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Noyau magnétique, notamment pour transducteur ou self-inductance Pour que les transducteurs et les self-inductances saturables répondent aux exigences qu'on leur impose le plus souvent, il faut que leurs noyaux présentent une très grande perméabilité lorsqu'ils ne sont pas saturés, un coude de saturation très prononcé, et une perméabilité aussi faible que possible lorsqu'ils sont saturés.
Pour satisfaire ces trois conditions, il faut choisir un matériau magnétique qui présente ces qualités, mais il faut aussi donner au noyau une constitution telle que les avantages du matériau ne soient pas réduits par des défauts du montage.
Il existe à l'heure actuelle un grand nombre de métaux et d'alliages qui se prêtent bien à la construction de ces noyaux, mais ils présentent presque tous un sens préférentiel de magnétisation. La construction du noyau doit donc éviter que le champ magnétique dans le noyau dévie du sens préférentiel de magnétisation et réduire à un strict minimum les entrefers qui contribuent, dans les transducteurs, à la majeure partie des ampère tours nécessaires pour les commander.
Le noyau qui réalise le mieux ces conditions est le tore, constitué d'une bande magnétique coupée dans le sens préférentiel de magnétisation et enroulée sur elle-même, mais il est peu pratique du fait que le bobinage en est malaisé.
On a donc cherché à fabriquer des noyaux imbriqués, admettant des bobinages droits et sur corps de bobine, qui soient adaptés au problème. Parmi toutes les solutions, seuls les imbriquages formés de bandes de tôles coupées dans le sens préférentiel de magnétisation et se recouvrant dans les angles des noyaux donnent satisfaction.
Mais ceci implique que la place disponible à l'intérieur d'une bobine n'est pas entièrement occupée par les tôles de la colonne. Si, entre deux tôles consécutives de la colonne, se trouve une tôle de la culasse de la même épaisseur que celles de la colonne, ce qui assure la même induction dans la culasse que dans la colonne,
le facteur de remplissage de ces deux parties du noyau n'est que de 50 I%. Ce facteur passe à 67 % pour la colonne et 33 % pour la culasse si, entre deux tôles consé- cutives de la culasse, se trouvent deux tôles de colonne,
les premières ayant deux fois la largeur des secondes pour assurer la même induction dans la colonne que dans la culasse.
Le but visé par la présente invention est de réaliser un noyau magnétique, notamment pour transduc- teur ou self-inductance saturable, formé de bandes de tôle magnétique rectangulaires se recouvrant dans les angles du noyau et assurant dans les colonnes une section de fer qui est égale au 75 % au moins de la place disponible dans les bobines,
ce qui représente une amélioration considérable par rapport aux imbri- quages connus jusqu'aujourd'hui.
La présente invention a pour objet un noyau magnétique, notamment pour transducteur ou self- inductance, présentant un coude de saturation marqué et constitué par un empilage de bandes de tôle magnétique de forme rectangulaire présentant un sens préférentiel de magnétisation longitudinal, ledit noyau présentant au moins deux colonnes et deux culasses, caractérisé en ce que ledit empilage comprend au moins un groupe de tôles comportant au moins quatre couches dans lesquelles chaque extrémité de chaque tôle de colonne est chevauchée par une tôle de culasse appartenant à une couche adjacente, et en ce que toutes les couches de chaque groupe moins une présentent des tôles de colonne,
tandis qu'une seule couche de chaque groupe ne présente que des tôles de culasse.
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Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution du noyau magnétique selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective de la première forme d'exécution, les différentes couches étant supposées espacées pour la clarté du dessin.
Les fig. 2 à 5 sont des vues à plus petite échelle montrant la disposition des tôles dans chacune des quatre couches formant un groupe de tôles de cette première forme d'exécution.
La fig. 6 est une vue latérale correspondant aux fig. 2r5 et montrant la disposition des tôles dans les quatre couches d'un groupe.
La fig. 7 est une vue analogue à la fig. 1 de la seconde forme d'exécution.
Les fig. 8 à 11 se rapportent à cette seconde forme d'exécution et correspondent respectivement aux fig. 2 à 5.
La fig. 12 correspond à la fig. 6, mais concerne aussi la seconde forme d'exécution.
