FR2707037A1 - Method of fabricating a torus for measuring electric current and torus obtained - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des tores de mesure de courant électrique. The present invention relates to the field of electrical current measuring toroids.
Les tores de mesure de courant électrique sont utilisés notamment pour la détection des courants de défaut dans les cables de réseaux électriques. Electric current measuring toroids are used in particular for the detection of fault currents in cables of electric networks.
Les tores de mesure connus comprennent généralement un circuit magnétique en forme de tore adapté pour entourer le cable parcouru par le courant électrique à mesurer formant primaire et un bobinage formant secondaire qui entoure le circuit magnétique. The known measurement toroids generally comprise a magnetic circuit in the form of a torus adapted to surround the cable traversed by the electric current to be measured forming a primary and a winding forming a secondary which surrounds the magnetic circuit.
On peut trouver une description de tels tores de mesure de courant électrique dans les documents US-A-3 771 049, FR-A-2 646 714 et FR-A-2 672 152. A description of such electrical current measuring toroids can be found in the documents US-A-3,771,049, FR-A-2,646,714 and FR-A-2,672,152.
Comme le montre ces documents, les tores de mesure utilisés actuellement sont généralement du type ouvrant pour permettre leur installation sur le cable sans avoir à déconnecter celui-ci. As these documents show, the measurement toroids currently used are generally of the opening type to allow their installation on the cable without having to disconnect it.
Pour celà les tores actuels sont formés généralement par surmoulage d'un bloc en matériau électriquement isolant sur un circuit magnétique torique, puis tronçonnage de l'ensemble ainsi formé, selon un diamètre, en deux demi-tores. Ces demi-tores sont conçus pour être réassemblés autour du cable à l'aide de tous moyens adéquats, le plus souvent un collier de serrage. For this, the current toroids are generally formed by overmolding a block of electrically insulating material on a toroidal magnetic circuit, then cutting the assembly thus formed, according to a diameter, into two half-tori. These half toroids are designed to be reassembled around the cable using any suitable means, most often a clamp.
La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les tores de mesure de courant connus. The present invention now aims to improve the known current measurement toroids.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de fabrication d'un tore de mesure comprenant les étapes qui consistent à i) placer deux demi-tores en matériau magnétique, dont l'un entouré d'un bobinage, dans un moule, les faces polaires respectives des demi-tores étant disposées en regard, ii) placer un intercalaire entre les faces polaires respectives des demi-tores, iii) alimenter électriquement le bobinage, et iv) remplir le moule à l'aide d'une matière électriquement isolante pour former une enveloppe électriquement isolante respective sur la périphérie de chaque demi-tore en matériau magnétique ainsi que sur le bobinage associé à l'un de ceux-ci. This object is achieved in the context of the present invention by a method of manufacturing a measuring toroid comprising the steps which consist in i) placing two half-tori made of magnetic material, one of which is surrounded by a coil, in a mold, the respective polar faces of the half-toroids being arranged facing each other, ii) placing an interlayer between the respective polar faces of the half-toroids, iii) electrically supplying the winding, and iv) filling the mold using an electrically insulating material to form a respective electrically insulating envelope on the periphery of each half-core made of magnetic material as well as on the winding associated with one of these.
La présente invention concerne également les tores de mesure comprenant deux demi-tores en matériau magnétique surmoulés dune enveloppe électriquement isolante respective ainsi obtenus, dans lesquels les faces d'extrémité des enveloppes surmoulées, correspondant aux faces polaires du circuit magnétique, sont obtenues par moulage et non par usinage, et dans lesquels lesdites faces polaires du circuit magnétique affleurent ces faces d' extrémité. The present invention also relates to the measuring toroids comprising two half-tori of magnetic material overmolded with a respective electrically insulating envelope thus obtained, in which the end faces of the overmolded envelopes, corresponding to the polar faces of the magnetic circuit, are obtained by molding and not by machining, and in which said pole faces of the magnetic circuit are flush with these end faces.
