EP4732315A1 - Bobinage, filtre inductif et transformateur a filtrage integre - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un bobinage configuré pour assurer le passage d'un courant électrique entre deux points de raccordement principaux, le dispositif comprenant : - un noyau magnétique (12), - un conducteur électrique principal (14) en forme d'un premier ruban plat s'étendant entre deux extrémités équipées chacune d'un des points de raccordement principaux (14c, 14d), et étant enroulé autour du noyau magnétique (12) pour former une inductance, - un conducteur électrique auxiliaire (20) en forme d'un second ruban enroulé conjointement avec le conducteur électrique principal, et équipé d'un point de raccordement auxiliaire (20c), - un isolant électrique (22) séparant le conducteur électrique principal du conducteur électrique auxiliaire pour former une capacité entre les deux conducteurs électriques.

Description

DESCRIPTION

Titre de l’invention : Bobinage, filtre inductif et transformateur à filtrage intégré

[0001] L’invention concerne un bobinage, un filtre inductif et un transformateur améliorant le filtrage de certaines perturbations haute fréquence.

[0002] L’invention trouve une utilité particulière dans le domaine aéronautique où la tendance actuelle est d’augmenter le nombre d’équipements électriques et donc la puissance électrique embarquée.

[0003] Un avion comprend généralement un grand nombre de charges électriques alimentées en puissance par un réseau de fourniture électrique de bord. Par exemple, les commandes de vols de l’avion, les systèmes de climatisation et d’éclairage interne mettent en oeuvre des machines électriques alternatives triphasées. L’énergie électrique fournie à ces machines provient de convertisseurs de puissance reliés à un réseau de bord délivrant de l’énergie électrique sous forme continue ou alternative. Le réseau de bord peut comprendre par exemple des générateurs électriques, des batteries de stockage, ou encore des moyens de liaison à un réseau d’alimentation électrique externe à l’avion et permettant l’alimentation électrique de l’avion lorsqu’il est stationné dans un aéroport. De façon courante à bord d’avion, on trouve des réseaux continus 540V et/ou des réseaux alternatifs 115V ou 230V 400Hz. De manière connue, les convertisseurs de puissance reçoivent de l’énergie du réseau de bord pour la convertir en énergie alternative polyphasée adaptée aux exigences en puissance et en fréquence de la charge.

[0004] Parmi les convertisseurs on trouve souvent des transformateurs permettant d’abaisser ou d’élever une tension alternative. On trouve aussi des convertisseurs statiques comprenant des interrupteurs électroniques. A titre d’exemples, on peut citer les onduleurs fonctionnant en modulation de largeur d’impulsion afin de générer une tension alternative. Certaines charges, alimentées en tension alternative polyphasée, peuvent nécessiter la présence d’un neutre en complément des différentes phases d’alimentation. Le neutre peut être généré en sortie de l’onduleur au moyen d’un transformateur particulier.

[0005] Dans les convertisseurs statiques, la fréquence de découpage est bien supérieure à la fréquence de la tension alternative utile générée par l’onduleur. La présence de cette fréquence de découpage tend à créer des perturbations haute fréquence tendant à se propager sur les réseaux de bord. Il est possible de disposer entrée ou en sortie des convertisseurs, des filtres de type passe bas permettant de filtrer les perturbations haute fréquence. Ces filtres peuvent être constitués d’inductances raccordées en série et de condensateurs en parallèle. La présence de transformateurs tend également à filtrer les perturbations haute fréquence du fait d’inductance dans les enroulements du transformateur. Il est souvent nécessaire de compléter ces transformateurs par des condensateurs également raccordés en parallèle.

[0006] Dans de nombreux véhicules et plus particulièrement dans les avions, la réduction de masse embarquée est un problème récurrent qui se pose. La tendance actuelle à l’augmentation des équipements électriques embarqués tend par conséquent à augmenter non seulement la masse mais également le volume des filtres nécessaires au bon fonctionnement du système électrique embarqué.

[0007] L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant de réduire voire de supprimer les condensateurs externes associés aux inductances et aux transformateurs.

