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Transformateur.
La présente invention a pour objet un corps de fer feuille- té et démontable pour transformateurs et autres appareils élec - triques, lequel est établi de manière à entourer de toutes parts l'enroulement parcouru par le courant et à réduire au minimum la dispersion magnétique. On emploie, pour constituer le fer du transformateur, des tôles de fer courbées suivant des développantes de cercle, de telle sorte que la constitution du paquet de fer se trouve simplifiée.
Si l'on courbe des tôles suivant des surfaces cylindriques dont les courbes directrices sont des développantes de cercle (fig.l), elles peuvent être assemblées sans vides tout comme des tôles planes et forment ensemble un cylindre creux. Si les tôles ont primitivement une forme d'après la fig.2, on obtient, après l'assemblage des tôles courbées, le solide de révolution fermé 1 (fig.3 ) ayant un creux cylindrique 2 destiné à recevoir les enroulements 3 et 4.
Le transformateur ainsi obtenu a le
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même poids de fer qu'un transformateur a noyaux ou cuirassé ordinaire formé des mêmes tôles laissées planes et possède un guidage tout aussi bon des lignes de force magnétiques, mais présente une dispersion moindre, ainsi que l'avantage de per - mettre l'emploi de bobines rondes, dont la longueur d'enroule - ment moyenne est plus petite que dans un transformateur à tôles planes. Inversement, pour un même poids de cuivre et une même saturation du fer, le transformateur d'aprèsla fig.3 permet une économie en fer actif, tant vis-à-vis du transformateur à noyaux de tôles planes que vis-à-vis du transformateur cuirassé à tôles planes.
Dans l'exécution pratique, il faut d'abord prévoir la possibilité de monter dans le corps de fer des bobines enroulées d'avance. Ceci exige une subdivision du corps de fer, ce qui entraîne la présence de joints pouvant être, soit cylindriques (joint a-b), soit plans (joint c-d ). Comme dans les transforma - teurs à tôles planes, il est aussi possible, ici, d'opérer la jonction à recouvrement ou bout à bout. En outre, il faut omettre, au moins à un endroit, un certain nombre de tôles, afin que les bouts d'enroulement puissent être conduits au dehors, axialement ou tangentiellement, à travers l'intervalle courbe ainsi formé. Des intervalles traversants analogues peu - vent encore être prévus pour la ventilation.
Le montage et la liaison des tôles peuvent avoir lieu de diverses manières. La fig. 4 montre schématiquement un tel mon - tage pour un transformateur à quatre joints plans, dans lequel, par conséquent, les tôles de noyau 5 et 6 , aussi bien que les tôles de culasse 7 et 8, possèdent, avant leur courbement, une simple forme rectangulaire. On introduit d'abord les tôles de culasse inférieures 8 dans le tube 10, puis, par-dessus, les tôles de noyau extérieures 6. Les tôles de noyau intérieures 5 sont entourées du tuyau isolant 11, qui peut être pourvu di - rectement de brides et servir de support pour l'enroulement.
Après l'insertion du noyau intérieur 5 avec l'enroulement 3-4,
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on introduit les tôles de culasse supérieures 7. Les bouts d'en- roulements 12, 13 et 14 , 15 sortent par deux intervalles ména - gés à cet effet. Les paquets de fer sont comprimés fortement, dans la direction axiale, par la vis 9, par l'intermédiaire des deux disques 16 et 17. Perpendiculairement à l'axe, les tôles s'appuient les unes contre les autres et contre les tubes 10 et 11, de sorte que tout rivetage ou vissage est superflu, et que la section du fer n'est donc nulle part affaiblie. Le tube ex - térieur 10, les plaques de pression 16 et 17 et la via 9 peuvent être conducteurs, parce qu'ils se trouvent en dehors du champ magnétique.