Comme on l'expliquera par la suite le procédé conforme à la présente invention permet d'obtenir deux demi-tores en matériau magnétique surmoulés d'une enveloppe électriquement isolante respective, qui sont parfaitement complémentaires au niveau de leurs faces polaires. Le procédé conforme à la présente invention permet ainsi d'une part de minimiser l'entrefer, d'autre part d'améliorer l'étanchéité, par rapport aux tores antérieurs connus. As will be explained hereinafter, the method according to the present invention makes it possible to obtain two half-toruses of magnetic material overmolded with a respective electrically insulating envelope, which are perfectly complementary at their polar faces. The method according to the present invention thus makes it possible on the one hand to minimize the air gap, on the other hand to improve the tightness, compared to the known prior toroids.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue axiale d'un tore conforme à la présente invention, en position assemblée, - la figure 2 représente une vue en coupe axiale du meme tore selon le plan de coupe référencé II-II sur la figure 1 (ce plan de coupe II-II est orthogonal au plan de joint séparant les deux demi-tores), - la figure 3 représente une vue latérale du même tore, - la figure 4 représente une vue partielle en coupe axiale du même tore, - la figure 5 représente les deux demi-tores dans la cavité du moule, séparés par deux intercalaires, - la figure 6 représente une vue axiale, partiellement en coupe, de deux demi-tores composant un tore de mesure conforme à une variante de réalisation de l'invention avant assemblage, - la figure 7 représente une vue latérale interne de l'un de ces demi-tores conformes à la variante de réalisation de l'invention, et - la figure 8 représente selon une vue en coupe trasversale à l'axe du tore, deux intercalaires utilisés pour le moulage des deux demi-tores conformes à cette variante. Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, and with reference to the appended drawings given by way of nonlimiting examples and in which - FIG. 1 represents an axial view of 'a torus according to the present invention, in the assembled position, - Figure 2 shows an axial sectional view of the same torus according to the sectional plane referenced II-II in Figure 1 (this sectional plane II-II is orthogonal to parting line separating the two half toroids), - Figure 3 shows a side view of the same torus, - Figure 4 shows a partial view in axial section of the same torus, - Figure 5 shows the two half toroids in the mold cavity, separated by two spacers, - Figure 6 shows an axial view, partially in section, of two half-toroids making up a measuring toroid according to an alternative embodiment of the invention before assembly, - Figure 7 shows an internal side view of one of these half toroids according to the alternative embodiment of the invention, and - Figure 8 shows in a cross-sectional view to the axis of the torus, two spacers used for molding two half toroids conforming to this variant.
On va tout d'abord décrire le premier mode de réalisation conforme à la présente invention représenté sur les figures 1 à 4. We will first describe the first embodiment according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4.
On aperçoit sur ces figures un dispositif de mesure du type transformateur de courant torique comprenant deux demi-tores 100, 150. These figures show a measuring device of the toroidal current transformer type comprising two half-tori 100, 150.
Chacun de ces demi-tores 100, 150 comprend plus précisément un demi-tore de circuit magnétique 110, 160 revêtu d'une enveloppe respective en matériau synthétique électriquement isolant 120, 170. Each of these half-toruses 100, 150 more precisely comprises a half-torus of magnetic circuit 110, 160 coated with a respective envelope of electrically insulating synthetic material 120, 170.
L'un des demi-tores 110 du circuit magnétique est pourvu d'un bobinage 140. Le bobinage 140 est avantageusement centré sur le demi-tore 110. One of the half-toruses 110 of the magnetic circuit is provided with a coil 140. The coil 140 is advantageously centered on the half-torus 110.
Comme on le voit sur la figure 1, ces deux demitores 100, 150 sont conçus pour être assemblés sur un cable à l'aide de tous moyens appropriés, par exemple à l'aide d'un collier classique à serrage rapide 200. Le collier 200 représenté sur la figure 1 comprend une bande 202 souple munie d'un crochet 204 à une première extrémité et d'une boucle 206 articulée sur un levier 208 lui même monté à pivotement sur la seconde extrémité de la bande 202. La boucle 206 est ainsi adaptée pour venir s'accrocher sur le crochet 204 après dépassement de point mort par le levier 208. As can be seen in FIG. 1, these two half-lengths 100, 150 are designed to be assembled on a cable using any suitable means, for example using a conventional quick-release collar 200. The collar 200 shown in FIG. 1 comprises a flexible band 202 provided with a hook 204 at a first end and a loop 206 articulated on a lever 208 itself pivotally mounted on the second end of the band 202. The loop 206 is thus adapted to hook onto the hook 204 after passing neutral point by the lever 208.
Les deux demi-tores 110, 160 du circuit magnétique sont conçus pour former un tore complet de révolution autour d'un axe 101 lorsque leurs faces polaires 112, 114, 162, 164 sont accolées respectivement deux à deux. On entend par "face polaire" des demi-tores 110, 160 les faces d'extrémité coplanaires de ceux-ci, situées dans un plan diamétral passant par l'axe 101. Pour permettre à la fois une bonne étanchéité du dispositif et des performances de mesure satisfaisantes, lesdites faces polaires 112, 114, 162, 164 doivent présenter un état de surface soigné. The two half-tori 110, 160 of the magnetic circuit are designed to form a complete torus of revolution around an axis 101 when their pole faces 112, 114, 162, 164 are joined two by two respectively. The term "polar face" means half-tori 110, 160 the coplanar end faces thereof, located in a diametral plane passing through the axis 101. To allow both good sealing of the device and performance of satisfactory measurement, said pole faces 112, 114, 162, 164 must have a neat surface condition.