[0008] A cet effet, l’invention a pour objet un bobinage configuré pour assurer le passage d'un courant électrique entre deux points de raccordement principaux, le dispositif comprenant :

- un noyau magnétique,

- un conducteur électrique principal en forme d'un premier ruban plat s'étendant entre deux extrémités équipées chacune d'un des points de raccordement principaux, et étant enroulé autour du noyau magnétique pour former une inductance,

- un conducteur électrique auxiliaire en forme d'un second ruban enroulé conjointement avec le conducteur électrique principal, et équipé d'un premier point de raccordement auxiliaire et d’un second point de raccordement auxiliaire,

- un isolant électrique séparant le conducteur électrique principal du conducteur électrique auxiliaire pour former une capacité entre les deux conducteurs électriques dans lequel les conducteurs électriques s’étendent selon un axe principal s’étendant dans un plan perpendiculaire à un axe du noyau magnétique et un axe secondaire perpendiculaire à l’axe principal et dans lequel le conducteur électrique principal et le conducteur électrique auxiliaire sont superposés partiellement selon l’axe secondaire.

[0009] Avantageusement, le conducteur électrique principal et le conducteur électrique auxiliaire sont superposés sur toute leur longueur définie selon un axe s'étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe principal.

[0010] Avantageusement, le conducteur électrique principal et le conducteur électrique auxiliaire sont superposés partiellement selon l’axe principal.

[001 1 ] Le premier point de raccordement auxiliaire peut être situé à une des extrémités du conducteur électrique auxiliaire, extrémité définie selon l’axe principal.

[0012] Alternativement, le premier point de raccordement auxiliaire peut être situé entre les extrémités du conducteur électrique auxiliaire, extrémités définies selon l’axe principal.

[0013] Les matériaux du conducteur électrique principal et du conducteur électrique auxiliaire (20) peuvent être identiques ou différents.

[0014] Un taux de recouvrement des deux conducteurs selon l’axe secondaire peut varier le long de l’axe principal.

[0015] Les conducteurs électriques peuvent posséder chacun une forme en U, les formes en U étant imbriquées.

[0016] Le bobinage peut comprendre en outre un second conducteur électrique auxiliaire en forme de ruban enroulé conjointement avec le conducteur électrique principal, et équipé d’un premier point de raccordement auxiliaire et d’un second point de raccordement auxiliaire.

[0017] le conducteur électrique auxiliaire peut être configuré pour former une protection fusible calibrée pour ne pas dépasser une valeur d’intensité de courant donnée.

[0018] L’invention a également pour objet un transformateur comprenant au moins un bobinage selon l'invention, le bobinage formant un enroulement primaire du transformateur et un second conducteur électrique principal enroulé autour du noyau magnétique du bobinage électromagnétique et formant un secondaire du transformateur.

[0019] L’invention a également pour objet un composant comprenant deux bobinages selon l'invention, les deux bobinages sont enroulés autour d'un même noyau magnétique fermé.

[0020] L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :

[0021 ] la figure 1 représente schématiquement en perspective un bobinage selon l’invention ;

[0022] la figure 2 représente schématiquement en coupe, le bobinage de la figure 1 ;

[0023] les figures 3 à 8 représentent des conducteurs électriques et un isolant électrique du bobinage en vue aplatie ;

[0024] les figures 9 à 12 représentent plusieurs variantes de forme d’un des conducteurs électriques ;

[0025] la figure 13 représente une variante d’enroulement des conducteurs électriques ;

[0026] la figure 14 représente de façon schématique un transformateur de neutre mettant en oeuvre l’invention ;

[0027] la figure 15 représente un filtre inductif comprenant deux bobinages conformes à l’invention.

[0028] Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.

[0029] La figure 1 représente schématiquement un bobinage 10 en perspective comprenant un noyau magnétique 12 et un conducteur électrique 14 appelé conducteur électrique principal et enroulé autour du noyau magnétique 12. Le noyau magnétique 12 a, dans l’exemple représenté, la forme d’un barreau s’étendant selon un axe 16. Toute autre forme de noyau magnétique est possible dans le cadre de l’invention. Il est notamment possible de mettre en oeuvre un noyau magnétique fermé afin de canaliser les lignes de champ magnétique. Un tel noyau fermé comprend alors une partie rectiligne s’étendant selon l’axe 16.

[0030] La figure 2 représente le bobinage 10 en coupe dans un plan perpendiculaire à l’axe 16. Le conducteur électrique principal 14 est en forme de ruban plat enroulé autour du noyau magnétique 12. Le conducteur électrique principal 14 comprend principalement un feuillard en matériau conducteur électrique formé entre deux faces principales 14a et 14b qui sont parallèles à l’axe 16.

