FR2843649A1

FR2843649A1 - Transformer coil for producing high flux densities, has end of conductor of primary winding connected to main body of coil, closing current path

Info

Publication number: FR2843649A1
Application number: FR0309721A
Authority: FR
Inventors: Lothar Gernandt
Original assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Current assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2004-02-20
Anticipated expiration: 2023-08-07
Also published as: FR2843649B1; DE10237255B4; DE10237255C5; DE10237255A1

Abstract

The transformer coil includes a main body (2) and at least one conductor (6) which is insulated from the main body and wound at least once around it to form a primary winding (3). One end of the conductor of the primary winding is electrically connected to the main body, so that a current path of the primary winding is closed by the main body. An Independent claim is included for an apparatus comprising a number of transformer coils.

Description

La présente invention concerne une bobine de transformateur. EnThe present invention relates to a transformer coil. In

particulier, la présente invention concerne une bobine de transformateur à concentrateur de flux pour la production de densités de flux magnétique élevées nécessaires par exemple pour le formage des matériaux ou la fabrication d'éléments de liaison, par exemple par emmanchage par pression, refoulement, mise en forme ou autres. Les bobines sont utilisées de plus en plus dans l'industrie, par exemple pour le formage des matériaux. De nouvelles technologies permettent la commutation et la fourniture des énergies nécessaires à la production de densités de flux magnétique élevées. A cet égard, les bobines de transformateur prennent une importance 10 accrue, étant donné qu'elles présentent par exemple une plus grande stabilité mécanique. Dans la connexion électrique des bobines, le passage du système de particular, the present invention relates to a flux concentrator transformer coil for the production of high magnetic flux densities necessary for example for the forming of materials or the manufacture of connecting elements, for example by press fitting, discharge, setting fit or otherwise. Coils are used more and more in industry, for example for forming materials. New technologies enable the switching and supply of the energies necessary for the production of high magnetic flux densities. In this regard, the transformer coils are becoming more important, since they have, for example, greater mechanical stability. In the electrical connection of the coils, the passage of the

connexions à la bobine génère des champs électriques et magnétiques perturbateurs qui posent d'importants problèmes, notamment lors de la commutation de hautes 15 énergies, par exemple dans les applications industrielles. Connections to the coil generate disturbing electric and magnetic fields which pose major problems, especially when switching high energies, for example in industrial applications.

La présente invention a pour but de créer une bobine de transformateur, en particulier une bobine de transformateur à concentrateur de flux, permettant de produire des densités de flux magnétique élevées avec des champs The object of the present invention is to create a transformer coil, in particular a flux concentrator transformer coil, making it possible to produce high magnetic flux densities with fields.

électromagnétiques perturbateurs relativement faibles. relatively weak electromagnetic disturbers.

Ce problème est résolu par une bobine de transformateur comprenant un This problem is solved by a transformer coil comprising a

support de base conducteur et au moins un conducteur qui et électriquement isolé du support de base et l'entoure au moins une fois pour former un enroulement primaire, caractérisé en ce qu'une extrémité du conducteur de l'enroulement primaire est reliée de manière conductrice au support de base, de manière qu'un chemin de courant de 25 I'enroulement primaire soit fermé par le support de base. conductive base support and at least one conductor which is electrically insulated from the base support and surrounds it at least once to form a primary winding, characterized in that one end of the conductor of the primary winding is conductively connected to the base support, so that a current path of the primary winding is closed by the base support.

Des améliorations avantageuses font l'objet des sous-revendications Beneficial improvements are the subject of the subclaims

dépendantes. La présente invention part d'une bobine de transformateur qui comprend un support de base conducteur et au moins un conducteur d'un enroulement primaire, 30 qui est respectivement isolé électriquement du support de base conducteur et l'entoure au moins une fois pour former un enroulement primaire. Selon l'invention, une extrémité du conducteur respectif de l'enroulement primaire est reliée conductiblement au support de base de manière qu'un trajet de courant de l'enroulement primaire soit fermé par le support de base. On a avantage à ce que 35 cette conception de la bobine de transformateur permette une technique de dependent. The present invention starts from a transformer coil which comprises a conductive base support and at least one conductor of a primary winding, which is respectively electrically isolated from the conductive base support and surrounds it at least once to form a primary winding. According to the invention, one end of the respective conductor of the primary winding is conductively connected to the base support so that a current path of the primary winding is closed by the base support. It is advantageous that this design of the transformer coil allows a technique of

