FR2484129A1 - HIGH VOLTAGE MEDIUM AND HIGH FREQUENCY TRANSFORMER - Google Patents
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Abstract
TRANSFORMATEUR HAUTE TENSION A MOYENNE ET HAUTE FREQUENCES, CARACTERISE EN CE QU'IL EST CONSTITUE PAR DES CONDUCTEURS CREUX INTEGRALEMENT REFROIDIS PAR LA CIRCULATION D'UN FLUIDE REFRIGERANT ET EN CE QUE LES ENROULEMENTS 1, 6; 2, 3, 4, 5 SONT BOBINES DEUX A DEUX EN SENS INVERSES ET MIS EN PARALLELE POUR PERMETTRE UNE INTRODUCTION E-E ET UNE EVACUATION S-S DU FLUIDE REFRIGERANT AU POTENTIEL NUL.HIGH VOLTAGE MEDIUM AND HIGH FREQUENCY TRANSFORMER, CHARACTERIZED IN THAT IT IS CONSTITUTED BY HOLLOW CONDUCTORS FULLY COOLED BY THE CIRCULATION OF A REFRIGERANT FLUID AND IN THAT THE WINDINGS 1, 6; 2, 3, 4, 5 ARE COILS TWO BY TWO IN REVERSE DIRECTION AND SET IN PARALLEL TO ALLOW E-E INTRODUCTION AND S-S EVACUID OF THE REFRIGERANT FLUID AT ZERO POTENTIAL.
Description
Ea présente invention est relative à un transformateur haute tension àThe present invention relates to a high voltage transformer with
moyenne et haute fréquences. On sait que les génératurs apériodiques utilisés pour le chauffage haute et moyenne fréquences sont constitués de deux parties. d'une part le générateur proprement dit et d'autre part un circuit oscil- lant qui comprend l'inducteur et les condensateurs ces deux parties étant reliées par un transformateur apériodique qui medium and high frequencies. It is known that aperiodic generators used for high and medium frequency heating consist of two parts. on the one hand the generator itself and on the other hand an oscillating circuit which includes the inductor and the capacitors these two parts being connected by an aperiodic transformer which
constitue la pièce maîtresse du générateur. is the centerpiece of the generator.
A l'heure actuelle ces transformateurs apériodiques sont réalisés à l'aide de feuillards de clinquant de cuivre isolés At present these aperiodic transformers are produced using insulated copper foil strips
par un film spécial à faibles pertes diélectriques. Cette dis- by a special film with low dielectric losses. This dis-
position permet de réaliser des transformateurs très compacts avec un excellent rendement. Cependant les transformateurs connus, présentent par constitution, les inconvénients suivants: - le gradient de tension dans la bobine est très élevé, ce qui rend difficile d'éviter les amorçages entre spires position allows very compact transformers to be produced with excellent efficiency. However, known transformers have the following disadvantages by constitution: - the voltage gradient in the coil is very high, which makes it difficult to avoid strikes between turns
- leur structure m9me ne permet pas un refroidissement conve- - their very structure does not allow suitable cooling
nable ce qui entraîne une élévation de la température au coeur du transformateur et par suite une déterrioration des isolants X - ils comportent une capacité répartie, source de liaison parasite entre le générateur et le.circuit oscillante Cette invention se propose d'apporter un transformateur filler which leads to a rise in temperature at the heart of the transformer and consequently a deterioration of the insulators X - they have a distributed capacity, source of parasitic connection between the generator and the oscillating circuit. This invention proposes to provide a transformer
apériodique ne présentant pas les inconvénients ci-dessus. aperitif without the above drawbacks.