Les demi-tores 110, 160 peuvent être formés de tout matériau connu approprié. Il s'agit de préférence de demi-tores feuilletés. Ces demi-tores 110, 160 peuvent être réalisés par exemple par superposition ou bobinage de rubans en tole magnétique fixés par tout moyen connu, par exemple à l'aide d'un vernis d'enrobage. En pratique, l'on peut réaliser dans un premier temps un tore complet de révolution par bobinage en spiral d'un ruban de tole, puis tronçonnage de ce tore, par un plan diamétral, en deux demi-tores, moyennant rectification ultérieure et traitement approprié, par exemple anti-corrosion, des faces polaires 112, 114, 162, 164 alors obtenues. The half toroids 110, 160 can be formed from any suitable known material. They are preferably laminated half toroids. These half toroids 110, 160 can be produced for example by superimposition or winding of ribbons made of magnetic sheet fixed by any known means, for example using a coating varnish. In practice, a complete torus of revolution can firstly be produced by spiral winding of a sheet metal strip, then cutting of this torus, by a diametral plane, into two half-toruses, with subsequent rectification and treatment. suitable, for example anti-corrosion, of the polar faces 112, 114, 162, 164 then obtained.
Les demi-tores 110, 160 peuvent être réalisés selon toute autre technique connue de l'homme de l'art par exemple par moulage, pressage, filtrage ... The half toroids 110, 160 can be produced according to any other technique known to those skilled in the art, for example by molding, pressing, filtering, etc.
Pour fabriquer les demi-tores 100 et 150 selon l'invention, les demi-tores de circuit magnétique 110, 160 dont l'un 110 pourvu du bobinage 140, sont placés dans la cavité d'un moule 400 complémentaire des enveloppes 120, 170 respectives recherchées. La cavité du moule 400 est en outre adaptée pour recevoir deux intercalaires 410, l'un respectivement entre chaque paire de faces polaires 112, 162 d'une part, 114, 164 d'autre part disposées respectivement en regard. To manufacture the half toroids 100 and 150 according to the invention, the magnetic circuit half toroids 110, 160, one of which 110 provided with the winding 140, are placed in the cavity of a mold 400 complementary to the envelopes 120, 170 respective sought. The mold cavity 400 is further adapted to receive two inserts 410, one respectively between each pair of pole faces 112, 162 on the one hand, 114, 164 on the other hand arranged respectively opposite.
Pour simplifier l'illustration, le moule 400 précité n'a pas été représenté dans le détail sur la figure 5 annexée. La cavité 402 du moule a la forme générale d'une chambre annulaire complémentaire des enveloppes 120, 170, entourant un noyau central 404 qui correspond au canal central du tore. Toutefois, on va maintenant préciser la géométrie des enveloppes 120, 170 complémentaires représentées sur les figures 1 à 4. To simplify the illustration, the aforementioned mold 400 has not been shown in detail in the appended FIG. 5. The cavity 402 of the mold has the general shape of an annular chamber complementary to the envelopes 120, 170, surrounding a central core 404 which corresponds to the central channel of the torus. However, we will now specify the geometry of the complementary envelopes 120, 170 shown in FIGS. 1 to 4.
Selon ces figures 1 à 4 les deux enveloppes 120, 170 possèdent des faces d'extrémité 122, 124, 172, 174 planes, coplanaires entre elles et coplanaires des faces polaires 112, 114, 162, 164 précitées. Pour obtenir de telles faces d'extrémité planes selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 4, les intercalaires 410 placés dans la cavité du moule 400 entre les faces polaires 112, 162 et 114, 164 respectivement, sont des intercalaires plans centrés sur un plan diamétral passant par l'axe 101, comme on le voit sur la figure 5. According to these Figures 1 to 4 the two envelopes 120, 170 have end faces 122, 124, 172, 174 planes, coplanar with each other and coplanar with the polar faces 112, 114, 162, 164 mentioned above. To obtain such flat end faces according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the spacers 410 placed in the cavity of the mold 400 between the pole faces 112, 162 and 114, 164 respectively, are centered spacers on a diametral plane passing through the axis 101, as seen in FIG. 5.
I1 peut s'agir d'intercalaires 410 formés d'un film souple ou rigide pourvu le cas échéant d'un insert en matériau magnétique placé en regard des faces polaires 112, 162, 114 et 164 pour assurer la continuité du circuit magnétique entre les demi-tores 110, 160. Un tel insert en matériau magnétique est inutile si le film intercalaire présente une faible épaisseur. I1 may be spacers 410 formed of a flexible or rigid film provided where appropriate with an insert of magnetic material placed opposite the pole faces 112, 162, 114 and 164 to ensure the continuity of the magnetic circuit between the half toroids 110, 160. Such an insert made of magnetic material is useless if the interlayer film has a small thickness.
Les intercalaires 410 s'étendent sur toute la hauteur de la cavité du moule 402. Ils ont une largeur égale à celle de la chambre annulaire formant cette cavité 402 pour éviter toute liaison entre les enveloppes 120, 170 lors du moulage. The spacers 410 extend over the entire height of the mold cavity 402. They have a width equal to that of the annular chamber forming this cavity 402 to avoid any connection between the envelopes 120, 170 during molding.
La première enveloppe 120 est définie par deux faces principales planes 126, 128, une surface externe 130 et une surface interne 132. The first envelope 120 is defined by two main flat faces 126, 128, an external surface 130 and an internal surface 132.
