FR1348744A - Enroulement cyclique alterné pour grandes intensités de courant, pour un transformateur ou bobine de réactance - Google Patents

Description

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Enroulement cyclique alterné pour grandes intensités de couour un transformateur ou bobine de réactance. L'invention se rapporte à un enroulement alterné cyclique pour grandes intensités, de courant, pour un transformateur ou pour une bobine de réactance, composé de conducteurs montés en parallèle qui forment tous ensemble des spires disposées axialement l'une à la suite de l'autre et qui, après des longueurs d'arc déterminées changent de position de telle manière que l'enroulement est formé de deux parties extrêmes et d'une partie centrale, que dans chacune de ces parties extrêmes les longueurs d'arc entre les points de changement sont égaies, tandis que les parties extrêmes, en ce qui concerne les longueurs d'arc constantes entre les points de changement, et, vu dans le sens du courant, en ce qui concerne l'ordre réciproque alterné dea conducteurs, sont identiques, et que dans la partie centrale, chaque longueur d'arc entre deux points de changement successifs est un multiple de la longueur d'arc entre les points de changement dans les parties extrêmes de l'enroulement.

Un enroulement de ce type est connu par le brevet allemand no 1.018.983. Dans cet enroulement, les conducteurs composant chaque spire sont. placés dans une position unique orientée radiale- ment et les spires composées des parties extrêmes de l'enroulement présentent chacune autant de points de changement qu'il y a de conducteurs, si bien que ces spires contiennent chacune un cycle d'alternance complet. On obtient ainsi que les spires de divers diamètres de chaque conducteur pris séparément sont en nombre égal, de sorte que l'état de charge nulle dans tous les conducteurs produise la même tension et que des intensités compensatrices soient évitées et, égaiement, que l'influence du champ de dispersion se manifestant sous charge soit réduite à un minimum, ledit champ de dispersion, s'échappant radialement vers l'extérieur aux extrémités de l'enroulement ou dans le voisinage de ces extrémités, de sorte que des spires d'un diamètre déterminé, à ces extrémités ou dans le voisinage de ces extrémités, embrassent moins de lignes de force magnétique que les spires du même diamètre se trouvant dans la partie centrale de l'enroulement, avec, comme résultat que, sous charge, dans les spires nommées en premier lieu, les tensions induites sont inférieures à celles induites dans les spires de la partie centrale de l'enroulement, et qu'on peut donc constater sous charge, des intensités compensatrices. Un inconvénient de cet enroulement connu est que le changement des conducteurs exige un espace supplémentaire et que pour atteindre le but proposé, de nombreux points de changement sont nécessaires.

L'invention a pour but de créer un enroulement du type cité, dans lequel le changement de l'ordre des conducteurs est plus simple et exige moins de place supplémentaire, le nombre des points de changement nécessaires dans l'enroulement peut être beaucoup diminué et le nombre pratiquement utilisable des conducteurs montés en parallèle est illimité. Elle consiste en ce que les conducteurs sont placés dans des positions identiques, l'un à la suite de l'autre dans le sens axial, et orienté radiale- ment, et en ce que chaque partie extrême de l'enroulement ne présente qu'une partie du cycle d'alternance complet.

Qu'il soit remarqué qu'un enroulement alterné cyclique, composé de conducteurs montés en paral- lèle, placés dans des positions identiques, l'un à côté de l'autre dans le sens axial et orientés radiale- ment, est connu par le brevet britannique no 431.617. Mais dans cet enroulement tous les points de changement ont entre eux des distances angulaires identiques et les intensités compensatrices qui se manifestent sous charge par suite du champ de dispersion qui s'échappe vers l'extérieur aux extrémités

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de l'enroulement ou dans le voisinage de ses extrémités ne peuvent donc pas être évitées.

