EP0225241A1 - Transformateur d'intensité haute fréquence à air - Google Patents

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EP0225241A1
EP0225241A1 EP86402512A EP86402512A EP0225241A1 EP 0225241 A1 EP0225241 A1 EP 0225241A1 EP 86402512 A EP86402512 A EP 86402512A EP 86402512 A EP86402512 A EP 86402512A EP 0225241 A1 EP0225241 A1 EP 0225241A1
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mandrel
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sides
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General Electric CGR SA
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/2866—Combination of wires and sheets
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions

Definitions

  • the present invention relates to a high frequency air current transformer.
  • transformers devoid of magnetic cores for medical magnetic resonance imaging devices generally known by the abbreviation MRI.
  • MRI magnetic resonance imaging devices
  • the known production techniques for current transformers lead to the use of magnetic ferrite circuits to obtain good magnetic coupling between the primary and secondary windings of the transformers.
  • These production techniques naturally go against the design requirements of MRI devices because the presence of a ferrite intensity transformer can naturally cause deformation of the field lines of the magnet of MRI devices.
  • the object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the subject of the invention is a high frequency air intensity transformer, characterized in that it comprises: on the one hand, a primary winding formed by a conductive strip wound on an insulating mandrel comprising, a rectangular central part whose long sides extend in a first direction, and two parts located at the ends of the central part of slightly near rectangular, the long sides of which extend in a second and a third direction in opposite directions, the length of the central part measured in the first direction being determined to allow the two ends to have the directions of their long collinear sides two by two when the central part, considered in the first direction is wound on the mandrel and in that the two angles formed at the crossing of the edges of the parts situated at the ends with the edges adjacent to the long sides of the part central, are truncated to avoid overlapping of the two ends when the central part is wound on the mandrel, and on the other hand, a secondary winding with N contiguous turns of enameled wire wound above the conductive strip.
  • the main advantage of the invention is that it allows the production of high frequency air intensity transformers, in which maximum coupling can be obtained between the primary and secondary windings, which thus partially compensates for the absence of magnetic circuit. .
  • the particular shape of the conductive strip which avoids the overlapping of the ends of the coil, makes it possible to obtain maximum efficiency of the latter over a full turn, while dispensing with the establishment of layers of insulation between ends which would disadvantage the quality of the magnetic coupling between primary and secondary.
  • the shape given to the primary turn guarantees a winding of constant thickness of the primary and secondary windings around the mandrel and thus allows the best coupling to be obtained.
  • the current transformer according to the invention which is shown in Figure 1 comprises a mandrel 1 made of plastic, or any other equivalent insulating material, on which are successively wound, a primary winding 2, a metal screen 3 and a secondary winding 4.
  • the primary winding 2 is constituted by a strip which is cut from a sheet of metal foil according to the S-shaped outline shown in FIG. 2, before being wound on the mandrel 1.
  • the strip shown in FIG. 2 includes a central part 5 of roughly rectangular shape and two other parts 6 and 7 of also roughly rectangular shapes which extend in two directions opposite one another at the ends of the central part. In FIG. 2, directions of the long sides 61, 62 on the one hand, and 71, 72 on the other hand, rectangular parts 6 and 7 are perpendicular to the direction of the long sides 51 and 52 of the rectangle forming the central part 5.
  • the length L of the long sides 51, 52 of the central part is determined to allow the ends 6 and 7 to be in extension of one another when the central part 5 is wound on the mandrel 1 and the angles formed by the adjacent edges of the corresponding lamella on the one hand, at the sides 52, 62 and on the other hand, at the sides 51, 71 are truncated in the same direction, at 45 ° for example from the direction of the sides 51 and 52, for form the edges 8 and 9 of FIG. 2, and avoid overlapping of the ends of the central part 5 when it is wound on the mandrel 1 in the manner shown in FIG. 3.
  • the screen 3 which is represented in FIG. 4 makes it possible to carry out the electrostatic shielding of the transformer and to limit the parasitic capacities between primary and secondary.
  • the isolations between the screen 3 and the primary and secondary windings are carried out in a known manner using one or more layers of PTFE sheets (abbreviation of polytetrafluoroethylene) or of adhesive paper.