Les deux faces principales 126, 128 sont en forme générale de demi-couronne, parallèles entre elles et orthogonales à l'axe 101. La surface extérieure 130 a la forme d'un demi-cylindre de révolution autour d'un axe 131 parallèle à l'axe 101. The two main faces 126, 128 are in the general shape of a half-crown, mutually parallel and orthogonal to the axis 101. The outer surface 130 has the shape of a half-cylinder of revolution around an axis 131 parallel to axis 101.
Pour permettre d'obtenir une épaisseur de surmoulage sensiblement constante sur le dispositif, malgré la présence de l'excroissance dissymétrique formée par le bobinage 140, l'axe 131 n'est pas confondu avec l'axe central 101 du circuit magnétique mais décalé vers le demi-tore 100 par rapport au plan diamétral des faces polaires 112, 114 passant par cet axe 101. Plus précisément, l'axe 131 est situé dans un plan diamétral passant par l'axe 101 et orthogonal au plan diamétral des faces polaires 112, 114. To allow a substantially constant overmolding thickness to be obtained on the device, despite the presence of the asymmetrical protuberance formed by the winding 140, the axis 131 is not coincident with the central axis 101 of the magnetic circuit but offset towards the half-torus 100 relative to the diametral plane of the pole faces 112, 114 passing through this axis 101. More precisely, the axis 131 is located in a diametral plane passing through the axis 101 and orthogonal to the diametral plane of the pole faces 112 , 114.
La face interne 132 est formée par la juxtaposition des différentes calottes 1320, 1321, 1322, 1323, 1324, 1325, 1326 définies chacune par une génératrice parallèle aux axes 101, 131. The internal face 132 is formed by the juxtaposition of the different caps 1320, 1321, 1322, 1323, 1324, 1325, 1326 each defined by a generator parallel to the axes 101, 131.
Plus précisément, selon le mode de réalisation particulier et non limitatif représenté sur la figure 1 la surface interne 132 est ainsi définie par - une calotte centrale 1320 cylindrique de révolution autour d'un axe 102 situé dans le plan diamétral défini par les axes 101, 131, et à l'opposé de l'axe 101 du circuit magnétique par rapport à l'axe 131 de la surface externe 130, - deux calottes latérales 1321, 1322 de même rayon et de même centre que la calotte centrale 1320, qui débouchent sur les faces d'extrémité 122, 124, - deux calottes intermédiaires 1323, 1324 généralement planes qui se raccordent respectivement sur la calotte centrale 1320 et convergent vers l'axe 102 en éloignement de la calotte centrale 1320, et enfin - deux décrochements 1325, 1326 qui relient les calottes intermédiaires 1323, 1324 respectivement aux calottes latérales 1321, 1322, lesquels décrochements 1325, 1326 possèdent un rayon croissant par rapport à l'axe 102 en direction des calottes latérales 1321, 1322. More precisely, according to the particular and nonlimiting embodiment shown in FIG. 1, the internal surface 132 is thus defined by - a central cap 1320 cylindrical of revolution around an axis 102 situated in the diametral plane defined by the axes 101, 131, and opposite the axis 101 of the magnetic circuit with respect to the axis 131 of the external surface 130, - two lateral caps 1321, 1322 of the same radius and the same center as the central cap 1320, which open out on the end faces 122, 124, - two generally flat intermediate caps 1323, 1324 which connect respectively to the central cap 1320 and converge towards the axis 102 away from the central cap 1320, and finally - two recesses 1325, 1326 which connect the intermediate caps 1323, 1324 respectively to the side caps 1321, 1322, which recesses 1325, 1326 have a radius increasing with respect to the axis 102 in the direction side caps 1321, 1322.
L'excentrement défini entre l'axe 101 du circuit magnétique et l'axe 102 de la surface interne 132 permet de façon comparable à l'excentrement défini entre l'axe 101 et l'axe 131 de la surface externe 130, d'avoir un surmoulage d'épaisseur sensiblement constante sur le circuit magnétique malgré la présence de l'excroissance dissymétrique formée par le bobinage 140. The eccentricity defined between the axis 101 of the magnetic circuit and the axis 102 of the internal surface 132 allows, in a comparable manner to the eccentricity defined between the axis 101 and the axis 131 of the external surface 130, to have an overmolding of substantially constant thickness on the magnetic circuit despite the presence of the asymmetrical protrusion formed by the coil 140.
La seconde enveloppe 170 est définie également par deux faces principales 176, 178, une surface externe 180 et une surface interne 182. The second envelope 170 is also defined by two main faces 176, 178, an external surface 180 and an internal surface 182.
De façon comparable aux deux faces principales 126, 128 du premier demi-tore 100, les deux faces principales 176, 178 du second demi-tore 150 sont en forme générale de demi-couronne, parallèles entre elles et orthogonales à l'axe 101. In a manner comparable to the two main faces 126, 128 of the first half-torus 100, the two main faces 176, 178 of the second half-torus 150 are in the general shape of half-cores, parallel to each other and orthogonal to the axis 101.