commutation coaxiale dans laquelle le conducteur d'un câble coaxial est relié au conducteur de l'enroulement primaire et dans laquelle le blindage d'un câble coaxial puisse être relié par une fiche de raccordement au support de base servant de conducteur de retour. Ceci permet de minimiser les champs électromagnétiques 5 perturbateurs qui, dans l'état actuel de la technique, partent de la transition du système conducteur à la bobine. Les bobines de transformateur conformes à l'invention se caractérisent donc par une excellente compatibilité électromagnétique. coaxial switching in which the conductor of a coaxial cable is connected to the conductor of the primary winding and in which the screen of a coaxial cable can be connected by a plug to the base support serving as return conductor. This makes it possible to minimize the disturbing electromagnetic fields which, in the current state of the art, start from the transition from the conductive system to the coil. The transformer coils according to the invention are therefore characterized by excellent electromagnetic compatibility.

Ce qui est également avantageux, c'est qu'une technique de commutation coaxiale permet de manière simple un nombre quelconque de montages en série et en 10 parallèle de bobines de transformateur. What is also advantageous is that a coaxial switching technique simply allows any number of series and parallel connections of transformer coils.

De préférence, le conducteur considéré de l'enroulement primaire est disposé dans le support de base de manière que celui-ci l'entoure de tous côtés. Pour l'isolation électrique par rapport au support de base conducteur, le conducteur de l'enroulement primaire est ainsi entouré d'un isolant. Dans cette variante, on peut par 15 exemple pratiquer dans le support de base des creux, stries, etc. de forme appropriée dans lesquels est placé le conducteur. Ou bien le conducteur de l'enroulement primaire est déposé par vaporisation sous une forme appropriée sur une moitié du support de base ou relié à celui-ci d'une autre manière assurant la compatibilité des matériaux, la moitié étant alors fermée par une seconde moitié du 20 support de base afin de garantir que l'enroulement primaire est entouré de tous côtés par le support de base. Dans cette variante, le support de base n'agit pas seulement comme partie du chemin de courant de l'enroulement primaire, mais constitue en même temps l'enroulement secondaire. Ceci augmente le couplage entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire et augmente ainsi 25 avantageusement le rendement de la bobine de transformateur. En même temps, le support de base sert de support mécanique à l'enroulement primaire, si bien que, conformément à l'invention, on peut assurer une stabilité et une résistance mécanique avantageusement élevées de la bobine de transformateur. L'épaisseur de paroi des sections du support de base servant d'enroulement secondaire est 30 dimensionnée de préférence de manière à être au moins aussi grande que la Preferably, the conductor considered of the primary winding is arranged in the base support so that it surrounds it on all sides. For electrical insulation from the conductive base support, the conductor of the primary winding is thus surrounded by an insulator. In this variant, it is possible, for example, to make hollows, ridges, etc. in the base support. of appropriate shape in which the conductor is placed. Or the conductor of the primary winding is deposited by vaporization in a suitable form on one half of the base support or connected to it in another way ensuring the compatibility of the materials, half then being closed by a second half of the base support to ensure that the primary winding is surrounded on all sides by the base support. In this variant, the base support not only acts as part of the current path of the primary winding, but also constitutes the secondary winding. This increases the coupling between the primary winding and the secondary winding and thus advantageously increases the efficiency of the transformer coil. At the same time, the base support serves as a mechanical support for the primary winding, so that, in accordance with the invention, it is possible to ensure advantageously high stability and mechanical resistance of the transformer coil. The wall thickness of the sections of the base support serving as secondary winding is preferably dimensioned so as to be at least as large as the

profondeur de pénétration requise par l'effet de peau du courant électrique alternatif dans les sections du support de base servant d'enroulement secondaire. La fréquence entrant dans le calcul de la profondeur de pénétration est donnée de préférence par l'inductance de la bobine de transformateur elle-même et par les 35 capacités dans le montage électronique utilisé. depth of penetration required by the skin effect of alternating electric current in the sections of the base support serving as secondary winding. The frequency entering into the calculation of the penetration depth is preferably given by the inductance of the transformer coil itself and by the capacities in the electronic assembly used.

