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ayant pour objet :Appareil électrique et spécialement réactance ou transformateur à fer.
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La présente invention concerne un appareil électrique comportant au moins un bobinage fixe formé par \Il conducteur éle ctrique isolé constituant un circuit électrique entourant un noyau magné tique.
Dès que sont fixées les caractéristiques des réactances et des transformateurs à fer et notamment la puissance, la. tension, l'intensité, le rendement et la fréquence, il faut pour leur donner des dimensions économiques tenir compte de certains autres facteurs tels que le prix des matériaux employés à la fabrication et surtout la température limite d'utilisation des matériaux isolants. On sait que, quand la température pouvant être admise pour ceux..ci est élevée, il est possible de réduire les dimensions de ces appareils, réactances ou transformateurs ce qui a pour effet de réduire le coût de fabrication. De plus, cette diminution des dimensions de ces appareils entraîne généralement une réduction de l'encom- brement des pièces avec lesquelles les dits appareils sont employés.
Cette conséquence est particulièrement importante dans les organes d'éclairage utilisant des lampes à décharge ayant des appareils ou auxiliaires incorporés; il faut donc prévoir un logement et un mode de refroidissement de l'auxiliaire qui représentent une partie non négligeable du prix de l'organe d'éclairage. Partant, la diminution de l'encombrement de l'auxi- liaire se traduit fréquemment par une réduction importante du prix de revient de l'organe auquel il s'associe.
D'un autre coté, comme les pertes du circuit électrique et celles du circuit magnétique qui sont fixées par les conditions d'exploitation provoquent un échauffement de l'appareil, la
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température admissible dépend du refroidissement c'est-à-dire de la transmission de la chaleur de l'intérieur vers la surface et de la dissipation dans l'air ambiant.
Afin de conserver leµ isolants en bon état pour une longue duré* il est nécessaire que cette transmission de la chaleur qui s'opère par conduction, convection et rayonnement, soit aussi bonne que possible; autrement dit, il faut que le gradient de température entre le point chaud interne et la surface soit faible*
Les appareil connus comportent essentiellement un noyau . magnétique formé d'un empilage de tôles magnétiques estampées ou d'un enroulement de tôles magnétiques à grains orientés sur lequel est montée une bobine en matière isolante rigide ayant au moins un enroulement en fil de cuivre isolé, avecdes couches intercalaires de papier.
Dans ces appareils, si le circuit magnétique placé vers l'extérieur subit un bon refroidissement il n'en est pas de même pour le circuit électrique dont une bonne partie est logée à l'intérieur du circuit magnétique chaud. Cet ennui est encore aggravé par la présence des isolants électriques entre les spires qui constituent aussi des isolants calorifiques empêchant une bonne transmission de chaleur;
de ce fait, l'évacuation de la chaleur de la zone chaude interne se fait malaisément.Il en "résulte que les fabricants ont été obligé de limiter les densités de courant admissibles ce qui a comme inconvénients l'augmen.. tation des dimensions de l'appareil avec les conséquences ci-dessus*
La présente invention a comme but de supprimer ces incon- vénients et se propose de permettre de réaliser pour une puissance donnée, un appareil électrique comportant un bobinage formé par un conducteur électrique entourant un noyau magnétique et tel
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qu'une réactance ou un trane ' rmateur à fer,de dimensions générales petites étant donné la bonne'induction-thermique interne et la bonne dissipation de châles dans l'air ambiant.
Suivant une caractéristique un appareil de cette espèce comprend deux enroulements séptés reliés en série par une de leure extrémités semblables pour dont un bobinage ayant un sens d'enroua, le ment déterminé et enrobés côte à côte dans une matière électrique- ment isolante, bonne conductrice de la chaleur,qui est elle-même logée de toutes parts dans un élément formant le circuit magnétique, éventuellement pourvu exétriquerement d'un moyen d'évacuation de la chaleur.