On a constaté que lorsque le nombre des positions de conducteur de chaque spire composée est un nombre impair, le but recherché, c'est-à-dire éviter la formation d'intensités compensatrices sous charge, peut être atteint avec une bonne approximation, tandis que si le nombre des positions est un nombre pair, l'équilibre recherché est pratiquement total sous des conditions déterminées. Ces conditions sont les suivantes : lorsque le nombre des conducteurs montés en parallèle est égal à p, que les conducteurs sont placés dans un nombre pair (n = 2a) de positions radiales identiques d'au moins deux conducteurs et que l'enroulement possède une longueur d'enroulement de c.np. fois la longueur d'arc constante (BO) entre les points de changement des parties extrêmes de l'enroulement, la longueur d'arc (BO) étant choisie de manière à ce que pour le nombre (W) de spires composées de l'enroulement, l'équation

soit un nombre entier, que chaque partie extrême de l'enroulement ait une longueur d'enroulement de

et que la partie centrale ait une longueur d'enroulement de

et que le nombre (pin) des conducteurs de chaque position radiale corresponde à l'équation pin = 2b + 1, lorsque a % 1, a, b et c étant des nombres entiers à choisir. L'équation ci-dessus signifie que lorsque le nombre des positions de conducteur (n = 2a) est supérieur à 2, c'est-à-dire, 4, 6, 8, etc., le nombre des conducteurs de chaque position ne peut être qu'un nombre impair (pin). Mais si le nombre des conducteurs est égal à 2, c'est-à-dire si a = 1, le nombre des conducteurs de chaque position peut être choisi aussi bien pair qu'impair.

L'enroulement formé de spires composées, contenant chacune un nombre pair de positions de conducteur peut être effectué de diverses manières. On peut, par exemple, faire en sorte que dans la partie centrale de l'enroulement les longueurs d'arc entre les points de changement soient le double de la longueur d'arc Bo entre les points de changement des parties extrêmes de l'enroulement, ce qui est une condition obligatoire lorsque, dans la longueur prescrite c.np. (BO) de l'enroulement, le facteur c est inférieur à 3, c'est-à-dire 1 ou 2. Si le facteur c est supérieur à 1 on peut avantageusement confectionner l'enroulement de manière à ce que sa partie centrale soit subdivisée en trois parties, dont les deux parties extrêmes en ce qui concerne la longueur d'arc constante entre les points de changement et, vu dans le même sens de courant, en ce qui concerne l'ordre alterné des conducteurs les uns par rapport aux autres, sont identiques, et que chaque partie n! p-1 présente une longueur d'enroulement de cBo, la partie centrale étant composée de

parties ayant une longueur d'enroulement de (2c- 2)B . De ce fait, le nombre des points de changement dans les enroulements dont le facteur c est supérieur à 2 est réduit à un minimum.

Les dessins, qui représentent schématiquement plusieurs enroulements suivant l'invention, servent à l'explication. Dans ces dessins Figure 1 représente un tableau synoptique d'un enroulement suivant l'invention. seule la moitié de droite de la coupe axiale des spires composées de l'enroulement étant représentée; Figure 2 représente un schéma d'un enroulement, composé de quatre conducteurs montés en parallèle; Figure 3 représente un schéma d'une partie d'un enroulement, composé de six conducteurs montés en parallèle; Figure 4 représente un schéma d'une partie d'un enroulement composé de huit conducteurs montés en parallèle; Figure 5 représente un schéma d'une partie d'un enroulement composé de douze conducteurs montés en parallèle; Figure 6 représente un schéma d'une partie d'un enroulement ayant une grande longueur d'enroulement et composé de quatre conducteurs montés en parallèle, les diverses parties de l'enroulement étant groupées d'une manière différente que dans les enroulements représentés aux figures 1 à 5.

Pour plus de simplicité on a supposé dans tous les modes d'exécution que les points de changement se trouvent à des distances angulaires de 3600 ou d'un multiple de 360O. Ceci n'est pas une condition obligatoire, car ces distances angulaires sont déterminées uniquement par l'équation

Donc, si

est supérieur ou inférieur à 1, la distance angulaire minimale des points de changement Bo sera supérieure ou inférieure à 360O.

