Transformateur et procédé pour sa fabrication. Dans les constructions de transformateurs usuelles, on a rencontré de la difficulté à faire leur noyau suffisamment épais, pour atteindre un rendement maximum de la ma tière employée et à établir, en même temps, des bobines présentant la résistance méca nique voulue à l'usure et à la rupture de l'isolant. Les bobines oblongues usuelles sont nécessairenent faibles dans leurs brins rec tilignes et plus elles sont longues, par rap port à leur largeur, plus grande est la ten dance des brins latéraux à se déformer et se desserrer, de sorte que la longueur qu'on peut pratiquement donner à des bobines de transfornateurs et l'épaisseur correspondante du noyau ont été jusqu'ici sévèrement limi tées.
D'autre part, des considérations de ren dement et d'économie exigent un noyau étroit dans un sens et profond, c'est-à-dire épais, dans l'autre, et un côté étroit et long, d'une f;i;oii correspondante, de la bobine. Il est très désirable de réduire toute largeur exces sive du noyau, de réduire au minimum les dimensions totales et la matière nécessaire, d'empèclier l'étalement du flux magnétique -et d'assurer une distribution plus uniforme et efficace du flux magnétique, et la seule façon d'y arriver consiste à augmenter la profon deur de noyau de manière à donner une construction profonde de l'avant à l'arrière.
Ainsi, tandis que des considérations de résis tance mécanique et de durée de la bobine militent en faveur d'une bobine ronde et d'un noyau de section carrée, des considérations de rendement militent en faveur d'un noyau de section profonde et étroite et, dans la pratique industrielle, on n'a jamais atteint le meilleur rendement, non plus que la résis tance mécanique et la durée .désirées.
Or le transformateur faisant l'objet de la présente invention doit éviter les inconvé nients précités des transformateurs antérieurs.
Le noyau du transformateur suivant l'in vention a une branche avec une section plus longue dans un sens que dans l'autre, cette branche étant entourée d'une bobine ovale.
L'invention a en outre pour objet un pro cédé pour la fabrication de ce transformateur. Le procédé suivant l'invention consiste en ce que pour la formation de ladite bobine ovale cri enroule des conducteurs en tours espacés, avec des conduits ménagés entre les enroulements, on chauffe les enroulements enroulés, on leur applique une composition de vernis de façon à ce que cette composi tion passe dans lesdits conduits et autour des enroulements, on fait égoutter des bo bines la composition en excès et on fait dur cir ensuite cette composition dans lesdits en roulements.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées à titre d'exemple dans le dessin annexé, dans lequel: Fig. 1 est une élévation de face d'tt transformateur; Fig. 2 en est une vue de côté; Fig. 3 est une vue schématique repré sentant la façon d'établir les bobines; Fig. d est un plan de la forme d'exécu tion représentée à la fig. 1; Fig. 5 est un plan d'une autre forme d'exécution ; Fig. 6 est un plan, à plus grande échelle, de la bobine de transformateur représentée à la fig. 5; Fig. 7 est une vue schématique en pers pective, d'un détail de la formation de la bobine et Fig. 8 est une vue similaire d'une va riante.
A la fig. 3 des dessins, la bobine 5 est représentée en cours de formation, la partie enroulée 6 étant fixée sur un mandrin rota tif 7 tandis que le conducteur 8 qui s'en roule est tenu par le dispositif de tension 9. La section de la bobine et dit mandrin est de forme elliptique, de telle sorte que l'en roulement de chaque couche s'effectue sur une surface présentant une courbure conti nue quoique variable. Pat suite, bien que la bobine présente une section longue et étroite, elle est facile à enrouler et on peut l'enrou ler serrée et sous une tension continue et uniforme, comme une bobine circulaire, d'un bout à l'autre du fil.
Chacune des parties élémentaires, enroulées successivement, du fil est courbée et étroitement pressée contre la partie intérieure, immédiatement adjacente, de la bobine et tout le fil reste formé et maintenu sous tension en une bobine dont chaque partie est arquée et se supporte sû rement toute seule, sans parties faibles sus ceptibles de se desserrer en service. Ainsi, les couches successives de la bobine situées dans le même plan ou dans des plans adja cents tendent à se supporter les unes les autres et les couches longitudinales succes sives de la bobine constituent ce qui est, en fait, un manchon elliptique entourant la branche de noyau et offrant des canaux ver ticaux pour la ventilation ou un refroidisse ment à l'huile.