[0031] Le conducteur électrique principal 14 s’étend entre deux points de raccordement principaux 14c et 14d de manière à former un enroulement électrique autour du noyau magnétique 12. En pratique, chaque point de raccordement principal 14c et 14d est situé à une extrémité du ruban. Un courant électrique circulant dans le conducteur électrique principal 14 génère une induction magnétique dans le noyau magnétique 12 orientée principalement selon l’axe 16.

[0032] Le conducteur électrique principal 14 et le noyau magnétique 12 forment une inductance pouvant être utilisée notamment comme inductance de filtrage, notamment prise isolément ou comme partie d’un transformateur.

[0033] Le bobinage 10 comprend un conducteur électrique auxiliaire 20 et un isolant électrique 22 séparant le conducteur électrique principal 14 du conducteur électrique auxiliaire 20. Le conducteur électrique auxiliaire 20 est également en forme de ruban plat enroulé conjointement avec le conducteur électrique principal 14 pour former une capacité entre les deux conducteurs électriques 14 et 20. Le conducteur électrique auxiliaire 20 comprend également principalement un feuillard en matériau conducteur électrique formé entre deux faces principales 20a et 20b qui sont également parallèles à l’axe 16. De la même façon, l’isolant électrique 22 est en forme de ruban plat enroulé conjointement avec les deux conducteurs électriques 14 et 20. L’isolant électrique 22 comprend également principalement un feuillard en matériau isolant électrique formé entre deux faces principales 22a et 22b qui sont parallèles à l’axe 16. [0034] En pratique, le conducteur électrique principal 14 forme une des armatures conductrices ou électrode de la capacité. Le conducteur électrique auxiliaire 20 forme l’autre électrode de la capacité. Le conducteur électrique auxiliaire 20 est équipé d’un point de raccordement auxiliaire 20c permettant de raccorder électriquement l’autre électrode de la capacité.

[0035] L’isolant électrique 22 forme le diélectrique de la capacité. La face 14a fait face à la face 20b et elles sont séparées par l’isolant électrique 22. La capacité est raccordée électriquement entre le point de raccordement 20c et l’un des points de raccordement 14c ou 14d.

[0036] L’invention permet d’associer, au sein d’un même composant, une inductance formée par le conducteur principal 14 enroulé autour du noyau magnétique 12 et une capacité formée entre les deux conducteurs électriques 14 et 20. Sur le noyau magnétique 12, figure 2, le conducteur principal 14 est enroulé autour du noyau magnétique 12 pour former une spire. Dans la pratique, il est possible de mettre en oeuvre l’invention pour un plus grand nombre de spires.

[0037] Les figures 3 à 8 représentent différentes variantes des conducteurs électriques 14 et 20 et de l’isolant électrique 22 en vue aplatie dans laquelle une surface enroulée autour de l’axe 16 est représentée dans un plan. Autrement dit, les conducteurs électriques 14 et 20 et l’isolant électrique 22 enroulés autour du noyau magnétique sont représentés sous forme de plans superposés dans les figures 3 à 8.

[0038] Sur la figure 3, les surfaces formées par les conducteurs électriques 14, 20 et l’isolant électrique 22 se superposent complètement. Autrement dit, les deux rubans sont superposés sur toute leur longueur, longueur définie selon un axe XX représenté sous forme d’une droite sur la figure 3 et s’enroulant en spirale autour du noyau magnétique 12 dans un plan perpendiculaire à l’axe 16. Selon un axe YY perpendiculaire à l’axe XX et donc parallèle à l’axe 16, les surfaces formées par les conducteurs électriques 14, 20 et l’isolant électrique 22 se superposent également complètement. Dans cette configuration de superposition complète la capacité formée entre les deux conducteurs électriques 14 et 20 est maximale. [0039] Il est possible d’adapter la valeur de la capacité formée entre les deux conducteurs électriques 14 et 20 au besoin en filtrage du système équipé d’un bobinage selon l’invention. La figure 4 représente une variante dans laquelle un isolant électrique 22-1 et un conducteur électrique auxiliaire 20-1 sont semblables, respectivement à l’isolant électrique 22 et au conducteur électrique auxiliaire 20 à l’exception du recouvrement selon l’axe XX qui, dans la variante représentée sur la figure 4, est partiel. Le recouvrement des deux conducteurs électriques 14 et 20 n’est que partiel selon l’axe YY. Autrement dit, les deux conducteurs électriques 14 et 20 sont superposés partiellement selon l’axe YY. A titre d’exemple la figure 5 représente un conducteur électrique auxiliaire 20-2 ne recouvrant que partiellement le conducteur électrique principal 14 selon l’axe YY. La variation de taux de recouvrement peut bien entendu être définie selon les axes XX et YY indépendamment l’une de l’autre. Il est par exemple possible de définir un recouvrement complet selon l’axe XX et un recouvrement partiel selon l’axe YY. Cela permet de simplifier la fabrication du bobinage en conservant des rubans de même longueur selon l’axe XX pour les deux conducteurs et pour l’isolant. L’adaptation de la valeur de la capacité se fait alors en faisant varier les largeurs respectives des rubans, largeurs définies selon l’axe YY. Dans la variante représentée sur la figure 5, le taux de recouvrement selon l’axe YY est constant le long de l’axe XX. Il est également possible de faire varier le taux de recouvrement selon l’axe YY, le long de l’axe XX.