A cet effet elle vise un transformateur haute tension à To this end, it targets a high voltage transformer with
moyenne et haute fréquences, caractérisé en ce qu'il est consti- medium and high frequencies, characterized in that it is
tué par des conducteurs creUx intégralement refroidis par la killed by creUx conductors fully cooled by the
circulation d'un fluide réfrigérant et en ce que les enroule- circulation of a coolant and in that the
ments sont bobinés deux à deux en sens inverse et mis en paral- elements are wound two by two in opposite directions and put in parallel
lèle. La combinaison: conducteurs creux parcourus par un fluide réfrigérant et bobinage en sens inverse des enroulements assure un refroidissement parfait du transformateur tout en permettant the the. The combination: hollow conductors traversed by a coolant and winding in opposite directions of the windings ensures perfect cooling of the transformer while allowing
l'introduction et l'évacuation du fluide réfrigérant à un po- the introduction and evacuation of the coolant to a point
tentiel nul, ce qui supprime l'essentiel dés servitudes liées zero tential, which removes most of the related easements
au réfrigérant.refrigerant.
Selon l'invention les conducteurs creux sont de préférence According to the invention the hollow conductors are preferably
des conducteurs tubulaires à sections circulaires ou rectangu- tubular conductors with circular or rectangular sections
laires à bords arrondis, ne présentant aucun angle vif afin d'éviter l'effet corona. De préférence les conducteurs sont laires with rounded edges, presenting no sharp angle in order to avoid the corona effect. Preferably the conductors are
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recouverts d'une gaine isolante, par exemple en "Teflon", sans covered with an insulating sheath, for example in "Teflon", without
aucune discontinuité.no discontinuity.
L'invention vise également un transformateur tel que défi- The invention also relates to a transformer as defined
ni ci-dessus, transformé en auto-transformateur par une conne- above, transformed into an auto-transformer by a con-
xion extérieure au circuit magnétique afin d'éviter la création xion outside the magnetic circuit to avoid creation
d'une demi spire.half a turn.
D'autres caractéristiques et avantages de cette invention Other features and advantages of this invention
ressortiront de la description faite ci-après en référence aux will emerge from the description given below with reference to
dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins appended drawings which illustrate various examples of embodiment devoid of any limiting nature. On the drawings
- la figure 1 représente de façon schématique un transfor- - Figure 1 shows schematically a transformer
mateur apériodique selon l'invention; aperiodic mater according to the invention;
- la figure 2 illustre de façon schématique un auto-transfor- - Figure 2 schematically illustrates a self-transforming-
mateur dérivé du transformateur selon la figure 1, et - la figure 3 représente de façon schématique la disposition matrix derived from the transformer according to figure 1, and - figure 3 schematically represents the arrangement
des spires et des isolants de l'auto-transformateur repré- turns and insulators of the auto-transformer shown
senté à la figure 2. -felt in figure 2. -
La figure 1 représente schématiquement un transformateur Figure 1 shows schematically a transformer
selon l'invention.according to the invention.
L'enroulement secondaire 1 est disposé au centre de la bobine, puis sont disposées deux couches 2, 3 de l'enroulement primaire, l'extrémité de cet enroulement étant relié à la haute tension, puis on bobine en sens inverse deux autres couches 4, de l'enroulement primaire et enfin à l'extérieur on bobine la dernière couche de l'enroulement secondaire 6, en sens inverse The secondary winding 1 is placed in the center of the coil, then two layers 2, 3 of the primary winding are arranged, the end of this winding being connected to the high voltage, then two other layers are wound in the opposite direction. , of the primary winding and finally outside, the last layer of the secondary winding 6 is wound, in the opposite direction
de la couche 1.of layer 1.
Sur cette figure 1 on a désigné par E et E' les entrées In this figure 1 we have designated by E and E 'the inputs
du fluide réfrigérant et par S et S' leurs sorties respectives. refrigerant and by S and S 'their respective outputs.
On voit que dans les différents enroulements le fluide de re- We see that in the various windings the fluid of re-
froidissement est introduit et est évacué au potentiel de la masse. La figure 2 illustre un auto-transformateur dérivé du coldening is introduced and is evacuated to ground potential. Figure 2 illustrates an auto-transformer derived from
transformateur représenté à la figure 1. transformer shown in Figure 1.
