrement dit, le circuit magnétique s'étend au-delà des enroulements périphériques 20 selon une direction parallèle à l'axe X. Ceci permet d'améliorer le couplage entre les enroulements du transformateur T. Mode de réalisation « planaire » La figure 8 illustre de façon schématique un transformateur T' selon un autre mode 25 de réalisation, dit - planaire ». Ce mode de réalisation se différencie du mode de réalisation à enroulements cylindriques en ce que les enroulements sont agencés de manière différente. Dans ce mode de réalisation, chaque enroulement comprend au moins une partie en spirale agencée transversalement à l'axe X, c'est-à-dire que chaque enroulement 30 comprend plusieurs spirales enroulées les unes autour des autres transversalement à l'axe X. Les deux extrémités de la partie en spirale ont ainsi des positions radiales différentes par rapport à l'axe X. Il est entendu qu'un enroulement donné peut être constitué d'une seule spirale à plusieurs spires enroulées les unes autour des autres, ou peut comprendre plusieurs parties 3049759 13 en spirales empilées les unes sur les autres selon une direction d'empilement parallèle à l'axe X, chaque partie en spirale comprenant plusieurs spires enroulées autour des autres. Dans ce qui suit, on considérera une variante de réalisation particulièrement simple mais non limitative dans laquelle chaque enroulement présente une forme de spirale 5 planaire s'étendant perpendiculairement à l'axe X. Les enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont coplanaires. Les enroulements secondaires 11 b, 12b, 13b sont également coplanaires. Chaque enroulement primaire 11a, 12a, 13a est localisé dans un secteur annulaire autour de l'axe X qui lui est propre, les secteurs annulaires étant localisés en des gammes 10 de positions radiales différentes par rapport à l'axe de référence X. Le transformateur T' peut en outre comprendre un circuit magnétique. Le circuit magnétique est par exemple constitué de mu-métal (tôle unique ou tôles empilées (feuilletage)) ou de ferrite. Le circuit magnétique est par exemple formé par les carters 2a et 2b. 15 En référence à la figure 9 (dans un plan perpendiculaire à l'axe X), l'enroulement primaire périphérique 13a est localisé dans un secteur annulaire extérieur, et l'enroulement primaire central 1 1 a est localisé dans un secteur annulaire intermédiaire, plus proche de l'axe de référence X que le secteur annulaire extérieur, et l'enroulement primaire périphérique 12a est localisé dans un secteur annulaire intérieur, plus proche de 20 l'axe X que le secteur annulaire intermédiaire. Dans ce mode de réalisation, la jonction 14a entre l'enroulement primaire 11 a et l'enroulement primaire 12a est une portion du conducteur primaire en épingle à cheveux. Cette portion 14a peut être rectiligne ou courbe (par exemple en forme de U). Il en va de même pour la jonction 15a qui relie les enroulements primaires 11a et 13a. 25 Les trois secteurs annulaires peuvent être contigus deux à deux. En d'autres termes, les enroulements sont en contact deux à deux (les jonctions 14a et 15a peuvent alors former un simple pli). Alternativement, les trois enroulements primaires sont à distance les uns des autres ; dans ce cas, la jonction 14a traverse un espace annulaire entre les deux enroulements 11a 30 et 12a, et la jonction 15a traverse un espace annulaire entre les deux enroulements 11a et 13a. Dans le mode de réalisation à galette, une manière d'optimiser le phénomène de compensation est de prévoir que les deux espaces annulaires traversés par les jonctions 14a et 15a soient approximativement de même aire dans un plan perpendiculaire à l'axe X. 3049759 14 Les enroulements primaires 11a, 12a, 13a peuvent être réalisés sur une plaque en forme de rondelle (ou de - galette ») centrée sur l'axe X. La plaque est par exemple constituée d'un matériau électriquement isolant tel que de l'époxy. Tout ce qui précède est également applicable aux enroulements secondaires 11b, 5 12b, 13b (en remplaçant - a » par - b » dans les références mentionnées dans les paragraphes qui précèdent se rapportant à la figure 8). Chaque enroulement secondaire 11 b, 12b, 13b est agencé en regard d'un enroulement primaire 11 a, 12a, 13a, selon une direction parallèle à l'axe X. Le transformateur selon le mode de réalisation à - galettes » peut également être de 10 type rotatif. Les deux carters 2a, 2b présentent deux surfaces annulaires 22a, 22b en vis-à-vis l'une de l'autre, qui s'étendent dans deux plans parallèles décalés l'un de l'autre suivant l'axe de référence X. Les enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont fixés à la surface annulaire 22a du 15 carter primaire 2a, et les enroulements secondaires 11 b, 12b, 13b sont fixés à la surface annulaire 22b du carter secondaire 2b, en vis-à-vis. Chaque enroulement primaire est en regard d'un enroulement secondaire, et ce quelle que soit la position angulaire du rotor lorsqu'il tourne par rapport au stator autour de l'axe de référence X. Le phénomène de compensation d'induction, déjà décrit pour le transformateur T à 20 enroulements - cylindriques », se produit également dans le transformateur T' planaire, lorsque les enroulements primaires 11a, 12a, 13a sont alimentés en courant. On a représenté à titre d'exemple un profil d'induction sur la figure 8 le long d'une droite D s'étendant radialement (perpendiculairement) à l'axe X. La compensation peut être optimisée en dissymétrisant certains paramètres liés aux 25 enroulements périphériques (nombre de spires, dimensions, espacement...) car ces enroulements périphériques sont par nature dissymétriques (les rayons moyens sont différents). Dans ce mode de réalisation, la région centrale est localisée entre deux sphères 30 concentriques : une première sphère et une deuxième sphère entourant la première sphère. Les régions périphériques où l'induction est annulée comprennent : - une région en forme de boule centrée sur l'axe X et délimitée par la première sphère, 3049759 15 - une région externe plus éloignée de l'axe X que les enroulements (donc de dimensions infinies et allant vers l'extérieur du transformateur), laquelle est délimitée intérieurement par la deuxième sphère. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque des équipements 5 sensibles à des rayonnements magnétiques doivent être agencés le long de l'axe de référence X, dans la région en forme de boule. Le transformateur T' peut en outre comprendre un circuit magnétique. Le circuit magnétique est par exemple formé par les carters 2a, 2b qui s'étendent radialement par rapport à l'axe X. 10 Le circuit magnétique présente deux extrémités opposées ayant des positions radiales différentes par rapport à l'axe X. De préférence, les enroulements primaires et secondaires occupent un espace dont les extrémités sont strictement confinés entre et à distance de ces deux positions radiales. Autrement dit, le circuit magnétique s'étend au-delà des enroulements périphériques selon une direction radiale à l'axe X. Ceci permet d'améliorer 15 le couplage entre les enroulements du transformateur T'. Par ailleurs, la forme en spirale planaire des enroulements se traduit par des sections différentes offertes au passage du flux magnétique à travers les spires. Il en résulte un flux différentiel qui se referme à l'extérieur du transformateur T'. Une première option pour améliorer la réduction des fuites magnétiques est d'opter 20 pour une répartition de nombre de spires différente de la répartition n/4, n/2 et n/4, entre le côté intérieur et le côté extérieur (voir figure 10), de façon à ce que les inductions périphériques compensent exactement l'induction centrale. Une autre option consiste à espacer différemment les enroulements, conformément à la figure 11. 25 L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. En particulier : - Le transformateur n'est pas nécessairement de type rotatif (en d'autre termes, les parties A et B ne sont pas forcément mobiles entre elles, mais peuvent être fixes l'une par rapport à l'autre). 30 - Le positionnement du stator et du rotor peut être inversé. - Chaque enroulement peut être alimenté en courant indépendamment des autres enroulements. - Le sens d'enroulement des spires des enroulements primaires autour de l'axe X n'est pas obligatoirement alterné. Il suffit en effet, pour obtenir le phénomène de 35 compensation d'induction désiré, que les courants qui circulent dans les 3049759 16 enroulements primaires périphériques soient de sens opposé au courant qui circule dans l'enroulement primaire central. Il en est de même pour les enroulements secondaires. - Deux enroulements adjacents (primaires ou secondaires) sont reliés entre eux par 5 deux spires extrémales immédiatement voisines, permettant ainsi de réduire la longueur de la jonction entre deux enroulements adjacents à une simple épingle à cheveux. En variante, il peut être prévu des jonctions plus complexes entre deux enroulements adjacents. 