[0040] La variation de recouvrement selon l’axe YY permet de régler la valeur de capacité entre les deux conducteurs électriques 14 et 20 sans modifier la valeur d’inductance du conducteur électrique auxiliaire 20 qui est essentiellement fonction de la longueur du conducteur électrique auxiliaire 20 selon l’axe XX définissant le nombre de spires formées par le conducteur électrique auxiliaire 20 autour du noyau magnétique 20.

[0041] Dans les variantes représentées sur les figures 3, 4 et 5, le conducteur électrique auxiliaire est équipé d’un seul point de raccordement situé à une des extrémités selon l’axe XX du ruban formant le conducteur électrique auxiliaire. La figure 6 représente une alternative où le point de raccordement auxiliaire 20c est situé entre les extrémités du ruban formant le conducteur électrique auxiliaire 20. Autrement dit, une partie du conducteur électrique auxiliaire 20 est situé d’un côté du point de raccordement auxiliaire 20c et une autre partie du conducteur électrique auxiliaire 20 est situé de l’autre côté du point de raccordement auxiliaire 20c.

[0042] Les points de raccordement principaux et auxiliaire peuvent être réalisés au moyen d’une languette débordant de la surface du conducteur électrique considéré selon l’axe YY. La languette peut être rapportée et poinçonnée sur le conducteur électrique considéré. Ainsi une fois que les conducteurs électriques sont enroulés autour du noyau magnétique 12, les points de raccordement dépassent de l’enroulement et sont facilement accessibles pour raccorder le bobinage. Ce mode de réalisation des points de raccordement est adapté pour toute position des points de raccordement le long de l’axe XX.

[0043] La figure 7 représente une variante du bobinage dans laquelle le conducteur électrique auxiliaire 20 est équipé, en complément du point de raccordement 20c situé à une extrémité du ruban formant le conducteur électrique auxiliaire, d’un second point de raccordement 20d situé à l’autre extrémité du ruban selon l’axe XX. En complément de la capacité présente entre les deux conducteurs 14 et 20, le second point de raccordement 20d permet d’utiliser le conducteur électrique auxiliaire 20 pour y faire circuler un courant électrique comme dans le conducteur électrique principal 14. En complément de la capacité, le bobinage peut aussi être utilisé comme transformateur à deux enroulements 14 et 20. En pratique, les appellations « conducteur électrique principal » et « conducteur électrique auxiliaire » sont alors interchangeables. En réalisant les deux conducteurs 14 et 20 à partir d’un même matériau avec un taux de recouvrement à 100% selon les axes XX et YY, la disparité entre les valeurs d’inductance des deux conducteurs 14 et 20 est minimisée. Cette variante de bobinage est alors bien adaptée à la réalisation d’un filtre à la fois inductif et capacitif de mode commun. Les effets capacitif et inductif sont alors répartis. Les deux conducteurs se comportent comme un condensateur et des inductances distribués, une inductance par conducteur électrique 14 et 20. Cela permet de constituer des filtres réjecteurs haute fréquence dans lesquels il est possible de régler indépendamment l’effet inductif et l’effet capacitif. [0044] Alternativement à la connexion des deux points de raccordement 20c et 20d, la variante représentée sur la figure 7 permet aussi de proposer un bobinage n’utilisant que la capacité entre les deux conducteurs 14 et 20 sans faire circuler de courant dans le conducteur électrique auxiliaire 20, dans lequel il est possible de choisir le point de raccordement soit 20c soit 20d.