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Abstract

Le transformateur comprend un enroulement primaire (2) formé par une lamelle conductrice enroulée sur un mandrin isolant (1) comportant une partie centrale (5), deux parties (6, 7) situées aux extrémités de la partie centrale (5) de forme à peu près rectangulaire dont les grands côtés s'étendent selon une deuxième et une troisème direction de sens opposés l'une à l'autre. La longueur (L) de la partie centrale mesurée selon la première direction est déterminée pour permettre aux deux extrémités (6, 7) d'avoir les directions de leurs grands côtés colinéaires deux à deux lorsque la partie centrale (5) est enroulée sur le mandrin (1). Les deux angles formés au croisement des bords des parties situées aux extrémités avec les bords adjacents aux grands côtés de la partie centrale (5), sont tronqués pour éviter le chevauchement des deux extrémités (6, 7) lorsque la partie centrale (5) est enroulée sur le mandrin (1). Application : appareils médicaux d'imagerie.

Description

  • La présente invention concerne un transformateur d'intensite haute fréquence à air.
  • Elle s'applique plus particulièrement à la fabrication de transfor­mateurs dépourvus de noyaux magnétiques pour les appareils médicaux d'imagerie par résonance magnétique généralement connus sous l'abrévia­tion IRM. On sait qu'il est souhaitable pour obtenir un bon fonctionnement de ces appareils de supprimer les causes de déformations des lignes de champs de l'aimant entrant dans leur constitution. Or aux fréquences de fonctionnement de ceux-ci, 6 à 30 MHz, les techniques de réalisation connues des transformateurs d'intensité conduisent à utiliser des circuits magnétiques en ferrite pour obtenir un bon couplage magnétique entre enroulements primaire et secondaire des transformateurs. Ces techniques de réalisation vont naturellement à l'encontre des exigences de conception des appareils IRM car la présence d'un transformateur d'intensité en ferrite peut naturellement provoquer des déformations des lignes des champs de l'aimant des appareils IRM.
  • Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités.
  • A cet effet, l'invention a pour objet, un transformateur d'intensité haute fréquence à air, caractérisé en ce qu'il comprend :
    d'une part, un enroulement primaire formé par une lamelle conductrice enroulée sur un mandrin isolant comportant, une partie centrale rectangulaire dont les grands côtés s'étendent selon une première direction, et deux parties situées aux extrémités de la partie centrale de forme à peu près rectangulaire dont les grands côtés s'étendent selon une deuxième et une troisième direction de sens opposés l'une à l'autre, la longueur de la partie centrale mesurée selon la première direction étant déterminée pour permettre aux deux extrémités d'avoir les directions de leurs grands côtés colinéaires deux à deux lorsque la partie centrale, considérée selon la première direction est enroulée sur le mandrin et en ce que les deux angles formés au croisement des bords des parties situées aux extrémités avec les bords adjacents aux grands côtés de la partie centrale, sont tronqués pour éviter le chevauchement des deux extrémités lorsque la partie centrale est enroulée sur le mandrin,
    et d'autre part, un enroulement secondaire à N spires jointives de fil émaillé enroulées au-dessus de la lamelle conductrice.
  • L'invention a principalement pour avantage qu'elle permet la réalisation de transformateurs d'intensité haute fréquence à air, dans lesquels un couplage maximal peut être obtenu entre les enroulements primaire et secondaire, ce qui compense ainsi en partie l'absence de circuit magnétique.
  • D'autre part, la forme particulière de la lamelle conductrice qui évite le chevauchement des extrémités de la spire, permet d'obtenir une efficacité maximale de celle-ci sur un tour complet, tout en dispensant de la mise en place de couches d'isolements entre extrémités qui défavorise­raient la qualité du couplage magnétique entre primaire et secondaire.
  • Egalement, la forme donnée à la spire primaire garantit un bobinage d'épaisseur constante des enroulements primaire et secondaire autour du mandrin et permet ainsi l'obtention du meilleur couplage.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront également à l'aide de la description qui va suivre faite au regard des dessins annexés qui représentent :
    • - la figure 1 une vue en perspective d'un transformateur d'inten­sité selon l'invention ;
    • - la figure 2 un mode de réalisation vu en plan d'une lamelle conductrice pour l'obtention de l'enroulement primaire du transformateur selon l'invention ;
    • - la figure 3 une représentation d'une lamelle conductrice montée sur un mandrin d'un transformateur selon l'invention ;
    • - la figure 4 un mode de réalisation de l'écran d'isolement du transformateur représenté à la figure 1.
  • Le transformateur d'intensité selon l'invention qui est représenté à la figure 1 comprend un mandrin 1 en matière plastique, ou tout autre matériau isolant équivalent, sur lequel sont enroulés successivement, un enroulement primaire 2, un écran métallique 3 et un enroulement secon­daire 4. L'enroulement primaire 2 est constitué par une lamelle qui est découpée dans une feuille de clinquant métallique selon le tracé en forme de S représenté à la figure 2, avant d'être enroulé sur le mandrin 1. La lamelle représentée à la figure 2 comprend, une partie centrale 5 de forme à peu près rectangulaire et deux autres parties 6 et 7 de formes également à peu près rectangulaires qui s'étendent selon deux directions opposées l'une à l'autre aux extrémités de la partie centrale. Sur la figure 2, des directions des grands côtés 6₁ , 6₂ d'une part, et 7₁ , 7₂ d'autre part, des parties rectangulaires 6 et 7 sont perpendiculaires à la direction des grands côtés 5₁ et 5₂ du rectangle formant la partie centrale 5.
  • La longueur L des grands côtés 5₁ , 5₂ de la partie centrale est déterminée pour permettre aux extrémités 6 et 7 d'être en prolongement l'une de l'autre lorsque la partie centrale 5 est enroulée sur le mandrin 1 et les angles formés par les bords adjacents de la lamelle correspondant d'une part, aux côtés 5₂ , 6₂ et d'autre part, aux côtés 5₁ , 7₁ sont tronqués selon une même direction, à 45° par exemple de la direction des côtés 5₁ et 5₂ , pour former les bords 8 et 9 de la figure 2, et éviter le chevauchement des extrémités de la partie centrale 5 lorsqu'elle est enroulée sur le mandrin 1 de la manière représentée la figure 3.
  • L'écran 3 qui est représenté à la figure 4 permet d'effectuer le blindage électrostatique du transformateur et de limiter les capacités parasites entre primaire et secondaire. Les isolements entre l'écran 3 et les enroulements primaire et secondaire sont réalisés de façon connue à l'aide d'une ou plusieurs couches de feuilles de PTFE (abréviation de polytétrafluoréthylène) ou de papier adhésif.