Les tôles de culasse 7 et 8 peuvent être faites considéra - blement plus courtes, donc aussi plus légères, sans nuire au guidage des lignes de force, en les faisant droites dans la partie passant au-dessus de l'espace d'enroulement 2. La fig.5 montre une coupe pratiquée perpendiculairement à l'axe du corps de fer. Les tôles de culasse de la forme 18 sont déjà considé - rablement plus courtes que les tôles 7 : Les plus courtes sont les tôles de culasse de la forme 19 dirigées radialement au - dessus de l'espace d'enroulement 2. La forme des tôles de cu - lasse 18 et 19 est aussi technologiquement plus favorable que celle des tôles de culasse 7 à cause des angles plus grands qu'embrassent entre elles les tangentes terminales, et elle devra être aussi préférée pour cette raison.
Les parties des tôles de culasse (18 ,19 ) se rattachant directement au noyau intérieur ou extérieur (5 et 6 ) doivent être des développantes du même cercle de base K, afin qu'elles puissent s'appuyer les unes sur les autres à ces endroits. Par contre, les tôles de noyau 5 et 6 peuvent être établies sous forme de noyaux à tôles enroulées (noyaux enroulés). Mais comme, dans ce cas, les bords contigus des tôles du noyau et de la culasse ne sont plus parallèles, mais se croisent sous des an - gles plus ou moins aigus, il faut, pour éviter des courants de Foucault, interposer du papier entre les paquets de noyau et de
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culasse. Les figs.6 et 7 montrent des sections d'un noyau à tôles enroulées en une ou deux couches.
Son principal avantage réside dans la possibilité d'une fabrication considérablement plus simple. Les tôles découpées et courbées sont ici remplacées par un feuillard qui est enroulé sur un mandrin jusqu'à l'obten- tion du diamètre extérieur voulu, puis enfilées dans un tube (enveloppe 10 ou support de bobines 11), qui empêche le dérou - lement spontané du noyau et le maintient ainsi sous la tension qui lui a été donnée lors de l'enroulement.
Comme les spires des noyaux à tôles enroulées sont, suivant leur distance vis-à-vsidu support de bobine, enchaînées à des parties plus ou moins grandes du flux magnétique, elles peuvent être utilisées totalement ou en partie comme enroulement par - couru par le courant. S'il résulte de la grande dispersion une chute de tension, on obtient, par contre, une économie en cuivre actif et une faible résistance ohmique d'un tel enroulement, parce que, pour des raisons magnétiques, celui-ci sera le plus souvent surdimensionné électriquement.
Les paquets de noyau peuvent aussi être. formés de tubes de tôle concentriques qui, à, cause de l'enchaînement avec le flux magnétique, doivent être fendus ("noyau tubulaire " fig.8 ).
Les indications qui précèdent se rapportent à des trans - formateurs monophasés. Avec ceux-ci, on peut, par superposition, construire de la manière connue des transformateurs polyphasés, auquel cas les culasses intermédiaires servent de chemin aux lignes de force pour deux ou plusieurs phases à la fois.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Transformer.
The object of the present invention is a collapsible, sheeted iron body for transformers and other electrical apparatus, which is constructed so as to surround the current-carrying winding on all sides and to minimize magnetic dispersion. To constitute the iron of the transformer, iron sheets curved along involutes of a circle are used, so that the constitution of the iron bundle is simplified.
If we bend sheets along cylindrical surfaces whose guiding curves are involutes of a circle (fig.l), they can be assembled without voids just like flat sheets and together form a hollow cylinder. If the sheets originally have a shape according to fig. 2, we obtain, after the assembly of the curved sheets, the closed solid of revolution 1 (fig. 3) having a cylindrical hollow 2 intended to receive the windings 3 and 4 .
The transformer thus obtained has the
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same weight of iron as a core transformer or ordinary battleship formed from the same sheets left flat and has an equally good guidance of the magnetic lines of force, but has less dispersion, as well as the advantage of allowing use round coils, the average winding length of which is shorter than in a transformer with flat sheets. Conversely, for the same weight of copper and the same saturation of iron, the transformer according to fig. 3 allows savings in active iron, both with respect to the transformer with flat sheet cores and with respect to the battleship transformer with flat sheets.