[0045] La figure 8 représente une variante dans laquelle deux conducteurs électriques auxiliaires 20-3 et 20-4 distincts sont présents, formant chacun une capacité distincte avec le conducteur électrique principal. Il est bien entendu possible de prévoir plus de deux capacités distinctes. Les deux conducteurs électriques auxiliaires 20-3 et 20-4 sont représentés chacun avec deux points de raccordement, respectivement 20-3c, 20-3d et 20-4c, 20-4d. Il est également possible de ne prévoir qu’un seul point de raccordement par conducteur électrique auxiliaire 20-3 et 20-4. Ce point de raccordement peut être disposé à une extrémité du ruban formant le conducteur électrique auxiliaire considéré selon l’axe XX ou entre les extrémités du ruban considéré. Comme pour la variante de la figure 7, la variante de la figure 8 peut être mise en oeuvre en faisant circuler un courant entre les points de raccordement, 20-3c et 20-3d d’une part et 20-4c et 20-4d d’autre part. Il est également possible de ne connecter qu’un point de raccordement auxiliaire par conducteur électrique auxiliaire 20-3 et 20-4.

[0046] La figure 9 représente en vue partielle une variante du conducteur électrique auxiliaire 20-5 équipé de deux points de raccordement auxiliaires, comme représenté sur les figures 7 et 8. Le conducteur électrique auxiliaire 20-5 s’étend globalement selon l’axe XX et serpente autour de l’axe XX afin de générer une inductance supplémentaire entre les deux points de raccordement auxiliaires non représentés sur la figure 9. En complément de la capacité générée entre les conducteurs 14 et 20-5, le conducteur électrique auxiliaire 20-5 génère une première inductance liée au noyau magnétique 12 du fait de son enroulement autour du noyau magnétique 12 et une seconde inductance non liée au noyau magnétique 12 du fait de la forme en serpentin du conducteur électrique auxiliaire 20-5 autour de l’axe XX. Cette forme en serpentin forme une variation du taux de recouvrement des deux conducteurs 14 et 20-5 selon l’axe YY, le long de l’axe XX.

[0047] Les figures 10, 1 1 et 12 représentent d’autres exemples possibles pour faire varier le taux de recouvrement des deux conducteurs 14 et 20 selon l’axe YY, le long de l’axe XX. Plus précisément, sur la figure 10, le conducteur auxiliaire 20-6, comportant deux points de raccordement 20-6c et 20-6d, possède une forme dont la largeur selon l’axe YY varie de façon sinusoïdale le long de l’axe XX. Sur la figure 11 , le conducteur auxiliaire 20-7, comportant deux points de raccordement 20-7c et 20-7d, possède une forme dont la largeur selon l’axe YY varie en dent de scie le long de l’axe XX et sur la figure 12, le conducteur auxiliaire 20-8 possède une forme dont la largeur selon l’axe YY varie en créneaux le long de l’axe XX. Les formes des conducteurs auxiliaires représentées sur les figures 9 à 12 sont périodiques le long de l’axe XX. Toute autre forme périodique est également possible. Il est également possible de réaliser un conducteur auxiliaire ayant une forme apériodique. Il est également possible de faire varier la forme du conducteur principal 14, voire des deux conducteurs à la fois.

[0048] Toute forme de conducteur présentant des contours anguleux, comme les formes en dent de scie et en créneaux illustrées aux figures 1 1 et 12 peuvent former des effets de pointe dans le champ électrique existant entre les deux conducteurs. Au contraire, les formes arrondies, comme celle de la figure 10, permettent d’éviter ces effets de pointe.

[0049] La figure 13 représente un mode de réalisation d’un bobinage 25 selon l’invention dans lequel les conducteurs principal 14-1 et auxiliaire 20-9 ont tous deux une forme en U selon l’axe YY. Les deux formes en U sont imbriquées. Plus précisément une des branches d’une des formes en U est insérée entre les deux branches de l’autre forme en U. L’isolant 22-1 séparant les deux conducteurs 14- 1 et 20-9 est également replié et serpente entre les branches des formes en U respectives.

[0050] Les deux conducteurs 14-1 et 20-9 et l’isolant 22-1 sont tout d’abord repliés en U et imbriqués à plat, c’est-à-dire l’axe XX étant rectiligne. Cet ensemble imbriqué est ensuite enroulé autour du noyau magnétique 12. Autrement dit, l’axe XX est enroulé en spirale autour du noyau magnétique comme illustré sur la figure 1 . Sur la figure 13, l’ensemble imbriqué est enroulé en deux couches autour du noyau magnétique 12. Cette imbrication permet d’augmenter le nombre d’interfaces capacitives pour chaque tour de la spirale. Par exemple sur la figure 13, sept interfaces capacitives apparaissent pour une spirale à deux tours autour de l’axe 16.