L'enroulement primaire de la bobine de transformateur peut être conçu de The primary winding of the transformer coil can be designed to

façon particulièrement simple si le support de base est au moins en deux parties, l'enroulement primaire étant formé dans au moins une moitié du support de base, par exemple logé dans au moins un creux qui y est pratiqué, est vaporisé sur la moitié et 5 reliée à celle-ci en assurant la compatibilité des matériaux ou d'une autre manière. in a particularly simple way if the base support is at least in two parts, the primary winding being formed in at least one half of the base support, for example housed in at least one recess which is formed therein, is vaporized on half and 5 connected to it by ensuring the compatibility of materials or in another way.

En positionnant la seconde motié du support de base conçue de préférence comme pendant approprié, le support de base peut être réuni de manière à entourer By positioning the second half of the base support preferably designed as an appropriate pendant, the base support can be joined so as to surround

l'enroulement primaire de tous côtés. primary winding on all sides.

Pour fermer de manière simple le chemin de courant de l'enroulement 10 primaire, il est préférable qu'une extrémité du conducteur de l'enroulement primaire ne soit pas isolée et soit reliée de manière appropriée à au moins une moitié du support de base. En principe, les techniques de liaison qui entrent en considération sont les liaisons par compatibilité de matériaux, par adhérence ou par emboîtement: pour éviter les champs perturbateurs, il convient de veiller à assurer un contact 15 particulièrement intime entre le conducteur de l'enroulement primaire et le support de base. Selon une variante préférentielle, le support de base comporte un orifice central s'étendant dans le sens axial, de préférence circulaire, et présente pour la concentration de la densité de flux magnétique au moins une fente radiale allant de 20 l'orifice central jusqu'à un bord périphérique de la bobine de transformateur. Ainsi, le courant secondaire dirigé dans le sens inverse du courant primaire, qui s'écoule dans le support de base faisant office d'enroulement secondaire est dévié au niveau de la fente radiale vers l'orifice central. Le courant secondaire s'écoule alors le long de la fente radiale vers l'orifice central, puis revient le long du bord de l'orifice central vers 25 l'autre côté de la fente radiale, puis le long de celle-ci vers le bord périphérique de la bobine de transformateur. Ainsi, le courant secondaire contourne l'orifice central à intervalle serré, ce qui permet de produire de manière simple des densités de flux magnétique élevées. En donnant à l'orifice central une forme appropriée, on peut obtenir de manière avantageusement simple presque n'importe quelles 30 configurations de champs avec des densités de flux magnétique avantageusement élevées. La concentration de flux peut encore être accrue si l'enroulement primaire est enroulé de manière à diviser le support de base en un grand nombre de segments d'enroulement secondaire, de manière que s'écoule dans chaque segment 35 d'enroulement secondaire un courant secondaire qui soit dévié de la fente radiale vers l'orifice central o la majorité des courants secondaires s'additionnent pour donner un courant secondaire global correspondant à un multiple du courant secondaire de chaque segment. A cette fin, I'enroulement primaire shunte respectivement la fente radiale. Comme le conducteur de l'enroulement primaire est 5 isolé du support de base, les segments d'enroulement secondaire ne sont pas courtcircuités par l'enroulement primaire dans les zones de shuntage. La largeur de la fente est choisie de préférence la plus faible possible afin d'assurer d'une part un appui mécanique suffisant de l'enroulement primaire et d'autre part d'empêcher encore tout juste les claquages électriques entre les deux c6tés de la fente, Conformément à une variante préférentielle, une section de raccordement à l'alimentation électrique de l'enroulement primaire est disposée sur un côté de l'orifice central diamétralement opposé à la fente. Comme le courant secondaire se concentre le long de la fente et de l'orifice central, la section de raccordement peut être placée dans un endroit de la bobine de transformateur o les champs 15 électromagnétiques et les courants sont relativement faibles. On a avantage à To simply close the current path of the primary winding, it is preferable that one end of the conductor of the primary winding is not insulated and is suitably connected to at least half of the base support. In principle, the connection techniques which are taken into account are connections by compatibility of materials, by adhesion or by interlocking: to avoid disturbing fields, care must be taken to ensure a particularly intimate contact between the conductor of the primary winding. and basic support. According to a preferred variant, the base support has a central opening extending in the axial direction, preferably circular, and has for the concentration of the magnetic flux density at least one radial slot going from the central opening to at a peripheral edge of the transformer coil. Thus, the secondary current directed in the opposite direction to the primary current, which flows in the base support acting as secondary winding is diverted at the level of the radial slot towards the central orifice. The secondary current then flows along the radial slit towards the central orifice, then returns along the edge of the central orifice towards the other side of the radial slit, then along the latter towards the peripheral edge of the transformer coil. Thus, the secondary current bypasses the central orifice at close intervals, which makes it possible to produce in a simple manner high densities of magnetic flux. By giving the central opening an appropriate shape, it is advantageously possible to obtain almost any field configuration with advantageously high magnetic flux densities. The flux concentration can be further increased if the primary winding is wound so as to divide the basic support into a large number of secondary winding segments, so that a current flows in each secondary winding segment. secondary which is deflected from the radial slot towards the central orifice where the majority of the secondary currents add up to give an overall secondary current corresponding to a multiple of the secondary current of each segment. To this end, the primary winding shunts the radial slot respectively. As the conductor of the primary winding is isolated from the base support, the secondary winding segments are not short-circuited by the primary winding in the shunt zones. The width of the slot is preferably chosen to be as small as possible in order to ensure, on the one hand, sufficient mechanical support for the primary winding, and, on the other hand, just barely prevent electrical breakdowns between the two sides of the slot, In accordance with a preferred variant, a section for connection to the electrical supply of the primary winding is arranged on one side of the central orifice diametrically opposite the slot. Since the secondary current is concentrated along the slit and the central orifice, the connection section can be placed in a place of the transformer coil where the electromagnetic fields and the currents are relatively weak. We benefit from