In the practical execution, it is first necessary to provide for the possibility of mounting in the iron body coils wound in advance. This requires a subdivision of the iron body, which results in the presence of joints which can be either cylindrical (joint a-b) or plane (joint c-d). As in flat sheet transformers, it is also possible here to operate the overlap or end to end junction. In addition, at least in one place, a number of sheets must be omitted, so that the winding ends can be led out, axially or tangentially, through the curved gap thus formed. Similar through gaps can still be provided for ventilation.
The mounting and bonding of the sheets can take place in various ways. Fig. 4 schematically shows such an arrangement for a transformer with four plane joints, in which, therefore, the core plates 5 and 6, as well as the cylinder head plates 7 and 8, have, before their bending, a simple shape rectangular. The lower cylinder head plates 8 are first introduced into the tube 10, then the outer core plates 6 over them. The inner core plates 5 are surrounded by the insulating pipe 11, which can be provided directly with. flanges and serve as a support for winding.
After inserting inner core 5 with winding 3-4,
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the upper cylinder head plates 7 are introduced. The ends of the bearings 12, 13 and 14, 15 come out through two intervals provided for this purpose. The iron bundles are strongly compressed, in the axial direction, by the screw 9, via the two discs 16 and 17. Perpendicular to the axis, the sheets bear against each other and against the tubes 10 and 11, so that any riveting or screwing is superfluous, and the section of the iron is therefore nowhere weakened. The outer tube 10, the pressure plates 16 and 17 and the via 9 can be conductive, because they are outside the magnetic field.
The cylinder head plates 7 and 8 can be made considerably shorter, and therefore also lighter, without compromising the guiding of the lines of force, by making them straight in the part passing above the winding space 2. Fig. 5 shows a section made perpendicular to the axis of the iron body. The cylinder head plates of form 18 are already considerably shorter than the plates 7: The shortest are the cylinder heads of form 19 directed radially above the winding space 2. The shape of the plates cylinder 18 and 19 is also technologically more favorable than that of cylinder head plates 7 because of the greater angles which the terminal tangents embrace between them, and it should also be preferred for this reason.
The parts of the cylinder head plates (18, 19) which attach directly to the inner or outer core (5 and 6) must be involutes of the same base circle K, so that they can rest on each other at these places. On the other hand, the core sheets 5 and 6 can be established in the form of wound sheet cores (wound cores). But since, in this case, the contiguous edges of the sheets of the core and the yoke are no longer parallel, but cross each other at more or less acute angles, it is necessary, to avoid eddy currents, to interpose paper between kernel packages and
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cylinder head. Figs. 6 and 7 show sections of a sheet core wound in one or two layers.
Its main advantage lies in the possibility of considerably simpler manufacture. The cut and bent sheets are here replaced by a strip which is wound on a mandrel until the desired outside diameter is obtained, then threaded into a tube (casing 10 or coil support 11), which prevents unwinding. spontaneous release of the core and thus maintains it under the tension given to it during winding.
As the turns of the cores with wound sheets are, depending on their distance from the coil support, chained to more or less large parts of the magnetic flux, they can be used totally or in part as winding by - run by the current . If the large dispersion results in a voltage drop, on the other hand, a saving in active copper and a low ohmic resistance of such a winding is obtained, because, for magnetic reasons, it will most often be electrically oversized.
Kernel packages can also be. formed of concentric sheet tubes which, because of the connection with the magnetic flux, must be split ("tubular core" fig.8).
The above information relates to single-phase transformers. With these, it is possible, by superposition, to construct polyphase transformers in the known manner, in which case the intermediate yokes serve as a path for the lines of force for two or more phases at the same time.
CLAIMS.
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