Dans la construction de transformateur du type cuirassé représenté ici, il y a une bai-i-ière intérieure 10 (fig. 6) qui s'étend sur toute la branche du milieu 21 du noyau et autour de laquelle est enroulée une des bo bines 11 de l'enroulement à basse tension, composée de couches verticales successives petit- former un manchon elliptique; puis une barrière 12, en matière isolante;
puis une bobine à haute tension 13, une autre bar rière 14 et l'autre bobine 15 de l'enroulement à i basse tension, les bobines 13 et 15 étant faites de couches verticales successives, comme c'est le cas pour la bobine 11.
Des barrières supplémentaires en matière isolante 1.6, remplissent les espaces existant entre les bobines et le noyau. Afin de ventiler, ou de refroidir, les bobines, des enroulements adja cents sont séparés par des bandes verticales 17 de matière isolante de façon à ménager des conduits verticaux 18, entre tille oui plu sieurs des couches de bobine se trouvant dans le même plan, pour le fluide refroidis seur qui a accès à ces conduits à la partie inférieure ainsi qu'à travers les espaces ou verts intermédiaires 18, ménagés en enroulant les bobines;
les conduits isolent également les unes des autres les couches des bobines situées dans le même plan, ce qui a pour résultat une économie de matière et titi effet utile plus grand, car les conduits jouent ainsi deux rôles. Ainsi, avec cette construction de bobine unitaire, des conduits verticaux con- tinus du bas au sommet des bobines sont offerts pour le fluide refroidisseur, en assurant une économie dans la quantité de métal et en évitant l'affaiblissement et la rupture de l'isolant. Le noyau 19 est également pourvu de conduits de refroidissement tels que 19'.
Dans certains cas, les conduits peuvent tou tefois être tout à fait supprimés en raison de la surface de rayonnement beaucoup plus grande qui est offerte.
Le contour ovale de la périphérie exté rieure de la bobine permet également à des branches extérieures, telles que 22 et 23, d'être disposées très près, ce qui réduit la largeur totale du transformateur, parce que les espaces en forme de coins 24, existant dans les angles entre la bobine et ces bran ches de noyau donnent un accès étendu du fluide refroidisseur aux surfaces des parties tandis que, au milieu, le noyau et l'isolant de la bobine peuvent être en contact.
Comme cela est représenté, le noyau 19 qui peut être feuilleté, est du type à circuit magnétique double, c'est-à-dire que c'est un noyau qui possède une branche, ou noyau intérieur, entourée par la bobine et au moins deux branchés extérieures reliées avec le noyau intérieur, et dans lequel ce dernier peut former un parcours commun pour le flux ou peut offrir des chemins indépendants à celui-ci. Dans un noyau de ce genre, la branche centrale 21, qui se trouve à l'inté rieur de la bobine, n'a qu'une longueur égale à environ un sixième du parcours du flux, les cinq autres sixièmes formés par les cu lasses et les branches 22, 23, ayant des di mensions telles que le flux magnétique soit distribué d'une façon sensiblement uniforme dans toutes les parties du noyau.
Le noyau de transformateur 19 est monté dans un bâti de support 25, possédant des cornières d'angle verticales 26, qui, assujet ties ensemble par des entretoises 27 et re liées par des traverses 28, reposent sur des traverses 29 supportées sur le socle. En rai son de l'étroitesse relative de la section du noyau et de l'extension du noyau elliptique, les dimensions totales du transformateur sont suffisamment voisines de l'égalité, en profon deur et en largeur, pour pouvoir s'adapter de la faon la plus avantageuse dans un ré cipient rond 35, qui est relativement robuste et peu coûteux en comparaison des récipients oblongs ou rectangulaires qu'on a employés jusqu'ici.