Dans la figure 1, chaque spire composée est représentée par un rectangle. L'enroulement est formé de trois parties, c'est-à-dire des parties I, III qui en ce qui concerne la longueur d'arc constante de 3600 entre les points de changement et de l'ordre de succession alterné des conducteurs, considéré dans le même sens du courant, sont en tous points identiques, et de la partie centrale II. Les parties extrêmes I et II ont chacune une longueur d'enroulement de quatre fois 3600 et elles sont donc constituées chacune par quatre longueurs d'arc de 360 comprises entre les points de changement, ou pour parier plus simplement, de quatre spires composées. La partie centrale II est constituée par six longueurs d'arc de 360 ou de six spires composées, longueurs d'arc ou spires qui, en ce qui concerne l'ordre de

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succession des conducteurs montés en parallèle sont identiques par paires, de sorte que dans la partie centrale, il n'y a que deux points de change. ment. De même, aux points de passage entre les parties extrêmes I et II et la partie centrale III, les conducteurs changent de place. Les points de changement sont indiqués par une croix et la liaison entre deux longueurs d'arc égales de 360 , c'est- à-dire entre deux spires composées est indiquée par un trait vertical.

L'effet de l'invention ressort des enroulements des figures 2, 3, 4, 5 et 6. L'enroulement suivant la figure 2 est composé de quatre conducteurs montés en parallèle qui forment ensemble huit longueurs d'arc de 360 ou 8 spires composées. Les parties extrêmes I et III sont constituées chacune par trois longueurs d'arc et la partie centrale II possède deux longueurs d'arc qui sont identiques. Il ressort de l'ordre de succession des conducteurs, indiqués par des chiffres, de chaque longueur d'arc, de 3600; ou de chaque spire, que les conducteurs des longueurs d'arc ou des spires des parties extrêmes I et III changent de position chaque fois et que la première et la dernière longueur d'arc ou spire de chaque partie extrême et, comme les parties extrêmes I et III sont identiques, la première et la dernière longueur d'arc ou spire de l'enroulement sont po- lairement symétriques en ce qui concerne l'ordre de succession des conducteurs. De ce fait, les différences sont compensées, qui naissent de champ magnétique radialement divergent, sous charge, aux extrémités de l'enroulement. Ceci s'applique également aux enroulements représentés aux figures 3, 4 et 5.

Si le nombre des conducteurs montés en parallèle est indiqué par p et le nombre des positions des conducteurs de chaque spire composée est égal à n = 2a, c'est-à-dire un nombre pair tandis que la longueur d'arc minimale entre deux points de changement est égaie à Bo, la longueur d'enroulement du bobinage sera alors égal à cnpBo et le nombre des spires composées devient

car ii a été supposé clans les modèles d'exécution que Bo = 3600. Les enroulements représentés au figures 2, 3, 4 et 5, c étant égal à 1, sont donc constitués respectivement par 2 X 4 = 8, 2 X 6 = 12, 2 x 8 = 16 et 4 X 12 = 48 longueurs d'arc de 3600 ou spires compoEées. Les parties extrêmes I et III de ces enroulements possèdent

c'est-à-dire respPctivenient

et longueurs d'arc de

3600 ou spires composées, tandis que la partie centrale est constituée par

soit respectivement

et

longueurs d'arc de 3600 ou spires composées, qui. sont identiques par paires.

Les enroulements suivant les figures 2, 3, 4 et 5 possèdent

c'est-à-dire respectivement

points de changement. Si, c étant égal à 1, le nombre des spires coin posées d'un enroulement est égal à W et l'arc minimum entre deux points de changement égal à Bo, on a en générai un nombre de points de changement d'un enroulement égal à