[0051] Le conducteur électrique principal 14 est amené à être parcouru par un courant électrique ayant une intensité pouvant être plus importante que celle circulant dans le conducteur électrique auxiliaire, notamment lorsque par le conducteur électrique principal circule une phase de sortie d’un convertisseur et que le conducteur électrique auxiliaire n’est équipé que d’un seul point de raccordement et n’est utilisé que pour générer une capacité.

[0052] Pour un bobinage dont le conducteur auxiliaire est équipé de deux points de raccordement mis en oeuvre pour réaliser un filtre permettant d’évacuer des courants de fuite, en fonctionnement nominal, l’intensité du courant circulant dans le conducteur électrique auxiliaire 20 est nettement plus faible que l’intensité du courant circulant dans le conducteur électrique principal 14. Il est donc possible de prévoir un conducteur auxiliaire beaucoup plus fin que le conducteur principal. Autrement dit, chacun des conducteurs 14 et 20 est dimensionné pour supporter l’intensité nominale qui le traverse. Ce dimensionnement peut être réalisé dans l’épaisseur du conducteur, épaisseur définie perpendiculairement aux axes XX et YY.

[0053] De plus, le conducteur auxiliaire 20 peut être calibré pour fondre s’il est soumis à une intensité de courant supérieure à un seuil donné et ainsi rompre la conduction électrique entre ses deux points de raccordement. Ainsi en cas de dysfonctionnement d’un système équipé d’un tel bobinage, dysfonctionnement conduisant à une surintensité dans le conducteur auxiliaire, le bobinage est utilisé comme protection fusible du système.

[0054] Les matériaux des deux conducteurs électriques 14 et 20 peuvent être différents. Par exemple, le matériau du conducteur électrique principal 14 peut être métallique, par exemple à base d’aluminium ou de cuivre. Le matériau du conducteur électrique auxiliaire 20 peut également être métallique ou réalisé dans d’autres matériaux conducteurs comme notamment à base de graphite. Pour assurer la fonction de protection fusible, le conducteur électrique auxiliaire 20 peut par exemple être réalisé par dépôt de vapeur métallique sur l’isolant 22.

[0055] Les matériaux des deux conducteurs électriques 14 et 20 peuvent être diamagnétiques, amagnétiques ou ferromagnétiques. Le choix du type de matériau peut être différent pour les deux conducteurs électriques 14 et 20. Il est par exemple possible de réaliser conjointement le conducteur électrique auxiliaire 20 et l’isolant 22 par exemple sous forme d’un circuit imprimé souple. Ceci est particulièrement adapté si l’on souhaite par exemple adapter le dessin du conducteur électrique auxiliaire 20-5 comme cela apparait sur les figures 9 à 12.

[0056] La figure 14 représente un exemple de transformateur de neutre 30 adapté à la sortie d’un onduleur triphasé. En pratique un onduleur triphasé, ou plus généralement multi-phasé, génère trois phases u, v, w sans neutre. Certaines charges multi-phasées peuvent nécessiter le raccordement à un potentiel de neutre électrique en complément du raccordement aux différentes phases. Le transformateur 30 peut être raccordé aux trois phases de l’onduleur en parallèle du raccordement à la charge. Le transformateur 30 délivre un potentiel de neutre noté N qui est destiné à être raccordé à la charge.

[0057] Le transformateur 30 comprend un noyau magnétique 32 comprenant trois branches 32u, 32v et 32w. Autour de la branche 32u sont enroulés conjointement, comme décrit précédemment, un conducteur électrique principal 14u et un conducteur électrique auxiliaire 20u. De même, autour de la branche 32v sont enroulés conjointement un conducteur électrique principal 14v et un conducteur électrique auxiliaire 20v. Autour de la branche 32w sont enroulés conjointement un conducteur électrique principal 14w et un conducteur électrique auxiliaire 20w.

[0058] Le premier point de raccordement du conducteur électrique principal 14u est relié à la phase u, le premier point de raccordement du conducteur électrique principal 14v est relié à la phase v et le premier point de raccordement du conducteur électrique principal 14w est relié à la phase w.