La surface extérieure 180 a la forme générale d'un demi-cylindre de révolution autour de l'axe 131 parallèle à l'axe 101. The external surface 180 has the general shape of a half-cylinder of revolution around the axis 131 parallel to the axis 101.
La surface interne 182 a la forme générale d'un demi-cylindre de révolution autour de l'axe 102. The internal surface 182 has the general shape of a half-cylinder of revolution around the axis 102.
Ainsi comme on le voit sur la figure 1 lorsque les demi-tores 100, 150 sont accolés par leurs faces d'extrémité 122, 124, 172, 174 les surfaces externes 130, 180 forment complémentairement un cylindre autour de l'axe 131, tandis que la surface interne 182 prolonge les calottes latérales 1321, 1322 cylindriques de révolution autour de l'axe 102. Plus précisément, les surfaces internes 132, 182 forment en complément un canal central du dispositif de mesure apte à recevoir le cable parcouru par le courant à mesurer. Ce canal présente globalement un rayon moyen sensiblement égal à celui de la surface interne 182 mais possède cependant dans le demi-tore 100 une creusure de rayon moyen inférieur défini par les calottes 1320, 1323 et 1324. Thus, as can be seen in FIG. 1 when the half-tori 100, 150 are joined by their end faces 122, 124, 172, 174 the external surfaces 130, 180 complementarily form a cylinder around the axis 131, while that the internal surface 182 extends the lateral caps 1321, 1322 cylindrical of revolution around the axis 102. More specifically, the internal surfaces 132, 182 also form a central channel of the measuring device capable of receiving the cable traversed by the current to measure. This channel generally has an average radius substantially equal to that of the internal surface 182 but, however, has in the half-torus 100 a recess of lower average radius defined by the caps 1320, 1323 and 1324.
Cette forme de canal est adaptée pour permettre une fixation ferme du dispositif de mesure sur des cables de diamètres différents. This channel shape is adapted to allow firm fixing of the measuring device on cables of different diameters.
Comme on le voit sur les figures, de préférence l'un des demi-tores 100, 150, très avantageusement celui qui est équipé du bobinage 140 est pourvu d'une patte de fixation 134. Cette patte fait saillie dans une direction générale axiale sur la face principale 128. Elle est adjacente au canal central. La patte 134 est délimitée par une face d'extrémité 1340, une surface interne 1342 et une surface externe 1344. As can be seen in the figures, preferably one of the half toroids 100, 150, very advantageously the one which is equipped with the winding 140 is provided with a fixing lug 134. This lug protrudes in a general axial direction on the main face 128. It is adjacent to the central channel. The tab 134 is delimited by an end face 1340, an internal surface 1342 and an external surface 1344.
La face d'extrémité 1340 est plane et perpendiculaire à l'axe 101. La surface interne 1342 présente la même configuration que les calottes 1320, 1323, 1324, 1325, 1326 précitées, et prolonge respectivement celles-ci. The end face 1340 is plane and perpendicular to the axis 101. The internal surface 1342 has the same configuration as the caps 1320, 1323, 1324, 1325, 1326 above, and respectively extends these.
La surface externe 1344 est globalement cylindrique de révolution autour de l'axe 101. The external surface 1344 is generally cylindrical of revolution around the axis 101.
Plus précisément, cette surface externe 1344 est de préférence adaptée pour recevoir un collier permettant de fixer le tore de mesure sur le cable placé dans le canal central. A cet effet, la surface externe 1344 est pourvue de préférence d'une gorge apte à recevoir le collier de serrage. More specifically, this external surface 1344 is preferably adapted to receive a collar making it possible to fix the measurement toroid on the cable placed in the central channel. To this end, the external surface 1344 is preferably provided with a groove capable of receiving the clamp.
Cette gorge peut faire l'objet de nombreuses variantes. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, cette gorge est définie par un fond 1345 cylindrique de révolution autour de l'axe 101 et deux bords tronconiques 1346, 1347. This groove can be the subject of many variants. According to the embodiment shown in the figures, this groove is defined by a cylindrical bottom 1345 of revolution around the axis 101 and two frustoconical edges 1346, 1347.
La patte de fixation 134 est formée dans une chambre complémentaire réalisée dans le fond de la cavité de moulage 402. The fixing lug 134 is formed in a complementary chamber produced in the bottom of the molding cavity 402.
De même, les surfaces externes 130, 180 des demitores 100, 150 sont pourvues de préférence de moyens aptes à maintenir le collier de serrage 200 à mi-épaisseur du dispositif de mesure. Likewise, the external surfaces 130, 180 of the demitores 100, 150 are preferably provided with means capable of holding the clamp 200 at half the thickness of the measuring device.
Ces moyens de maintien peuvent être formés d'une gorge s'étendant sur toute l'ouverture angulaire des surfaces extérieures 130, 180. These holding means can be formed by a groove extending over the entire angular opening of the external surfaces 130, 180.