L'enroulement représenté à la figure 6 est consti tué par enp longueurs d'arc de 360 ou spires coin posées avec deux positions de deux conducteurs montés en parallèle. En outre, c = 3, n = 2 et p = 4. Les longueurs d'arc de 3600 ou les spires sont groupées de telle manière que le nombre des points de changement des conducteurs est le plus réduit possible. L'enroulement est constitué de nouveau par deux parties extrêmes I et III en tous points identiques, qui possèdent chacune

longueurs d'arc de 3600 ou spires composées, tandis que la partie centrale II est formée de

longueurs d'arc ou spires, de sorte que le nombre des longueurs d'arc ou des spires composées de l'enroulement est 24. La particularité de cet enroulement est que la partie centrale II du bobinage se décompose en trois parties lId, IIb et IIc, dans lesquelles, IIa et IIc sont identiques et comprennent chacune

groupe de c = 3 longueu'r's d'arc Bo de 3600 ou spires composées et la partie IIb comprend

groupes de 2c - 2 = 4 longueurs d'arc ou spires composées égales. Grâce à ce groupement, le nombre des points de changement est ramené à

ou, si le nombre des spires composées de l'enroulement est représenté par

à

L'enroulement repré- :.enté à la figure 6, dans lequel on a choisi pour plus de simplicité B0 = 3600, n'a donc que

points de changement. Il devient clair que, de cette façon, on peut limiter fortement le nombre des points de changement.

Si, par exemple, l'enroulement représenté à la figure 6 contenait 23 ou 25 spires au lieu de 24,

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la longueur d'arc minimale entre les points de changement devrait être de 345O et 3750 respectivement, ce qui peut être déduit de l'égalité

Claims (1)

1. RÉSUMÉ 10 Enroulement alterné cyclique pour grandes intensités de courant, pour un transformateur ou une bobine de réactance, constitué par des conducteurs montés en parallèle qui forment ensemble des spires composées, disposées axialement l'une à la suite de l'autre et qui changent de position après des longueurs d'arc déterminées, de telle manière que fenrouiement est composé de deux parties extrêmes et d'une partie centrale entre les deux parties extrêmes, dans chacune de ces parties extrêmes les longueurs d'arc entre les points de changement étant identiques, tandis que les parties extrêmes sont également identiques en ce qui concerne la longueur d'arc constante entre les points de changement et, considéré dans le même sens de courant, en ce qui concerne l'ordre de succession des conducteurs 1'un par rapport à l'autre, et que dans la partie centrale, chaque longueur d'arc entre deux points de changement successifs est un multiple de la longueur d'arc entre les points de changement des parties extrêmes de l'enroulement,, caractérisé en ce que les conducteurs sont disposés suivant des positions identiques l'un à côté de l'autre dans le plan axial et orientés radiaiement, et en ce que chaque partie extrême de l'enroulement ne présente qu'une partie du cycle d'alternance complet; 20 Enroulement cyclique alterné tel que spécifié en 10, caractérisé en outre, par les points suivants pris ensemble ou séparément a. Ii est constitué par un nombre (p) de conduc- teurs-montés en parallèle, les conducteurs sont placés dans un nombre pair (n = 2d) de positions radiales identiques d'au moins deux conducteurs, l'enroulement a une longueur de c.np. Xia. longueur d'arc constante Bo entre les points de changement des parties extrêmes de l'enroulement, la longueur d'arc Ba étant choisie de telle manière que pour le nombre (W) des spires composées de l'enroulement, l'équa- tion

   soit égaie a un nombre entier, chaque partie extrême de l'enroulement a une longueur d'enroulement de

   et la partie centrale de ce même enroulement a une longueur d'enroulement de

   et le nombre p In des conducteurs de chaque position radiale correspond à l'équation pln = 2b -I- 1, lorsque d>1, d, b et c étant des nombres entiers à choisir; b. Dans la partie centrale de l'enroulement, les longueurs d'arc entre les points de changement sont le double des longueurs d'arc Bo entre les points de changement dans les parties extrêmes de l'enroulement; c. L'enroulement a une longueur d'enroulement de cnpB , c étant un nombre entier supérieur à 1, et la partie centrale de l'enroulement se subdivise en trois parties dans lesquelles les deux parties extérieures sont identiques en ce qui concerne la longueur d'arc constante entre les points de changements et en ce qui concerne l'ordre de succession alterné des conducteurs l'un par rapport à l'autre, ordre considéré dans le même sens de courant, chaque partie extérieure étant composée de

   fois une longueur d'enroulement de cBO, tandis que la partie centrale est composée de

   fois une longueur d'enroulement de (2c-2)BO.