10 REVENDICATIONS1. Transformateur électrique (T, T') comprenant : - un enroulement primaire central (11a) s'étendant autour d'un axe (X) et configure pour générer un flux magnétique central, lorsqu'il est parcouru par un courant tournant selon un premier sens autour de l'axe (X) , caractérisé par : - deux enroulements primaires périphériques (12a, 13a) s'étendant autour de l'axe (X), entre lesquels l'enroulement primaire (11a) central est localisé, et configurés pour générer des flux magnétiques périphériques lorsqu'ils sont parcourus par des courants respectifs tournant selon un deuxième sens autour de l'axe (X) qui est opposé au premier sens, les flux magnétiques périphériques se superposant au flux magnétique central, dans lequel les enroulements sont en outre configurés de sorte que les flux magnétiques périphériques compensent le flux magnétique central dans des régions localisées au-delà des enroulements périphériques. 2. Transformateur (T, T') selon la revendication précédente, dans lequel les enroulements primaires (11a, 12a, 13a) sont montés en série. 20 3. Transformateur (T, T') selon l'une des revendications précédentes, dans lequel : - l'enroulement primaire central (11a) est enroulé autour de l'axe (X) selon un premier sens d'enroulement, - les enroulements primaires périphériques (12a, 13a) sont enroulés autour de l'axe 25 (X) selon un deuxième sens d'enroulement opposé au premier sens d'enroulement. 4. Transformateur (T, T') selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les enroulements primaires périphériques (12a, 13a) présentent ensemble un nombre de spires cumulé égal au nombre de spires de l'enroulement primaire central (11a). 30 5. Transformateur (T) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque enroulement primaire présente au moins une partie hélicoïdale autour et le long de l'axe (X), les parties hélicoïdales des trois enroulements primaires s'étendant dans des gammes de positions respectives différentes le long de l'axe (X) . 35 3049759 18 6. Transformateur (T) selon la revendication précédente, comprenant en outre un circuit magnétique présentant deux extrémités opposées ayant des positions longitudinales différentes suivant une direction parallèle à l'axe (X), et dans lequel les enroulements primaires sont strictement confinés entre et à distance de ces deux positions 5 longitudinales. 7. Transformateur (T') selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel chaque enroulement primaire présente au moins une partie en spirale enroulée sur elle-même transversalement à l'axe (X), les parties en spirale des trois enroulements primaires 10 s'étendant dans des gammes de positions annulaires respectives différentes par rapport à l'axe (X). 8. Transformateur (T') selon la revendication précédente, dans lequel les enroulements primaires (11a, 12a, 13a) sont coplanaires. 9. Transformateur (T') selon l'une des revendications 7 à 8, comprenant en outre un circuit magnétique présentant deux extrémités opposées ayant des positions radiales différentes suivant une direction perpendiculaire à l'axe (X), et dans lequel les enroulements primaire et secondaire sont strictement confinés entre et à distance de ces deux positions radiales. 10. Transformateur électrique (T, T') selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre : - un enroulement secondaire central (11 b) configuré pour recevoir au moins en partie le flux magnétique central. 25 11. Transformateur électrique (T, T') selon la revendication précédente, comprenant en outre : - deux enroulements secondaires périphériques (12b, 13b), entre lesquels l'enroulement secondaire central (12b) est localisé, chaque enroulement secondaire 30 périphérique étant configuré pour recevoir au moins partiellement l'un des flux magnétiques périphériques. 12. Transformateur (T, T') selon l'une des revendications 10 à 11, comprenant un carter primaire (2a) auquel chaque enroulement primaire (11a, 12a, 13a) est fixé, et un carter 35 secondaire (2b) auquel le ou chaque enroulement secondaire (11b, 12b, 13b) est fixé, les 15 3049759 19 deux carters (2a, 2b) étant mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre relativement à l'axe (X). 13. Transformateur (T') selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant : 5 - un carter primaire (2a) présentant une surface annulaire primaire (22a) s'étendant perpendiculairement à l'axe (X), chaque enroulement primaire (11a, 12a) étant fixé sur la surface annulaire primaire, - un carter secondaire (2b) présentant une surface annulaire secondaire (22b) s'étendant perpendiculairement à l'axe (X) et en vis-à-vis de la surface annulaire 10 primaire (22a), chaque enroulement secondaire (11 b, 12b) étant fixé sur la surface annulaire secondaire de sorte à être en regard d'un enroulement primaire.