Toutefois, de préférence, ces moyens de maintien sont limités angulairement, par exemple sous forme de deux paires de doigts 1301, 1302, 1303, 1304 et 1801, 1802, 1803, 1804 localisés sur les surfaces externes 130, 180, à proximité des faces d'extrémité 122, 124, 172, 174. Chaque paire de doigts précités définit un passage libre à miépaisseur du dispositif de mesure et d'une largeur égale à celle du collier de serrage 200 comme on le voit sur la figure 3. However, preferably, these holding means are angularly limited, for example in the form of two pairs of fingers 1301, 1302, 1303, 1304 and 1801, 1802, 1803, 1804 located on the external surfaces 130, 180, close to the faces end 122, 124, 172, 174. Each pair of aforementioned fingers defines a free passage at half the thickness of the measuring device and of a width equal to that of the clamp 200 as seen in FIG. 3.
Plus précisément encore, dans le cadre de l'invention, les demi-tores 110, 160 du circuit magnétique sont supportés dans la cavité 402 du moule 400 par des cavaliers 300. Ces cavaliers 300 ont pour fonction de servir d'entretoises entre le fond du moule 400 et le circuit magnétique 110, 160, le cas échéant le bobinage 140. Ces cavaliers 300 sont noyés dans la masse de résine surmoulée formant les enveloppes 120, 170. More precisely still, within the framework of the invention, the half toroids 110, 160 of the magnetic circuit are supported in the cavity 402 of the mold 400 by jumpers 300. These jumpers 300 have the function of serving as spacers between the bottom of the mold 400 and the magnetic circuit 110, 160, if necessary the winding 140. These jumpers 300 are embedded in the mass of overmolded resin forming the envelopes 120, 170.
De préférence, les cavaliers 300 sont réalisés en matière plastique et en forme de H. Ils reposent par deux de leurs branches parallèles 302, 304 sur le fond du moule 400. La largeur L (voir figure 4) de la chambre séparant les deux autres chambres 306, 308 des cavaliers est supérieure à l'épaisseur du circuit magnétique 110, 160, voire du bobinage 140. Ainsi on comprend qu'après disposition dans le moule 400, les demi-tores du circuit magnétique 110, 160 restent libres de débattement par rapport aux cavaliers 300. Preferably, the jumpers 300 are made of plastic and H-shaped. They rest by two of their parallel branches 302, 304 on the bottom of the mold 400. The width L (see FIG. 4) of the chamber separating the other two chambers 306, 308 of the jumpers is greater than the thickness of the magnetic circuit 110, 160, or even of the winding 140. Thus it is understood that after arrangement in the mold 400, the half-tori of the magnetic circuit 110, 160 remain free of movement compared to the 300 riders.
Selon le mode de réalisation particulier non limitatif des figures 1 à 4, il est prévu deux cavaliers 300 pour chacun des demi-tores 100, 150. According to the particular nonlimiting embodiment of FIGS. 1 to 4, two jumpers 300 are provided for each of the half toroids 100, 150.
Dans le cadre de l'invention, après avoir ainsi positionnés les demi-tores 110, 160 sur leurs cavaliers respectifs 300 dans le moule 400 et placés les intercalaires adéquats 410 entre les faces polaires 112, 162 et 114, 164, le bobinage 140 est alimenté, par ses fils de sortie 142. On obtient ainsi une attraction mutuelle des pièces magnétiques 110, 160 propre à annuler tout entrefer entre celles-ci et à garantir un autocentrage de ces pièces. In the context of the invention, after having thus positioned the half toroids 110, 160 on their respective jumpers 300 in the mold 400 and placed the appropriate inserts 410 between the pole faces 112, 162 and 114, 164, the winding 140 is powered by its output wires 142. A mutual attraction of the magnetic parts 110, 160 is thus obtained capable of canceling any air gap between them and guaranteeing self-centering of these parts.
Il reste alors, tout en maintenant l'alimentation électrique du bobinage 140 pour conserver l'attraction entre le pièces magnétiques 110 et 160, à remplir le moule 400 à l'aide d'un matériau électriquement isolant approprié pour former les enveloppes 120, 170. Il peut s'agir de tout matériau adéquat connu de l'homme de l'art, avantageusement une résine, telle que par exemple du polyuréthane, voire un matériau thermoplastique. It then remains, while maintaining the electrical supply of the winding 140 to maintain the attraction between the magnetic parts 110 and 160, to fill the mold 400 with an electrically insulating material suitable for forming the envelopes 120, 170 It may be any suitable material known to a person skilled in the art, advantageously a resin, such as for example polyurethane, or even a thermoplastic material.
Plus précisément, le moule 400 utilisé peut être un moule à cavité fermée, la résine étant introduite par injection. De préférence, le moule 400 utilisé est à cavité ouverte et la résine est introduite par simple coulée dans la cavité 402. More specifically, the mold 400 used can be a closed cavity mold, the resin being introduced by injection. Preferably, the mold 400 used has an open cavity and the resin is introduced by simple casting into the cavity 402.