1i côté des avantages qu'elle-offre en ce qui concerne la robustesse ou solidité de cons truction, la durée, l'économie dans le prix de revient, la construction décrite augmente dans une large mesure le rendement du transfor mateur. Ceci est dû à la forme des parties et à la relation qu'elles présentent entre elles, et grâce auxquelles on obtient la meilleure distribution du flux magnétique, la meilleure action entre noyaux et bobines, une très bonne utilisation du fer actif et une excel lente réfrigération, d'où résulte un rendement très élevé du transformateur.
Pour augmenter la surface des enroule ments exposée à l'action refroidissante du fluide réfrigérant, la bobine peut être formée comme cela est représenté aux fig. 5 et 6. Dans cette construction, la formation géné rale elliptique- de la bobine est maintenue et les extrémités débordantes c, s'étendant vers l'extérieur à partir du noyau, sont agrandies par rapport à la disposition représentée fig. 1 à 4, de manière à donner des espaces de réfrigération plus grands entre les couches de la bobine.
Ces extrémités c de la bobine, sont plus exposées aux courants d'huile que ne le sont les parties relativement inacces sibles et plus éloignées de la bobine, com prises entre -les branches du noyau, et ces extrémités exposées agissent pour âugmenter et distribuer l'effet de refroidissement de l'huile sur la bobine tout entière.
Dans la bobine des fig. 1 à 4, les bandes d'espacement 17 pour un conduit 18 donné, ont presque la même épaisseur tout autour de la bobine; mais, dans la modification de fig. 6, ces bandes deviennent progressive ment de plus en plus épaisses, de telle sorte que les enroulements sont écartés davantage aux extrémités et vont en s'épanouissant pour donner des conduits de ventilation allant en augmentant vers les extrémités, comme cela est indiqué en 5', 6' et 7' (fig. 6) et la dimension totale de la bobine augmente de chaque côté vers chaque extrémité, comme cela est indiqué sur les dessins par a<I>b c</I> (fig. 5 et 6).
Les conduits à huile plus grands et plus exposés aux extrémités augmentent grandement l'effet de refroidissement de l'huile sur la bobine, cette huile recevant ra pidement la chaleur des conducteurs de la bobine et s'écoulant de bas en haut en tra vers des circonvolutions des enroulements. Comme cela est représenté aux fig. 7 et 8, les conducteurs de la bobine sont de forme plate et sont formés de plusieurs brins, de fil carré par exemple, réunis ensemble. Dans le détail représenté à la fig. 7, chaque con ducteur 14' comprend une paire de fils car rés 41, avec une ficelle 42, enroulée autour d'eux, ou une couverture 43.
La ficelle, ou le tissu, sert à espacer les uns des autres les conducteurs de la bobine et lorsque l'on imprègne celle-ci d'un vernis isolant, comme ce sera expliqué ci-après, ce vernis pénètre dans les espaces existant entre les conduc teurs, qu'il sépare alors d'une façon perma nente. Ces conducteurs 14' sont enroulés de manière à s'appliquer contre la feuillle, ou barrière 44 d'un côté et, de l'autre côté, ils sont munis de la bande d'espacement 17' qui forme les conduits de ventilation 18' le long des surfaces plates des conducteurs.
A la fig. 8, le conducteur 50 affecte la forme d'une bande plate, ou ruban, composée de huit brins s, de fil de section carrée, assem blés côte à côte; une couverture de tissu 43' lie les fils ensemble et le conducteur, avec sa couverture, est plongé dans un vernis de matière isolante que l'on fait ensuite sécher sous la forme d'un enduit imprégnant la couverture 43' et liant celle-ci et les brins s fermement ensemble. Le conducteur est ainsi constitué d'un certain nombre de brins distincts, à côtés plats, et susceptibles d'être assemblés sous la forme d'un ruban plat.
Un nombre quel conque de brins d'un stock courant quelcon- que peuvent être simplement enroulés en semble sous la forme d'un conducteur d'une dimension quelconque voulue, le ruban de brins assemblés étant ensuite recouvert et enroulé dans la bobine de transformateur sous la forme d'un conducteur constitue; par un ruban plat.