Claims (6)

1. Transformateur d'intensité haute fréquence à air, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un enroulement primaire (2) formé par une lamelle conductrice enroulée sur un mandrin isolant (1) comportant, une partie centrale rectangulaire (5) dont les grands côtés (5₁ , 5₂) s'étendent selon une première direction, et deux parties (6, 7) situées aux extrémités de la partie centrale (5) de forme à peu près rectangulaire dont les grands côtés (6₁ , 6₂ , 7₁ , 7₂) s'étendent selon une deuxième et une troisième direction de sens opposés l'une à l'autre, la longueur (L) de la partie centrale mesurée selon la première direction étant déterminée pour permettre aux deux extrémités (6, 7) d'avoir les directions de leurs grands côtés colinéaires deux à deux lorsque la partie centrale (5) considérée selon la première direction, est enroulée sur le mandrin (1), et en ce que les deux angles formés au croisement des bords (6₂ , 7₁) des parties situées aux extrémités avec les bords adjacents aux grands côtés (5₁ , 5₂) de la partie centrale, sont tronqués (8, 9) pour éviter le chevauchement des deux extrémités (6, 7) lorsque la partie centrale (5) est enroulée sur le mandrin (1) et d'autre part, un enroulement secondaire (4) à N spires jointives de fil émaillé enroulées au-dessus de la lamelle conductrice.
2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxième et troisième directions forment un angle droit avec la première direction.
3. Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mandrin (1) est constitué par un tube en matière plastique.
4. Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un écran (3) interposé entre l'enroule­ment primaire (2) et l'enroulement secondaire (4).
5. Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire (4) est formé par N spires jointives en fil émaillé.
6. Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lamelle (2) est découpée dans une plaque de clinquant en cuivre.
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