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NOYAU MAGNETIQUE A TRES FAIBLE DISPERSION DE FLUX POUR TRANSFORMATEURS
ELECTRIQUES, ET MACHINE POUR CONSTRUIRE CE NOYAU
On sait que le noyau magnétique idéal pour des transformateurs électriques est celui qui est constitué par un anneau sans joints.
On connaît aussi les raisons pour lesquelles on ne peut utili- ser cette forme de noyau dans la construction des transformateurs à l'échel- le industrielle. La principale réside dans l'impossibilité d'enfiler sur un noyau fermé en anneau l'enroulement électrique étant préparé à part.
La solution du problème est donnée par la présente invention qui concerne précisément un noyau magnétique pour transformateurs électriques en forme d'anneau et sans joints et qui précise la manière dont il doit être éta- bli et les moyens à employer pour le construireo
Le noyau établi suivant l'invention, est caractérisé par le fait qu'il est constitué par un ruban de tôle magnétique très mince enroulé en spirale sur lui-même, chaque spire étant parfaitement en contact avec ses voi- sines et isolée de celles-ci par une mince couche de matière isolante prévue sur une des deux faces du ruban.
Un noyau ainsi constitué présente un laminage du flux magnétique tel que, tandis que les parcours de courants parasites sont réduits au -mini- mum, toute discontinuité est supprimée sur le parcours du flux de force mag- nétique qui peut, de plus, se développer intégralement suivant des trajectoires parfaitement circulaires correspondant exactement aux trajectoires théoriqueso On obtient ainsi de très faibles valeurs de la réluctance magnétique, une faim ble dispersion du flux et aussi de notables avantages d'ordre économique qui ne nécessitent pas de plus amples explications.
Il est évident que ces avantages ne subsistent qu'à la condition que le noyau décrit ci-dessus puisse être établi de manière à porter enroulé sur lui son propre enroulement et à condition que cet enroulement puisse être
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préparé et achevé à part avec les moyens mécaniques nouveaux prévus dans ce but.
La construction du noyau sous de telles conditions est rendue pos- sible par une machine spéciale qui., partant d'un enroulement achevé, disposa comme à l'ordinaire sur une bobine, permet de fabriquer le noyau magnétique à travers le trou central de cette bobine même de sorte que le noyau et la bo- bine constituent pour ainsi dire deux maillons voisins d'une même chaîne.
Cette machine, qui fait également l'objet de la présente inventi- on, consiste essentiellement en deux tambours parallèles et voisins, dont un au moins est commandé, et entre lesquels on fait avancer continuellement le ruban de tôle mince par le seul frottement des tambours-mêmes-, les spires se disposant progressivement les unes sur les autres après que la première a été disposée à la main à travers le trou central de la bobine-.
Ces caractéristiques de l'invention, et d'autres que l'on verra par la suite, sont mises en relief avec une plus grande abondance de détails dans la description qui est donnée ci-après d'une forme de réalisation choisie purement à titre d'exemple et représentée par les dessins ci-joints.
La fig.l représente schématiquement une forme possible d'exécu- tion de l'enrouleuse pour noyaux magnétiques vue par le dessus.
La fig.2 représente la même machine vue en élévation et à une pha- se plus avancée de sa- construction.
La fig.3 représente un transformateur achevé avec un noyau magné- tique établi suivant l'invention.
La fig.4 est une coupe de ce même transformateur suivant la ligne A-A de la fig. 3.
Le ruban de tôle magnétique 1, enroulé sur un tambour approvi- sionneur 2 convenablement freiné (fig.l), est enfilé entre deux- tambours cylin- driques parallèles et roulant l'un sur l'autre : 3 et 4. L'un au moins de ces tambours, par exemple le n 3, est commandé, et tourne d'un mouvement unifor- me autour de son axe dans le sens des aiguilles d'une montre indiqué par la flèche. L'autre tambour 4 tourne également et en outre son axe peut se dé- placer suivant la double flèche F tout en restant soumis à l'action de res- sorts ou de contrepoids (non représentés) qui le maintiennent constamment appuyé contre le ruban 1. Afin de produire un frottement suffisant entre le ruban 1 et le tambour d'entraînement 3, la surface de ce dernier a été rendue convenablement rugueuse, par exemple par moletage.