Un conducteur de ce genre présente, à bien des égards, des avantages sur titi conducteur massif en ce qui concerne la facilité avec laquelle il peut être courbé à des formes spéciales par une courbure sé parée des brins et les brins, aux extrémités des conducteurs de la bobine, peuvent être séparés en groupes pour faciliter la connexion avec les conducteurs d'arrivée et de départ.
L'isolant qui entoure les conducteurs ou fils est de préférence en une matière absor bante, comme le coton, et, de même, les barrières peuvent être cri carton ruller, ou autre matière également absorbante. Comme cela est représenté aux fig. 4 à 7, les con ducteurs sont enroulés en spires écartées, et avec l'isolant permettant au vernis de péné trer jusqu'aux parties les plus intérieures, autour du fil. Lorsque les enroulements sont terminés, on les chauffe au-dessous du point où l'isolant se carboniserait.
Ce chauffage a pour effet de chasser l'humidité et on le continue jusqu'à ce que tous les enroulements aient été complètement chauffés jusqu'aux interstices les plus intérieurs; le chauffage peut, par exemple, être, suivant une bonne façon de procéder, effectué à une tempéra ture de 100 à 120 C pendant vingt-quatre heures. Les enroulements chauds sont ensuite soumis à un vide élevé et ceci, concurrem ment avec la chaleur fournie par la matière chaude, débarrasse entièrement l'enroulement de toute humidité et le laisse complètement sec.
On traite ensuite l'enroulement avec un vernis liquide, en admettant par exemple ce vernis dans la chambre à vide pour submer ger la bobine avant d'interrompre le vide. L'air et l'humidité sont ainsi entièrement ex clus et le vernis est aspiré, et pénètre, dans les interstices les plus intérieurs de la struc- tune de la bobine en imprégnant tout l'iso lant poreux; on peut ajouter une pression pour aider cette imprégnation. Après cela, on chauffe de nouveau les bobines à une tempé rature ne risquant pas de les détériorer, en présence d'air, pour chasser finalement les diluants du vernis et pour bien oxyder ce dernier et le durcir d'une faon permanente.
Ce durcissement est habituellement lent, et le temps nécessaire dépend du type particu lier de bobine et de vernis dont on fait usage, le temps habituellement nécessaire variant, par exemple, de plusieurs jours à deux se inaines. L'écartement des enroulements per met également au vernis en excès de s'écou ler et aux vapeurs de diluants de se déga ger de l'intérieur, ainsi qu'à l'air d'avoir accès à toutes les surfaces, de telle sorte que le vernis se durcit dans toutes les parties, en liant les enroulements en une unité ro buste, et rigide d'une faon permanente.
Le vernis employé est de préférence du type se durcissant par évaporation d'un diluant et par oxydation; il peut, par exemple, être composé d'huile de lin, ou autre huile sicca tive appropriée, avec une gomme, telle que la résine ou le copal, et avec de la gazoline ou du naphte comme diluant. Pour accélé rer la fixation et le durcissement du vernis, on peut également appliquer un vide partiel à la bobine imprégnée.
Chaque fil est entouré par une couche du vernis durci imprégnant la couverture en tissu, ou enduisant les fils nus, et il en ré sulte virtuellement un tube continu, le vernis étant lui-même un bon isolant. Les barrières et les bandes d'espacement sont également imprégnées et recouvertes de vernis durci qui les rend raides et fortes et améliore grandement leurs propriétés isolantes. Le vernis durci lie également toutes les parties ensemble, en les empêchant de se déplacer les unes par rapport aux autres et ce vernis, durci par ce procédé, ne se ramollit pas ou ne s'affaiblit pas lorsque le transformateur s'échauffe en service, mais reste à l'état de lien et d'isolateur rigide et permanent dans toutes les parties.
Après le durcissement du vernis du pre mier traitement, on peut appliquer un autre enduit, par exemple par plongement et dur cissement, pour former des couches de vernis protectrices et de renforcement, sur les par ties déjà imprégnées par le premier traite ment.