L'enroulement secondaire Il comprenant une seule couche est disposé au centre de la bobine, ensuite sont disposées deux couches 12, 13 de l'enroulement primaire, l'extrémité de cet enroulement étant relié au potentiel de l'anode A. Ensuite sont The secondary winding II comprising a single layer is placed in the center of the coil, then two layers 12, 13 of the primary winding are arranged, the end of this winding being connected to the potential of the anode A. Next are
bobinées en sens inverse, deux autres couches 14, 15 de l'en- wound in opposite directions, two other layers 14, 15 of the
roulement primaire et enfin à l'extérieur la dernière couche 16 primary bearing and finally outside the last layer 16
ce l'enroulement secondaire, bobinée en sens inverse de la pre- this the secondary winding, wound in opposite direction to the first
mière couche 11.layer 11.
Sur cette figure 2, on voit que dans les différents enrou- In this figure 2, we see that in the different windings
lements, le fluide de refroidissement circule bien en série et va de la masse à la masse en passant par le potentiel le plus élevé. Par contre, électriquement les deux primaires sont montés en parallèle ainsi que les deux secondaires. On voit également que la raccordement entre deux couches s'effectue de façon que la tension entre deux spires de couches successives ne dépasse Lements, the coolant circulates well in series and goes from the mass to the mass while passing by the highest potential. By cons, electrically the two primary are mounted in parallel as well as the two secondary. We also see that the connection between two layers is made so that the tension between two turns of successive layers does not exceed
pas la tension entre les spires extrêmes d'une couche. not the tension between the extreme turns of a layer.
Sur la figure 3 on a schématisé la disposition relative In Figure 3 we have schematized the relative arrangement
des spires et des isolants.turns and insulators.
Sur cette figure on a schématisé en 20 le circuit magné- This figure shows schematically at 20 the magnetic circuit
tique. La première spire intérieure 11 de l'enroulement secon- tick. The first inner turn 11 of the second winding
daire est soudée sur une feuille de cuivre rigide 11' couvrant daire is soldered on a rigid copper sheet 11 'covering
toute la hauteur du bobinage. Cette feuille de cuivre sert d'é- the entire height of the winding. This copper foil serves as a
cran en tension entre les enroulements et le circuit magnétique 20. Les autres spires du secondaire sont bobinées autour de cette première spire qui est isolée à l'intérieur et sur toute tension notch between the windings and the magnetic circuit 20. The other turns of the secondary are wound around this first turn which is isolated inside and on all
sa hauteur par une feuille isolante T par exemple en "Teflon". its height by an insulating sheet T for example in "Teflon".
La dernière spire extérieure 16 est réalisée de façon identique. The last outer coil 16 is produced in an identical manner.
Le primaire est constitué de deux couches isolées entre elles et par rapport au secondaire par un isolant, de préférence une feuille de "Teflon"T. L'ensemble de ce bobinage est moulé The primary consists of two layers insulated from each other and from the secondary by an insulator, preferably a sheet of "Teflon" T. The whole of this winding is molded
dans l'araldite. Le refroidissement des conducteurs étant par- in araldite. The cooling of the conductors being par-
fait, il n'y a pas à craindre de risque de dilatations, dilata- fact, there is no need to fear the risk of dilation, dilata-
tions qui pourraient provoquer à la longue des fissures altèrant tions that could cause cracks in the long term altering
l'isolement électrique de l'ensemble.. the electrical isolation of the assembly ..
Le circuit magnétique 20 est du type cuirassé: il est The magnetic circuit 20 is of the battleship type: it is
constitué de U en ferrites.made up of U ferrites.
Selon une variante, si l'alimentation en fluide de refroi- Alternatively, if the supply of coolant
dissement le permet, on peut supprimer les enroulements inverses. dissement allows, we can remove the reverse windings.
A cet effet on constitue une colonne de fluide isolante et on isole très soigneusement la couche extérieure du bobinage du For this purpose an insulating fluid column is formed and the outer layer of the winding of the winding is very carefully isolated.
circuit magnétique. Un bon résultat est obtenu par 10 mm d'aral- magnetic circuit. A good result is obtained by 10 mm of aral-
dite et 10 mm d'air. Dans ce cas il est préférable de monter said and 10 mm of air. In this case it is better to climb
l'ensemble du transformateur sur des plots d'isolement. the entire transformer on isolation pads.
Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas li- Of course, this invention is not limited to
mitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais mitée with the examples of realization described and represented but
qu'elle en englobe toutes les variantes. that it encompasses all variants.
RLVEiNLCATICN SRLVEiNLCATICN S
1.- Transformateur haute tension à moyenne et haute fré- 1.- High voltage transformer at medium and high fre-
quences, caractérisé en ce qu'il est constitué par des conduc- quences, characterized in that it is constituted by conduc-
teurs creux intégralement refroidis par la circulation d'un fluide réfrigérant et en ce que les enroulements (1,6; 2,3,4,5) sont bobinés deux à deux en sens inverses et mis en parallèle pour permettre une introduction (E-E') et une évacuation (S-S') hollow cores fully cooled by the circulation of a coolant and in that the windings (1,6; 2,3,4,5) are wound in pairs in opposite directions and placed in parallel to allow introduction (E- E ') and an evacuation (S-S')
du fluide réfrigérant au potentiel nul. - refrigerant with zero potential. -
2.- Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs creux sont des conducteurs tubulaires dont les sections ne présentent pas d'angle vif afin d'éviter 2.- transformer according to claim 1, characterized in that the hollow conductors are tubular conductors whose sections do not have a sharp angle to avoid
l'effet corona.the corona effect.
3.- Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les conducteurs tubulaires sont à section circulaire 3.- transformer according to claim 2, characterized in that the tubular conductors are of circular section
ou rectangulaire à bords arrondis.or rectangular with rounded edges.
4.- Transformateur selon l'une quelconque des revendications 4.- transformer according to any one of claims
précédentes, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont re- above, characterized in that said conductors are re-
couverts de façon continue par une gaine isolante. continuously covered by an insulating sheath.
5.- Transformateur selon l'une quelconque des revendica- 5.- Transformer according to any one of the claims
tions précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'en- tions, characterized in that it consists of
roulements à plusieurs couches bobinées de façon que la tension nominale entre deux spires de couches successives ne dé-passe multi-layer bearings wound so that the nominal voltage between two turns of successive layers does not exceed
pas la tension entre deux spires extérieures d'une même couche. not the tension between two outer turns of the same layer.
6.- Transformateur selon l'une quelconque des revendica- 6.- Transformer according to any one of the claims
tions précédentes, caractérisé en ce que le secondaire est bo- tions, characterized in that the secondary is
biné sur un écran isolé au potentiel masse afin d'éviter les hoeed on an isolated screen with ground potential in order to avoid
effluves dues aux aspérités du circuit magnétique. aromas due to the roughness of the magnetic circuit.
7.- Auto-transformateur obtenu à partir d'un transforma- 7.- Auto-transformer obtained from a transforma-
teur selon l'une quelconque des revendications précédentes, à tor according to any one of the preceding claims, to
l'aide d'une connexion extérieure au circuit magnétique pour using an external connection to the magnetic circuit for
éviter la création d'une demi-spire. avoid the creation of a half-turn.
8.- Transformateur ou auto-transformateur selon l'une 8.- Transformer or auto-transformer according to one
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce any one of the preceding claims, characterized in
qu'il ne comprend pas de bobinage inverse, le potentiel du fluide réfrigérant étant amené à la masse par une colonne de ce fluide et en ce que le circuit magnétique, constitué de ferrites, est isolé des conducteurs à haut potentiel, par une couche that it does not include a reverse winding, the potential of the refrigerant being brought to ground by a column of this fluid and in that the magnetic circuit, consisting of ferrites, is isolated from the high potential conductors, by a layer
d'isolant, du type araldite, et un joint d'air, l'arature re- of insulation, of the araldite type, and an air seal, the reinforcement
posant de préférence sur des isolateurs. preferably placed on insulators.
ii
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