Le tambour 4 peut être re- couvert d'une couche de caoutchouc, de cuir ou d'autre matériel analogue.
Quand le tambour 3 tourne dans le sens indiqué, on fait avancer le ruban entre les deux tambours 3 et 4 et saisissant à la main son extrémité libre on la dispose en cerceau de manière à former la première spire 5 (figol) On arrête alors un instant la machine et on soude l'extrémité libre du ruban à la partie droite de celui-ci qui est prête à passer entre les deux tambours d'entraînement 3 et 4. Ceci fait, on remet la machine en marche et le ruban qui arrive ainsi de manière uniforme et continue se dispose maintenant, sans aucune intervention ultérieure extérieure, spire après spire, autour de la première spire faite à la main, et cela jusqu'à ce qu'on ait atteint l'épais- seur voulue pour l'anneau ainsi formé.
On arrête alors de nouveau la machine, on coupe le ruban et on en soude l'extrémité au corps de l'anneau.
Quand on a formé la première spire 5, on a naturellement pris soin de la faire passer à travers le trou central de la bobine 6 qui porte l'enrou- lement électrique, en sorte que, le noyau une fois terminé, cette bobine res- te parfaitement assemblée sur le noyau même. A mesure que le noyau magnétique grossit, le trou central de la bobine 6 se remplit toujours plus et la bobine même se rapproche du tambour 3 jusqu'à ce- qu'elle vienne à son contacte Il faut, à ce moment-là, arrêter la formation du noyau magnétique et, bien quil subsiste entre celui-ci et la bobine un intervalle d'air dont la largeurma- ximum est essentiellement déterminée par le diamètre du tambour 3,
on peut considérer que l'assemblage et le coefficient de remplissage qui en résultent
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sont tout de même suffisants dans beaucoup de cas de la pratique courante.
Si, par contre, on veut réaliser un assemblage plus parfait et ob- tenir un meilleur coefficient de remplissage, on peut, arrivé au point indi- qué ci-dessus, enlever le tambour 3 et continuer la formation du noyau au moyen d'un système auxiliaire de- tambour d'entraînement qui, au lieu de fai- re prise sur les deux faces du ruban, fait prise sur une au moins des deux arêtes de celui-ci. On peut voir en 7 et 8 de la figol, deux de ces tam- bours auxiliaires d'entraînement., Ils sont diamétralement opposés et appuient, par le bas, contre l'anneau 5.
On doit en outre se représenter qu'il y a aux mêmes points deux autres tambours appuyant par le haut contre le même anneau 5 de manière qu'il reste en équilibre et bien centré par rapport au trou cen- tral de la bobine 6. On peut ne commander que deux de ces quatres tambours, un dans chaque paire. L'un de ceux-ci est représenté en 9 sur la figo2. Il est superflu de remarquer qu'on peut confier des le début, à ces quatre tambours, la formation'du noyau, en sorte qu'on peut supprimer complètement le tambour 3.
Afin d'améliorer encore le coefficient de remplissage et l'assem- blage du noyau magnétique et de-l'enroulement électrique, l'invention prévoit en outre qu'on pourra donner au trou de la bobine qui porte cet enroulement, une section transversale essentiellement rectangulaire et façonner les qua- tre côtés de ce trou de manière qu'il ne reste pas d'espace vide entre eux et le noyau magnétique circulaire réduisant ainsi au minimum indispensable la distance entre le cuivre de l'enroulement électrique et le fer du noyau magné- tique. Deux de ces quatre côtés du trou auront par conséquent la forme d'un arc de cercle de rayon égal, respectivement, au plus grand et au plus petit rayon de l'anneau magnétique. On voit clairement ce détail dans la fig.4.
Un transformateur construit avec des noyaux magnétiques établis suivant la présente invention, pourra avoir plus d'un noyau pour un seul en- roulement et, par exemple, deux noyaux symétriquement disposés par rapport au plan médian de la bobine. Cette disposition améliore encore l'assemblage entre l'enroulement et le circuit magnétique sans compliquer de manière appré- ciable la construction du transformateur.