Le vernis durci produit des conduits et des espaces de ventilation à parois lisses, dans les enroulements, pour la libre circula tion du fluide refroidisseur, et, comme il est meilleur conducteur de la chaleur que l'huile, il aide au transfert de chaleur des conduc teurs à l'huile de refroidissement. Le vernis durci est imperméable à l'humidité et à l'huile et sert de couverture protectrice iso lante, séparant d'une façon permanente les conducteurs, préservant le coton ou autre matière et augmentant beaucoup sa puissance diélectrique.
Transformer and process for its manufacture. In the constructions of conventional transformers, it has been encountered difficulty in making their cores thick enough to achieve maximum efficiency of the material used and to establish, at the same time, coils having the desired mechanical resistance to wear. and failure of the insulation. The usual oblong coils are necessarily weak in their rec tilinear strands and the longer they are, relative to their width, the greater the tendency of the side strands to buckle and loosen, so that the length that can be Practically giving transformer coils and the corresponding thickness of the core have heretofore been severely limited.
On the other hand, considerations of yield and economy require a core that is narrow in one direction and deep, that is to say thick, in the other, and a narrow and long side, of an f; i; corresponding oii, coil. It is very desirable to reduce any excess width of the core, to minimize the overall dimensions and material required, to prevent spreading of the magnetic flux - and to ensure a more uniform and efficient distribution of the magnetic flux, and the only way to do this is to increase the core depth so as to give a deep build from front to back.
Thus, while considerations of mechanical strength and coil life argue in favor of a round coil and a square section core, efficiency considerations argue in favor of a deep and narrow section core and , in industrial practice, the best efficiency has never been achieved, nor has the mechanical strength and duration desired.
Now, the transformer forming the subject of the present invention must avoid the aforementioned drawbacks of prior transformers.
The core of the transformer according to the invention has a branch with a longer section in one direction than the other, this branch being surrounded by an oval coil.
A further subject of the invention is a process for the manufacture of this transformer. The process according to the invention consists in that for the formation of said oval cry coil, conductors are wound in spaced turns, with conduits formed between the windings, the wound windings are heated, a varnish composition is applied to them so that as this composition passes through said conduits and around the windings, the excess composition is drained from the coils and this composition is then hardened to circulate in said bearings.
Embodiments of the object of the invention are shown by way of example in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a front elevation of a transformer; Fig. 2 is a side view; Fig. 3 is a schematic view showing how to establish the coils; Fig. d is a plan of the embodiment shown in FIG. 1; Fig. 5 is a plan of another embodiment; Fig. 6 is a plan, on a larger scale, of the transformer coil shown in FIG. 5; Fig. 7 is a schematic perspective view of a detail of the formation of the coil and FIG. 8 is a similar view of a variant.
In fig. 3 of the drawings, the coil 5 is shown in the course of formation, the coiled part 6 being fixed on a rotating mandrel 7 while the conductor 8 which rolls up from it is held by the tension device 9. The section of the coil and said mandrel is elliptical in shape, such that the rolling of each layer takes place on a surface having a continuous curvature although it varies. Pat continued, although the spool has a long and narrow section, it is easy to wind and can be wound tight and under a continuous and uniform tension, like a circular spool, from one end of the wire to the other. .
Each of the successively wound elementary parts of the wire is bent and tightly pressed against the immediately adjacent inner part of the spool and all of the wire remains formed and held under tension in a spool of which each part is arched and reliably supports itself. alone, without weak parts likely to loosen in service. Thus, the successive layers of the coil located in the same plane or in adjacent planes tend to support each other and the successive longitudinal layers of the coil constitute what is, in effect, an elliptical sleeve surrounding the branch. core and providing vertical channels for ventilation or oil cooling.
In the transformer construction of the battleship type shown here, there is an inner bay-i-ière 10 (fig. 6) which extends over the entire middle branch 21 of the core and around which is wound one of the coils. 11 of the low voltage winding, composed of successive vertical layers small- forming an elliptical sleeve; then a barrier 12, of insulating material;
then a high voltage coil 13, another barrier 14 and the other coil 15 of the low voltage winding, the coils 13 and 15 being made of successive vertical layers, as is the case for coil 11 .