Selon une autre partioulairsé les. deux enroulements sont formés par un conductir électrique constitué par une bande d'un métal conducteur tel que du cuivre ou de l'aluminium,pourvue d'un isolant de faible épaisseur sous forme d'un dépôt en une couche mince obtenue par un vernis ou par une oxydation anodique, et enroulée suivant deux spirales voisines,de sens opposés qui, connectées en série par leurs origines internesforment le bobinage ayant le même sens d'enroulement dans ses deux enroulements.
Les deux spirales voisines constituant les enroulements du bobinage sont disposées dans des logements prévus respectivement dans les deux parties assemblées constituant l'élément formant le circuit magnétiqu e et communiquant avec l'extérieur par deux conduite de passage des fils de connexion et par deux conduits d'injection de la matière électriquement isolante, bonne conductrice de la chaleur, dans tous les espaces du circuit magnétique autour des enroulements.
Enfin,sur l'extérieur de l'élément formant le circuit magnétique il est prévu un moyen d'évacuation de*la chaleur, par exemple, constitué par des ailettes ou par un revêtement
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accroissant le rayonnement calorifique*
D'autres particularité. pourront apparaître dans la description suivante des dessins annexés qui montrent, à titre illustratif seulement, quelques exemples de réalisation de l'invention*
Dans ces dessins 1
Les figures 1 et 2 sont des vues en coups respectivement axiale longitudinale, et, transversale,
d'une réactance exécutée selon l'invention*
Les figures 3 et 4 sont des vues analogues aux figures 1 et 2 d'une première variante et les figures 5 et 6 d'une seconde variante d'exécution*
La figure 7 est une vue en perspective d'un bobinage comportant deux enroulements formés de spirales de sens opposée*
Dans les figures les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments*
Dans les figures 1, 2 et 7 on voit un bobinage 1 constitué par un enroulement la et par un enroulement lb formé chacun d'une spirale ; le conducteur électrique des deux enroulements la. lb, est une bande plate en métal conducteur, recouverte d'un isolant mince obtenu par une oxydation-anodique ou un vernis.
Les deux spirales qui sont séparées, sont enroulées dans des sens opposés et sont reliées en série par une liaison le entre leurs extrémités semblables qui sont ici leurs origines centrales de sorte qu'elles constituent le bobinage 1 présentant un seul sens d'enroulement. Des fils de raccordement 3 sont fixés par des connexions 2 aux dits enroulements qui sont placés dans des logements 4a, 4b prévus respectivement dans les deux parties 5 de l'élément composant le circuit ou noyau magnétique.
Les fils 3 sortent par deux conduits 7. Les enroulements la
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1b swont maintenus dans leur logements respectifs 4a, 4b par une couche 4 de matière, électriquement isolante, bonne conclue- trice de la chaleur, injectapar les conduits 8 pour remplir l'entrefer 6 et tous les espacses autour dès dits enroulements qui sont ainsi totalement enrobes*
Les deux parties 5 du noyau magnétique sont maintenues assemblées par des agrafes 9 et sur leur périphérie elles sont .garnies d'ailettes de refroidissement 12 qui augmentent la surface de convection et de rayonnement et,partant,la dissipation ; de la chaleur dans l'ambiance.
En 11 sont prévus des trous filetés en vue de la fixation de la réactance sur un organe auquel elle doit être associée.
Dans la réalisation des figures 3 et 4 qui,pour l'essentiel, est analogue à celle qui vient d'être décrite en se référant aux figures 1 et 2 et qui donc ne nécessite plus de description détaillée, il est prévu un trou central 10 dans lequel débouchent les conduits 7' de passage des fils de raccordement 3;
en outre, les deux parties 5 de l'élément composant le noyau magnétique sont assemblées par des boulons tels que 11' qui fixent aussi la réactance à l'endroit où elle est utilisée par exemple sur un organe 15 partiellement montré en traits pointillés*
Si la réalisation des figures 5 et 6 est semblable à celle des figures 3 et 4, elle comporte pourtant un bobinage 1 dont les deux enroulements l'a, l'b sont quadrangulairealors que le noyau magnétique 5t est formé par deux empilages de tôles* De plus, des pièces métalliques internes 13 et externes 14 assurent une bonne conduction de la chaleur vers l'extérieur et une bonne dissipation dans l'air environnant.