Dans l'exemple selon les fig. 1 à 6, le noyau magnétique, pour transducteur ou self-inductance, par exemple, présente un coude de saturation marqué et est constitué par un empilage de bandes de tôle magnétique de forme rectangulaire, présentant un sens préférentiel de magnétisation longitudinal. L'ensemble a la forme d'un cadre rectangulaire dont les branches 1 et 2 sont les colonnes destinées à recevoir un ou plusieurs enroulements, tandis que les branches 3 et 4 sont les culasses.
L'empilage comprend, dans cet exemple, deux groupes de tôles 5 et 6. Chaque groupe comporte quatre couches 7, 8, 9, 10. La fig. 2 représente les tôles d'une couche 7 ; la fig. 3 celles d'une couche 8 ; la fig. 4 celles d'une couche 9, et la fig. 5 celles d'une couche 10. La disposition des tôles dans les deux couches 7 est identique. De même pour les autres couches.
Chaque couche 7 comporte deux tôles de colonne 11, 12, s'étendant sur la hauteur totale du cadre 1, 2, 3, 4. Chaque couche 8 comporte deux tôles de culasse 13, 14, s'étendant sur la largeur totale du cadre, et deux tôles de colonne 15, 16, plus courtes que les tôles 11 et 12. Chaque couche 9 comporte quatre tôles de culasse 17, 18, 19, 20. Les tôles 17 et 19 se superposent exactement aux tôles 13, 14, respectivement. Les tôles 18 et 20 chevauchent les extrémités des tôles 15 et 16, comme les extrémités des tôles 13 et 14 chevauchent les extrémités des tôles 11 et 12.
Chaque couche 10 comporte deux tôles de colonne 21, 22 se superposant exactement aux tôles 11 et 12. Les extrémités des tôles 21, 22 chevauchent les extrémités des tôles 17 et 19. On a donc trois circuits magnétiques élémentaires suivants couches 7 et 8 : tôles 11, 13, 12, 14 ; couches 8 et 9 : tôles 15, 18, 16, 20 ; couches 9 et 10: tôles 21, 17, 22, 19.
Le remplissage des colonnes est de 75 %, comme on le voit facilement en considérant le dessin. On remarquera (et ceci vaut aussi pour les autres exemples qui seront décrits plus loin) que dans toutes les couches sauf une (ici sauf la couche 9 visible sur la fig. 4), chaque extrémité de chaque tôle de colonne est chevauchée par une tôle de culasse appartenant à une couche adjacente et toutes les couches moins une (ici la couche 9) présentent des tôles de colonne, tandis qu'une seule (ici la couche 9) ne présente que des tôles de culasse.
Dans l'exemple selon les fig. 7 à 12, il s'agit d'une construction assez peu différente de la première forme d'exécution. La comparaison des fig. 2-5 et 8-11 montre immédiatement la différence, qui porte uniquement sur la seconde et la quatrième couche de chaque groupe (fig. 9 et I1). Pour abréger les explications, on a adopté les mêmes numéros de référence que dans le premier exemple, mais accompagnés de l'indice a.
Dans la couche 8a, on a les trois tôles 13a, 15a, 16a, et dans la couche 10a les trois tôles 21a, 22a, 14a.
Voici les trois circuits magnétiques élémentaires formés dans chaque groupe de tôles couches 8a et 9a : tôles 15a, 18a, 16a, 19a ; couches 9a et 10a. tôles 21 a, 17a, 22a, 20a ; couches 10a d'un groupe et couches 7a et 8a du groupe suivant: tôles I la, 13a, l2a, 14a.
Pour que le circuit de la couche 7a du groupe 5a soit complet, on a fait figurer sur la fig. 7 une couche l0a à gauche du groupe 5a.
Le degré de remplissage des colonnes est ici aussi de 75 %.
Là où deux tôles identiques sont contiguës et se superposent exactement, comme, par exemple, les tôles 11 et 21, 12 et 22, 13 et 17, 14 et 19, on pourrait ne mettre qu'une seule tôle d'épaisseur double.
Lorsque l'on a deux tôles identiques disposées côte à côte dans la même couche, comme, par exemple, les tôles 17 et 18, 19 et 20, on pourrait les remplacer par une seule tôle de largeur double.
Bien que les exemples décrits se rapportent à des noyaux à deux colonnes, on pourrait facilement construire de manière analogue des noyaux à trois colonnes.