Additional barriers in insulating material 1.6, fill the spaces between the coils and the core. In order to ventilate, or to cool, the coils, adjacent windings are separated by vertical strips 17 of insulating material so as to provide vertical conduits 18, between several layers of coil lying in the same plane, yes, for the cooled fluid which has access to these conduits at the lower part as well as through the intermediate spaces or greens 18, formed by winding the coils;
the conduits also isolate the layers of the coils situated in the same plane from each other, which results in a saving in material and a greater useful effect, since the conduits thus play two roles. Thus, with this unitary coil construction, continuous vertical conduits from the bottom to the top of the coils are offered for the coolant, ensuring a saving in the amount of metal and avoiding weakening and breaking of the insulation. . The core 19 is also provided with cooling ducts such as 19 '.
In some cases, however, the conduits can be omitted altogether due to the much larger radiating surface that is offered.
The oval outline of the outer periphery of the coil also allows outer legs, such as 22 and 23, to be arranged very close, which reduces the overall width of the transformer, because the wedge-shaped spaces 24, existing in the angles between the coil and these core branches give extensive access of the coolant to the surfaces of the parts while, in the middle, the core and the insulation of the coil may be in contact.
As shown, the core 19 which can be laminated is of the double magnetic circuit type, i.e. it is a core which has a branch, or inner core, surrounded by the coil and at least two external branches connected with the internal core, and in which the latter can form a common path for the flow or can offer independent paths to the latter. In a core of this kind, the central branch 21, which is located inside the coil, has only a length equal to approximately one sixth of the path of the flow, the other five sixths formed by the legs. and the branches 22, 23, having dimensions such that the magnetic flux is distributed in a substantially uniform manner in all parts of the core.
The transformer core 19 is mounted in a support frame 25, having vertical corner angles 26, which, held together by struts 27 and re-linked by cross members 28, rest on cross members 29 supported on the plinth. Due to the relative narrowness of the section of the core and the extension of the elliptical core, the total dimensions of the transformer are sufficiently close to equal, in depth and in width, to be able to adapt accordingly. most advantageous in a round container 35, which is relatively robust and inexpensive compared to the oblong or rectangular containers which have hitherto been employed.
1i side of the advantages which it offers with regard to robustness or solidity of construction, duration, economy in the cost price, the described construction increases to a large extent the efficiency of the transformer. This is due to the shape of the parts and to the relation they present between them, and thanks to which one obtains the best distribution of the magnetic flux, the best action between cores and coils, a very good use of the active iron and a slow excel. refrigeration, resulting in a very high efficiency of the transformer.
To increase the area of the windings exposed to the cooling action of the refrigerant fluid, the coil can be formed as shown in figs. 5 and 6. In this construction, the general elliptical formation of the coil is maintained and the projecting ends c, extending outwardly from the core, are enlarged compared to the arrangement shown in FIG. 1 to 4, so as to give larger refrigeration spaces between the layers of the coil.
These ends, c of the coil, are more exposed to oil currents than are the relatively inaccessible and more distant parts of the coil, comprised between the branches of the core, and these exposed ends act to increase and distribute the oil. cooling effect of the oil on the entire coil.
In the coil of fig. 1 to 4, the spacers 17 for a given duct 18 have almost the same thickness all around the coil; but, in the modification of fig. 6, these bands gradually become thicker and thicker, so that the windings are further apart at the ends and open out to give ventilation ducts increasing towards the ends, as indicated at 5 ' , 6 'and 7' (fig. 6) and the total dimension of the coil increases on each side towards each end, as indicated in the drawings by a <I> bc </I> (fig. 5 and 6) .
Larger oil pipes and more exposed at the ends greatly increase the cooling effect of the oil on the coil, this oil quickly receiving heat from the conductors of the coil and flowing from the bottom upwards to the sides. convolutions of windings. As shown in Figs. 7 and 8, the conductors of the coil are of flat shape and are formed of several strands, of square wire for example, joined together. In the detail shown in FIG. 7, each conductor 14 'comprises a pair of threads because res 41, with a string 42, wound around them, or a blanket 43.