[0059] Le second point de raccordement du conducteur électrique principal 14u est relié à une entrée d’un autre enroulement 34v disposé autour de la branche 32v, le second point de raccordement du conducteur électrique principal 14v est relié à une entrée d’un autre enroulement 34w disposé autour de la branche 32w et le second point de raccordement du conducteur électrique principal 14w est relié à une entrée d’un autre enroulement 34u disposé autour de la branche 32u. Les sorties des enroulements 34u, 34v et 34w sont reliées ensemble pour former le neutre N du transformateur 30.

[0060] Les conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w sont raccordés à l’un de leurs points de raccordement ensemble par exemple à une masse électrique 36 qui peut être le neutre N par l’intermédiaire d’une impédance, par exemple un composant résistif R. Il est possible d’intercaler, pour chacun des conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w, entre ce point de raccordement et le composant résistif R, une autre impédance. Sur la figure 14, la connexion des points de raccordement auxiliaires des conducteurs électriques auxiliaires 20u, 20v et 20w est représentée au voisinage des points de connexion respectifs des conducteurs électriques principaux 14u, 14v et 14w aux phases correspondantes u, v et w. Alternativement, il est tout à fait possible de disposer les points de raccordement auxiliaires à l’autre extrémité des conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w respectifs comme illustré à la figure 7 et même entre les extrémités de la façon décrite à la figure 6. Les autres points de raccordement de chacun des conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w, non représentés pour ne pas alourdir la figure, peuvent être raccordés entre eux par l’intermédiaire d’une impédance, plus précisément, une première impédance entre les conducteurs électriques auxiliaires 20u et 20v, une deuxième impédance entre les conducteurs électriques auxiliaires 20v et 20w ainsi qu’une une troisième entre les conducteurs électriques auxiliaires 20w et 20u. Il est bien entendu que les raccordements des conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w cités plus haut ne sont que des exemples et qu’il est possible de raccorder les conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w en leurs deux points de raccordement de différentes façons notamment afin d’atténuer les effets de perturbations haute fréquence.

[0061] Plus précisément, Dans l’exemple représenté sur la figure 11 , le signal de chaque phase u, v et w, voit une première inductance formée par les deux enroulements raccordés en série, par exemple l’enroulement 14u et l’enroulement 34v pour la phase u, une deuxième inductance formée par chacun des conducteurs électriques auxiliaires 20u 20v et 20w et une capacité en parallèle, par exemple la capacité associée au conducteur électrique auxiliaire 20u, 20v et 20w. Ces inductances et cette capacité forment un filtre passe bas. La résistance R permet d’amortir les perturbations haute fréquence filtrées.

[0062] Tel que représenté sur la figure 14, pour chacune des phases, le transformateur 30, ne comprend qu’un conducteur électrique auxiliaire associé à chaque conducteur électrique principal. Il est également possible de compléter ce mode de réalisation en associant un conducteur électrique auxiliaire enroulé conjointement à chacun des enroulements 34u, 34v et 34w. Les différents conducteurs électriques auxiliaires peuvent être connectés de différentes façons, par exemple en série, en parallèle ou en mettant en oeuvre une combinaison de connexions série et parallèle.

[0063] Il est également possible de prévoir un conducteur électrique auxiliaire commun aux deux enroulements d’une même branche. Par exemple, pour la branche 32u, un conducteur électrique auxiliaire pourrait être commun au conducteur électrique principal 14u et à l’enroulement 34u.

[0064] La figure 15 représente un composant 40 pouvant être mis en oeuvre notamment comme filtre inductif de mode commun ou comme transformateur. Le composant 40 comprend deux bobinages 10 tels que décrits précédemment. Les bobinages sont tous deux enroulés autour d’un même noyau magnétique 42 qui est, dans l’exemple représenté, fermé. Il est bien entendu possible de prévoir plus de deux bobinages 10 enroulés autour du même noyau magnétique. Ce noyau magnétique peut être fermé ou ouvert. Comme filtre inductif, le composant 40 est par exemple adapté à filtrer la sortie d’un redresseur délivrant une tension continue portée par une phase positive + et une phase négative -. Chaque phase circule au travers du conducteur électrique principal 14 de chaque bobinage 10. Les conducteurs électriques auxiliaires 20 de chaque bobinage 10 sont raccordés ensemble, par exemple à la masse électrique 36 éventuellement par l’intermédiaire d’un composant résistif R. En l’absence de conducteur électrique auxiliaire, il est courant d’associer un tel filtre de mode commun à des condensateurs externes, un par phase, reliés chacun entre la phase considérée et une masse électrique du système dans lequel le filtre est intégré. En mettant en œuvre l’invention, il est possible de se passer des condensateurs externes ou tout au moins d’un réduire les valeurs.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Bobinage configuré pour assurer le passage d’un courant électrique entre deux points de raccordement principaux, le dispositif comprenant :