Pour faciliter le démoulage des demi-tores 100, 150, comme on le voit sur la figure 2, un collier 310 de faible section, en matière plastique est de préférence placé préalablement à la coulée de résine, sur chacun des demi-tores magnétiques 110, 160, en veillant à faire émerger l'un des brins 312 du collier à l'extérieur de la cavité de moulage 402. Le démoulage des demi-tores 100, 150 peut ainsi être obtenu par simple traction sur ces brins 312. To facilitate the demolding of the half-toruses 100, 150, as can be seen in FIG. 2, a collar 310 of small section, of plastic material is preferably placed before the casting of resin, on each of the magnetic half-toruses 110 , 160, taking care to make one of the strands 312 of the collar emerge outside the molding cavity 402. The demolding of the half-tori 100, 150 can thus be obtained by simple pulling on these strands 312.
Bien entendu, les brins 312 sont sectionnés au niveau de la surface externe des enveloppes 120, 170 après démoulage. Of course, the strands 312 are sectioned at the outer surface of the envelopes 120, 170 after demolding.
En variante, le démoulage peut être obtenu à l'aide d'éjecteurs classiques intégrés au moule 400. As a variant, demolding can be obtained using conventional ejectors integrated into the mold 400.
Une fois les demi-tores 100, 150 démoulés, les intercalaires 410 placés précédemment entre les faces polaires 112, 162 et 114, 164 sont retirés. Once the half-toruses 100, 150 are removed from the mold, the spacers 410 previously placed between the pole faces 112, 162 and 114, 164 are removed.
Bien entendu, il convient de veiller à assurer la sortie des fils 142 du bobinage 140 à l'extérieur de l'enveloppe 120, préférentiellement au niveau d'une face principale 126, lors de la réalisation de l'enveloppe 120. Of course, care should be taken to ensure the exit of the wires 142 from the winding 140 outside the envelope 120, preferably at the level of a main face 126, during the production of the envelope 120.
Les demi-tores 100, 150 sont alors prêts à être assemblés sur un cable à l'aide d'un collier 200. The half toroids 100, 150 are then ready to be assembled on a cable using a collar 200.
On va maintenant décrire la variante de réalisation représenté sur les figures 6 et 7. We will now describe the variant embodiment shown in FIGS. 6 and 7.
On retrouve sur ces figures deux demi-tores 100, 150 généralement similaires à ceux décrits précédemment en regard des figures 1 à 4. Pour cette raison, la structure des demi-tores 100, 150 représentés sur les figures 6 et 7 ne sera pas décrite dans le détail par la suite. We find in these figures two half toroids 100, 150 generally similar to those described above with reference to Figures 1 to 4. For this reason, the structure of the half toroids 100, 150 shown in Figures 6 and 7 will not be described in detail later.
Plus précisément, les demi-tores 100, 150 représentés sur les figures 6 et 7 se distinguent essentiellement de ceux des figures 1 à 4 par la géométrie des faces d'extrémité 122, 124, 172, 174 des enveloppes 120, 170. Selon les figures 6 et 7 ces faces d'extrémité sont adaptées d'une part pour recevoir des moyens d'étanchéité, d'autre part pour définir des structures de géométrie complémentaire. More specifically, the half tori 100, 150 shown in Figures 6 and 7 are essentially distinguished from those of Figures 1 to 4 by the geometry of the end faces 122, 124, 172, 174 of the envelopes 120, 170. According to Figures 6 and 7 these end faces are adapted on the one hand to receive sealing means, on the other hand to define structures of complementary geometry.
Les surfaces d'extrémité 122, 124, 172, 174 ainsi formées sont obtenues grâce à des intercalaires semirigides complémentaires 410, visibles sur la figure 8, placés entre les faces polaires 112, 162 et 114, 164 avant la coulée de résine. The end surfaces 122, 124, 172, 174 thus formed are obtained by means of complementary semi-rigid spacers 410, visible in FIG. 8, placed between the pole faces 112, 162 and 114, 164 before the casting of resin.
Ces intercalaires 410 possèdent ainsi de préférence au moins une nervure annulaire 412 entourant les faces polaires 112, 162, 114 ,164, pour former dans l'une au moins des faces d'extrémité 122, 124, 172, 174 une rainure annulaire propre à recevoir un joint torique 320 entourant les faces polaires. These spacers 410 thus preferably have at least one annular rib 412 surrounding the pole faces 112, 162, 114, 164, to form in at least one of the end faces 122, 124, 172, 174 an annular groove suitable for receive an O-ring 320 surrounding the pole faces.