Un appareil électrique tel qu'une réactance ou un trans- formateur à fer décrit ci-dessus présente des avantages appré- ciables parmi lesquels on peut citer un encombrement réduit au maximum résultant de la bonne transmission de chaleur de
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l'intérieur vers l'extérieur, étant donné qu'il ne comporte pas de corps isolant calorifique comme les acessoires analogues actuels;} de plus, il n'y a pas de matelas d'air mais au contraire un òn contact entre les pièces constitutives internes ce qui fait diminuer notablement la température de la zone chaude centrale, REVENDICATIONS.
1. Appareil électrique comportant au/moins un bobinage fixe formé par un conducteur électrique, isolé .constituât un circuit électrique entourant un noyau magnétique et spécialement réactance ou transformateur à fer, caractérisé en ce qu'il comprend deux enroulement séparés connectés en série,par une de leurs extrémités semblables pour constituer série par une de leurs extrémités semblables pour constituer un bobinage unique avec un sens d'enroulement et enrobés cote à côte dE.ne une matière électriquement isolante ,bonne conductrice de la chaleur, qui est elle-même logé de toutes parts dans un élément formant le circuit magnétique éventuellement pourvu extérieurement d'un moyen d'évacuation ce la chaleur.
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having for object: Electrical apparatus and especially reactance or transformer with iron.
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The present invention relates to an electrical device comprising at least one fixed coil formed by an insulated electrical conductor constituting an electrical circuit surrounding a magnetic core.
As soon as the characteristics of the reactors and iron transformers are fixed and in particular the power, the. voltage, intensity, efficiency and frequency, in order to give them economic dimensions, account must be taken of certain other factors such as the price of the materials used in manufacturing and especially the limit temperature for the use of insulating materials. It is known that, when the temperature that can be accepted for these is high, it is possible to reduce the dimensions of these devices, reactors or transformers, which has the effect of reducing the manufacturing cost. In addition, this reduction in the dimensions of these devices generally leads to a reduction in the size of the parts with which said devices are used.
This consequence is particularly important in lighting units using discharge lamps having incorporated devices or auxiliaries; it is therefore necessary to provide a housing and a method of cooling the auxiliary which represent a not insignificant part of the price of the lighting device. Consequently, the reduction in the size of the auxiliary frequently results in a significant reduction in the cost price of the component with which it is associated.
On the other hand, as the losses of the electrical circuit and those of the magnetic circuit which are fixed by the operating conditions cause the device to heat up, the
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admissible temperature depends on cooling, i.e. on the transmission of heat from the inside to the surface and the dissipation in the ambient air.
In order to keep the insulation in good condition for a long time * it is necessary that this heat transmission which takes place by conduction, convection and radiation, is as good as possible; in other words, the temperature gradient between the internal hot point and the surface must be low *
The known devices essentially comprise a core. Magnetic formed by a stack of stamped magnetic sheets or a coil of grain-oriented magnetic sheets on which is mounted a coil of rigid insulating material having at least one coil of insulated copper wire, with intermediate layers of paper.
In these devices, if the magnetic circuit placed towards the outside undergoes a good cooling, it is not the same for the electric circuit of which a good part is housed inside the hot magnetic circuit. This annoyance is further aggravated by the presence of electrical insulators between the turns which also constitute heat insulators preventing good heat transmission;
as a result, the heat dissipation from the internal hot zone is difficult. As a result, manufacturers have been forced to limit the admissible current densities, which has the disadvantage of increasing the dimensions of the the device with the above consequences *
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks and proposes to make it possible to produce, for a given power, an electrical device comprising a coil formed by an electrical conductor surrounding a magnetic core and such.
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than a reactance or an iron trane 'rmateur, of small general dimensions given the good internal thermal induction and the good dissipation of shawls in the ambient air.
According to one characteristic, an apparatus of this kind comprises two separate windings connected in series by one of their similar ends for which a winding having a winding direction, the determined ment and coated side by side in an electrically insulating material, good conductor heat, which is itself housed on all sides in an element forming the magnetic circuit, optionally provided exetrically with a heat removal means.