- un noyau magnétique (12 ; 32 ; 42),

- un conducteur électrique principal (14 ; ; 14-1 ;14u,14v, 14w) en forme d’un premier ruban plat s’étendant entre deux extrémités équipées chacune d’un des points de raccordement principaux (14c, 14d), et étant enroulé autour du noyau magnétique (12 ; 32 ; 42) pour former une inductance,

- un conducteur électrique auxiliaire (20 ; 20-1 ; 20-2 ; 20-3 ; 20-4 ; 20-5 ; 20- 6 ; 20-7 ; 20-8 ; 20-9 ; 20u, 20v, 20w) en forme d’un second ruban enroulé conjointement avec le conducteur électrique principal, et équipé d’un premier point de raccordement auxiliaire (20c) et d’un second point de raccordement auxiliaire (20d ; 20-3d ; 20-4d),

- un isolant électrique (22 ; 22-1 ) séparant le conducteur électrique principal du conducteur électrique auxiliaire pour former une capacité entre les deux conducteurs électriques, dans lequel les conducteurs électriques (14, 20-5 ; 20-6 ; 20-7 ; 20-8) s’étendent selon un axe principal (XX) s’étendant dans un plan perpendiculaire à un axe (16) du noyau magnétique (12) et un axe secondaire (YY) perpendiculaire à l’axe principal (XX) et dans lequel le conducteur électrique principal (14) et le conducteur électrique auxiliaire (20 ; 20-1 ; 20-2) sont superposés partiellement selon l’axe secondaire (YY).

2. Bobinage selon la revendication 1 , dans lequel le conducteur électrique principal (14) et le conducteur électrique auxiliaire (20) sont superposés sur toute leur longueur définie selon l’axe principal (XX).

3. Bobinage selon la revendication 1 , dans lequel le conducteur électrique principal (14) et le conducteur électrique auxiliaire (20 ; 20-1 ; 20-2) sont superposés partiellement selon l’axe principal (XX).

4. Bobinage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier point de raccordement auxiliaire (20c) est situé à une des extrémités du conducteur électrique auxiliaire (20 ; 20-1 ; 20-2), extrémité définie selon l’axe principal (XX).

5. Bobinage selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le premier point de raccordement auxiliaire (20c) est situé entre les extrémités du conducteur électrique auxiliaire (20 ; 20-1 ; 20-2), extrémités définies selon un axe (XX) s’étendant dans un plan perpendiculaire à un axe (16) du noyau magnétique (12).

6. Bobinage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les matériaux du conducteur électrique principal (14) et du conducteur électrique auxiliaire (20) sont différents.

7. *Bobinage selon la revendication précédente, dans lequel un taux de recouvrement des deux conducteurs selon l’axe secondaire (YY), varie le long de l’axe principal (XX).

8. Bobinage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les conducteurs électriques (14-1 , 20-9) possèdent chacun une forme en U, les formes en U étant imbriquées.

9. Bobinage selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un second conducteur électrique auxiliaire (20-4) en forme de ruban enroulé conjointement avec le conducteur électrique principal, et équipé d’un premier point de raccordement auxiliaire (20-4c) et d’un second point de raccordement auxiliaire (20-4d).

10. Bobinage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le conducteur électrique auxiliaire (20 ; 20-1 ; 20-2 ; 20-3 ; 20-4 ; 20-5 ; 20-6 ; 20-7 ; 20-8 ; 20-9 ; 20u, 20v, 20w) est configuré pour former une protection fusible calibrée pour ne pas dépasser une valeur d’intensité de courant donnée.

11 .Transformateur comprenant au moins un bobinage (10) selon l’une des revendications précédentes formant un enroulement primaire (14u, 14v, 14w) du transformateur et un second conducteur électrique principal (34u, 34v, 34w) enroulé autour du noyau magnétique (32) du bobinage électromagnétique et formant un secondaire du transformateur (30).

12. Composant comprenant deux bobinages (10) selon l’une des revendications 1 à 9 dans lequel, les deux bobinages (10) sont enroulés autour d’un même noyau magnétique (42) fermé.