<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un transformateur pour une tension secon- daire élevée, en particulier une tension constituée par des impulsions, comportant une bobine secondaire enroulée uniformément.de manière pro- gressive dans la direction axiale, et une bobine primaire qui, pour éviter la formation d'arcs, est concentrée à proximité de l'une des ex- trémités, nrrmalement mise à la terre, de l'enroulement secondaire.
En principe , le fonctionnement du transformateur peut étre amélioré par l'emploi d'un noyau ferromagnétique. Pour des tensions secondai- res très élevées, par exemple 50 ou 100 kV, des arcs peuvent se former entre l'enroulement secondaire et le noyau. L'invention fournit des dispositions qui permettent d'éviter cette formation d'arcs.
Suivant l'invention on dispose à l'intérieur de la bobine se- condaire un noyau en une matière ferromagnétique cristalline mixte cubique pratiquement non conductrice de l'électricité (qui sera appe- lée ferrite dans la.suite du mémoire) de longueur axiale approximativement égale à celle de la?bobine, et dont chacune des extrémités est en contact avec un corps assez bon conducteur de l'électricité qui est relié à l'extrémité voisine de la bobine secondaire.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse la tige de noyau fait partie d'un noyau rectangulaire fermé, comportant une tige de noyau parallèle à la première tige mentionnée et analogue à celle-ci, les corps assez bons conducteurs de l'électricité étant formés par les parties de noyaux qui relient les extrémités des tiges
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le transformateur représenté sur la figure comporte un noyau ferromagnétique rectangulaire fermé 1, constitué par deux tiges de noyau parallèles, depréférence verticales et de section circulaire, et par deux ponts 7 et 9, par exemple de section carrée, qui relient entre elles les extrémités des tiges 3 et 5.
Chacune des tiges 3 et 5 est entourée d'une bobine secondaire monocouche 11 respectivement 13 qu'entoure la bobine primaire cylindrique 15, respectivement 17. La bobine primaire 15, respectivement 17, est concentrée à proximité d'une des extrémités du secondaire, c'est-à-dire qu'elle n'entoure le secondaire que sur une petite partie à proximité de l'une des extrémités, à savoir l'extrémité inférieure de la bobine secondaire.
Les bobines secondaires 11 et 13 et éventuellement les bobines primaires peuvent être montées en parallèles. Le rapport de transformation, c'est-à-dire le rapport du nombre de spires secondaires au nombre de spires primaires est assez élevé, par exemple de 50 : 1.
L'application d'une tension pulsatoire de 2000 V à l'enroulement primaire 15, 17 fournit au secondaire une tension très-élevée de, par exemple, environ 80 kV.
Les tiges de noyau 3 et 5 sont en une matière ferromagnétique cristalline mixte cubique d'oxyde de fer et d'autres oxydes métalliques (ferrite) à très grande résistivité, par exemple une ferrite de nickel et de zinc dont la résistivité peut etre de 10$.IL , cm.
La résistance des tiges est si élevée qu'elles peuvent etre considérées dans une certaine mesure, comme des isolateurs, c'est-à-dire qu'entre les spires de la bobine 11, respectivement 13, et la tige de noyau 3 respectivement 5, un fort isolant ne s'impose pas; les spires peuvent même être enroulées directement sur les tiges. Toutefois, en l'absence de dispositions spéciales, par suite de la très haute tension secondaire, il peut exister entre certaines spirales et les endroits voisins
<Desc/Clms Page number 2>
de la tige de noyau correspondante des différences de tension telles qu'il peut se produire des arcs et des brûlures locales des spires et du noyau.
On peut y remédier en faisant en sorte que chacune des extrémités d'une tige de noyau -entourée d'une bobine secondaire soit en contact avec un corps assez bon conducteur qui est relié à l'extrémité voisine de la bobine secondaire. Le corps assez bon conducteur pourrait être constitué par exemple par une mince couche de métal appliquée sur la surface terminale de la tige de noyau ou sur une partie de cette surface, couche métallique dont la résistance est cependant suffisamment grande pour qu'il ne se produise pas ou guère de pertes par courants de Foucault. Par rapport à la haute tension secondaire, cette couche forme une surface équipotentielle.
Grâce à deux surfaces équipotentielles reliées aux extrémités à l'enroulement secondaire et se trouvant aux extrémités de la tige de noyau, on obtient, sur la longueur de cette tige, une répartition uniforme de la tension secondaire.
Il en est évidemment de même pour la bobine secondaire car celle-ci est enroulée uniformément dans la direction axiale. De plus, comme la longueur axiale de la bobine est égale à celle de la tige de noyau, des points de ces deux organes situés à la même hauteur, c'est-à-dire des points voisins, ont la même tension ou du moins la différence de tension entre ces points est si faible qu'il ne peut se produire d'arcs.
Dans la forme de réalisation représentée sur le dessin, les corps conducteurs sont constitués par les parties 7 et 9 du noyau qui sont en une matière assez bonne conductrice de l'électricité, de préférence en une ferrite quelque peu conductrice, par exemple de la ferrite de manganèse et de zinc. La résistivité de cette ferrite est de 50 à 100 # cm. Sur les parties de noyau peuvent être appliquées des couches métalliques 19 et 21 auxquelles sont soudées les extrémités des bobines secondaires 11 et 13.
Le'dispositif décrit convient particulièrement bien comme transformateur élévateur de tensions en forme d'impulsions c'est-à-dire de tensions comportant des harmoniques de fréquence très élevée. En effet, abstraction faite de la faible capacité propre de la bobine, l'impédance (parasitaire) en parallèle avec chaque bobine secondaire est pour ainsi dire purement ohmique, de sorte que peu d'harmoniques de la tension secondaire sont perdus par l'impédance en parallèle parasitaire, et la forme d'impulsions est consèrvée dans la mesure du possible/
Il va de soi que, contrairement au dispositif représenté sur leedessin, il est possible d'entourer un seul des bras 3 et 5 d'une bobine secondaire et/ou d'une bobine primaire, ou bien d'utiliser un noyau ouvert, ne comportant qu'une seule tige de noyau.
Dans le cas d'alimen- tation du transformateur par un courant sinusoïdal , et d'emploi de deux bobines secondaires, il est possible d'enrouler l'une des bobines avec un nombre de spires légèrement plus petit que celui de l'autre bobine et d'insérer entre les extrémités supérieures des bobines un organe consommateur, en particulier l'enroulement primaire d'un transformateur de chauffage 23 dont l'enroulement primaire, par exemple la prise médiane, est relié à la couche conductrice 19, au lieu des extrémités des bobines 11 et 13. Le transformateur 23 est alors alimenté par une tension égale à la différence des deux tensions secondaires, qui peut être par exemple de quelques centaines de volts, et qui, pour la distribution uniforme de la tension sur les tiges de noyau, est négligeable.
L'enroulement secondaire du transformateur peut alimenter par exemple le filament d'un tube redresseur (non représenté sur le dessin).