According to another party, the. two windings are formed by an electrical conductor consisting of a strip of a conductive metal such as copper or aluminum, provided with a thin insulator in the form of a deposit in a thin layer obtained by a varnish or by anodic oxidation, and wound in two neighboring spirals, of opposite directions which, connected in series by their internal origins, form the coil having the same direction of winding in its two windings.
The two neighboring spirals constituting the windings of the winding are arranged in housings provided respectively in the two assembled parts constituting the element forming the magnetic circuit and communicating with the outside by two passage conduits of the connection wires and by two conduits of injection of the electrically insulating material, a good conductor of heat, into all the spaces of the magnetic circuit around the windings.
Finally, on the outside of the element forming the magnetic circuit there is provided a means of evacuating the heat, for example, consisting of fins or of a coating
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increasing heat radiation *
Other particularity. may appear in the following description of the appended drawings which show, by way of illustration only, some embodiments of the invention *
In these drawings 1
Figures 1 and 2 are views respectively axial longitudinal, and, transverse,
of a reactance performed according to the invention *
Figures 3 and 4 are views similar to Figures 1 and 2 of a first variant and Figures 5 and 6 of a second variant *
Figure 7 is a perspective view of a winding comprising two windings formed of spirals of opposite direction *
In the figures the same reference numbers designate the same elements *
In Figures 1, 2 and 7 we see a winding 1 consisting of a winding 1a and a winding lb each formed of a spiral; the electrical conductor of the two windings 1a. lb, is a flat strip of conductive metal, covered with a thin insulator obtained by anodic oxidation or varnish.
The two spirals which are separated are wound in opposite directions and are connected in series by a connection Ic between their similar ends which are here their central origins so that they constitute the coil 1 having a single direction of winding. Connection wires 3 are fixed by connections 2 to said windings which are placed in housings 4a, 4b provided respectively in the two parts 5 of the element making up the circuit or magnetic core.
The wires 3 exit through two conduits 7. The windings
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1b swont maintained in their respective housings 4a, 4b by a layer 4 of material, electrically insulating, good heat conclusion, injected by the conduits 8 to fill the gap 6 and all the spaces around said windings which are thus completely coated *
The two parts 5 of the magnetic core are held together by clips 9 and on their periphery they are furnished with cooling fins 12 which increase the convection and radiating surface and hence the dissipation; heat in the atmosphere.
At 11, threaded holes are provided with a view to fixing the reactance on a member with which it is to be associated.
In the embodiment of Figures 3 and 4 which, for the most part, is similar to that which has just been described with reference to Figures 1 and 2 and which therefore no longer requires a detailed description, a central hole 10 is provided. into which open the conduits 7 'for passing the connecting wires 3;
furthermore, the two parts 5 of the element composing the magnetic core are assembled by bolts such as 11 'which also fix the reactance to the place where it is used for example on a member 15 partially shown in dotted lines *
If the embodiment of Figures 5 and 6 is similar to that of Figures 3 and 4, it nevertheless comprises a coil 1 whose two windings a, l'b are quadrangular while the magnetic core 5t is formed by two stacks of sheets * In addition, internal 13 and external 14 metal parts ensure good conduction of heat to the outside and good dissipation in the surrounding air.
An electrical device such as a reactance or an iron transformer described above has appreciable advantages, among which may be mentioned a space requirement reduced to the maximum resulting from the good transmission of heat from
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the inside towards the outside, given that it does not include a heat insulating body like the current analogous accessories;} moreover, there is no air mattress but on the contrary a contact between the parts internal components which significantly reduce the temperature of the central hot zone, CLAIMS.
1. Electrical apparatus comprising at / least one fixed winding formed by an electric conductor, isolated .constituât an electric circuit surrounding a magnetic core and especially reactance or iron transformer, characterized in that it comprises two separate windings connected in series, by one of their similar ends to form a series by one of their similar ends to form a single winding with a winding direction and coated side by side with an electrically insulating material, good conductor of heat, which is itself housed on all sides in an element forming the magnetic circuit optionally provided externally with a means of evacuating this heat.