The string, or the fabric, is used to space the conductors of the coil apart from each other and when the latter is impregnated with an insulating varnish, as will be explained below, this varnish penetrates into the spaces existing between the conductors, which it then separates in a permanent way. These conductors 14 'are wound so as to be applied against the foil, or barrier 44 on one side and, on the other side, they are provided with the spacer strip 17' which forms the ventilation ducts 18 '. along the flat surfaces of the conductors.
In fig. 8, the conductor 50 takes the form of a flat strip, or ribbon, composed of eight strands of square section wire, assembled side by side; a fabric cover 43 'binds the wires together and the conductor, with its cover, is immersed in a varnish of insulating material which is then dried in the form of a coating impregnating the cover 43' and binding it and the strands s firmly together. The conductor is thus made up of a certain number of distinct strands, with flat sides, and capable of being assembled in the form of a flat ribbon.
Any number of strands from any current stock can be simply coiled into a conductor of any size desired, the ribbon of strands together being then covered and wound into the transformer coil under. the shape of a conductor constitutes; by a flat ribbon.
A conductor of this kind has, in many respects, advantages over a solid conductor in terms of the ease with which it can be bent to special shapes by separate bending of the strands and the strands, at the ends of the conductors of coil, can be separated into groups to facilitate connection with incoming and outgoing conductors.
The insulation which surrounds the conductors or wires is preferably of an absorbent material, such as cotton, and, likewise, the barriers may be cardboard ruller, or other equally absorbent material. As shown in Figs. 4 to 7, the conductors are wound in spaced turns, and with the insulation allowing the varnish to penetrate to the innermost parts, around the wire. When the windings are complete, they are heated below the point where the insulation would char.
This heating has the effect of expelling moisture and is continued until all the windings have been completely heated to the innermost interstices; the heating may, for example, suitably be carried out at a temperature of 100 to 120 ° C. for twenty-four hours. The hot windings are then subjected to a high vacuum and this, together with the heat supplied by the hot material, completely frees the winding of any moisture and leaves it completely dry.
The winding is then treated with a liquid varnish, for example by admitting this varnish into the vacuum chamber to submerge the coil before interrupting the vacuum. Air and humidity are thus entirely excluded and the varnish is sucked into, and penetrates, the innermost interstices of the structure of the coil, impregnating all the porous insulation; pressure can be added to help this impregnation. After that, the coils are heated again to a temperature which does not risk damaging them, in the presence of air, to finally drive out the thinners from the varnish and to oxidize the latter well and harden it permanently.
This curing is usually slow, and the time required will depend on the particular type of coil and varnish being used, the time usually required varying, for example, from several days to two weeks. The spacing of the windings also allows excess varnish to flow out and thinner vapors to escape from the interior, as well as air to gain access to all surfaces, so that the varnish hardens in all parts, binding the windings into a strong, permanently rigid unit.
The varnish used is preferably of the type which hardens by evaporation of a diluent and by oxidation; it can, for example, be composed of linseed oil, or other suitable drying oil, with a gum, such as resin or copal, and with gasoline or naphtha as a diluent. In order to speed up the fixing and the hardening of the varnish, a partial vacuum can also be applied to the impregnated coil.
Each wire is surrounded by a layer of the cured varnish impregnating the fabric cover, or coating the bare wires, and the result is virtually a continuous tube, the varnish itself being a good insulator. The barriers and spacer strips are also impregnated and coated with hardened varnish which makes them stiff and strong and greatly improves their insulating properties. The cured varnish also binds all the parts together, preventing them from moving relative to each other and this varnish, cured by this process, does not soften or weaken as the transformer heats up in service, but remains in the state of bond and rigid and permanent insulator in all the parts.
After the varnish of the first treatment has hardened, another coating can be applied, for example by dipping and hardening, to form protective and reinforcing layers of varnish, on the parts already impregnated by the first treatment.
The cured varnish produces smooth-walled ventilation ducts and spaces in the windings for the free circulation of the coolant, and, since it is a better conductor of heat than oil, it aids in the transfer of heat from the coils. cooling oil conductors. The cured varnish is impermeable to moisture and oil and serves as an insulating protective cover, permanently separating the conductors, preserving the cotton or other material and greatly increasing its dielectric strength.