Sur les figures 6 et 7, on a schématisé une rainure annulaire 1220, 1720, 1240 et 1740 dans chaque face d'extrémité des demi-tores 100, 150. En pratique, on peut prévoir une seule rainure annulaire au niveau de chaque plan de joint, soit une rainure dans l'une seulement des faces d'extrémité en regard 122 ou 172 et 124 ou 174, si l'on veille à utiliser un joint torique 320 de section supérieure à la profondeur de la rainure. In FIGS. 6 and 7, an annular groove 1220, 1720, 1240 and 1740 is shown diagrammatically in each end face of the half toroids 100, 150. In practice, a single annular groove can be provided at each plane of joint, or a groove in only one of the facing end faces 122 or 172 and 124 or 174, if care is taken to use an O-ring 320 of section greater than the depth of the groove.
On a représenté sur les figures 6 et 7 des structures de géométrie complémentaire sous forme d'une saillie pyramidale 1241, 1721 dans l'une des faces d'extrémité 124, 172 et d'une creusure complémentaire 1741, 1221 dans la face d'extrémité opposée 174, 122. FIGS. 6 and 7 show structures of complementary geometry in the form of a pyramidal projection 1241, 1721 in one of the end faces 124, 172 and a complementary recess 1741, 1221 in the face of opposite end 174, 122.
Cette géométrie n'est bien entendu pas limitative. Ces structures 1241, 1721, 1741, 1221 permettent d'améliorer la précision de positionnement à l'assemblage des demitores 100 et 150.This geometry is of course not limiting. These structures 1241, 1721, 1741, 1221 make it possible to improve the positioning precision when assembling the demitores 100 and 150.
Plus précisément encore, selon les figures 6 et 7 il est prévu pour chaque demi-tore 100, 150, une saillie 1241, 1721 dans une première face d'extrémité 124, 172 et une creusure 1741, 1221 dans la seconde face d'extrémité 174, 122. Grâce à cette disposition, on comprend que les deux demi-tores 100, 150 ne présentent qu'une possibilité de positionnement relatif. En d'autres termes, ces structures 1241, 1741, 1721 et 1221 servent de détrompage. More precisely still, according to FIGS. 6 and 7, there is provided for each half-torus 100, 150, a projection 1241, 1721 in a first end face 124, 172 and a recess 1741, 1221 in the second end face 174, 122. Thanks to this arrangement, it is understood that the two half-tori 100, 150 have only one possibility of relative positioning. In other words, these structures 1241, 1741, 1721 and 1221 serve as polarization.
Ces structures 1241, 1741, 1721, 1221 sont réalisées lors du moulage grâce à des formes complémentaires 414, 416 prévues sur ces intercalaires 410. These structures 1241, 1741, 1721, 1221 are produced during molding using complementary shapes 414, 416 provided on these dividers 410.
De préférence, les intercalaires 410 définissant les rainures 1240, 1220, 1740 et 1720, saillies 1241 et 1721 et creusures 1741 et 1221 précitées, comprennent chacun un insert en matériau magnétique destiné à être placé en regard des faces polaires 112, 162, 114, 164, lors de la coulée de résine, pour assurer la continuité du circuit magnétique (insert ayant avantageusement une section supérieure à celle des faces polaires 112, 162, 114, 164) ou même sont formés intégralement de matériau magnétique. Preferably, the inserts 410 defining the grooves 1240, 1220, 1740 and 1720, projections 1241 and 1721 and recesses 1741 and 1221 above, each comprise an insert of magnetic material intended to be placed opposite the polar faces 112, 162, 114, 164, during the casting of resin, to ensure the continuity of the magnetic circuit (insert advantageously having a section greater than that of the polar faces 112, 162, 114, 164) or even are made entirely of magnetic material.
Par rapport aux tores de mesure antérieurs connus obtenus par tronçonnage, le tore de mesure conforme à l'invention présente les avantages suivants - parfait état de surface des faces polaires 112, 114, 162, 164, - traitement préalable de ces faces polaires, - maintien des caractéristiques magnétiques des demi-tores 110, 160 (grâce notamment à la suppression de l'opération de tronçonnage classique), - réduction minimale de l'entrefer, - parfaite étanchéité, - fixation aisée, rapide et fiable sur des cables de diamètre quelconque, y compris pour des masses de tores importantes, sans exiger d'élément additionnel de confinement dans le canal central. Compared to the known prior measuring toroids obtained by cutting, the measuring toroid according to the invention has the following advantages - perfect surface condition of the pole faces 112, 114, 162, 164, - prior treatment of these pole faces, - maintenance of the magnetic characteristics of the half toroids 110, 160 (thanks in particular to the elimination of the conventional cutting operation), - minimum reduction of the air gap, - perfect sealing, - easy, fast and reliable fixing on cables of diameter any, including for large toroid masses, without requiring an additional element of containment in the central channel.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Of course the present invention is not limited to the particular embodiments which have just been described but extends to any variant in accordance with its spirit.
Les deux intercalaires 410 utilisés peuvent être de structure identique ou différente. The two dividers 410 used can be of identical or different structure.
Claims (21)
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| FR9307617A FR2707037A1 (en) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | Method of fabricating a torus for measuring electric current and torus obtained |
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