pouvoir réduire encore plus les champs électromagnétiques perturbateurs de la bobine de transformateur. On a également avantage à positionner la section de raccordement de manière appropriée de manière à pouvoir compenser les champs magnétiques perturbateurs éventuellement engendrés par les courants secondaires 20 s'écoulant le long de la fente radiale. ability to further reduce the electromagnetic interference fields of the transformer coil. It is also advantageous to position the connection section appropriately so as to be able to compensate for the disturbing magnetic fields which may be generated by the secondary currents flowing along the radial slot.

La section de raccordement de l'enroulement primaire est placée de préférence à une distance de l'orifice central correspondant au moins à l'épaisseur pariétale d'un segment d'enroulement secondaire, mais mieux encore au moins au double et mieux encore au moins au triple de cette épaisseur, cette dernière étant 25 dictée de préférence par la profondeur de pénétration de l'effet de peau aux The connection section of the primary winding is preferably placed at a distance from the central orifice corresponding at least to the wall thickness of a secondary winding segment, but better still at least double and better still at least triple this thickness, the latter preferably being dictated by the depth of penetration of the skin effect at

fréquences angulaires conformes aux prescriptions de la bobine de transformateur. angular frequencies in accordance with the requirements of the transformer coil.

Ceci permet de réduire encore davantage les champs électromagnétiques perturbateurs. Il est tout particulièrement recommandé que l'extrémité du conducteur de 30 I'enroulement primaire qui est reliée au support de base de manière conductrice pour This makes it possible to further reduce the electromagnetic disturbing fields. It is particularly recommended that the conductor end of the primary winding which is conductively connected to the base support for

fermer le chemin de courant soit disposée du même côté de l'orifice central que la section de raccordement, c'est-à-dire également du côté opposé à la fente radiale. close the current path is arranged on the same side of the central opening as the connection section, that is to say also on the side opposite to the radial slot.

L'avantage est qu'ainsi, la longueur du chemin de courant de l'enroulement primaire peut être minimisée, ce qui augment encore le rendement de la bobine de transformateur. En outre, cela permet de réduire encore davantage les champs The advantage is that in this way the length of the current path of the primary winding can be minimized, which further increases the efficiency of the transformer coil. In addition, this further reduces the fields

électromagnétiques perturbateurs.electromagnetic interference.

En principe, le support de base peut présenter également plus d'une fente radiale. Il est alors préférable de veiller à obtenir une symétrie ponctuelle des fentes radiales par rapport à l'orifice central axial. Conformément à un autre aspect, aussi indépendamment revendiquable de la présente invention, une bobine de transformateur conforme à l'invention est caractérisée par une section de raccordement pour l'enroulement primaire qui est conçue pour une liaison de l'enroulement primaire avec un câble coaxial. L'avantage 10 est qu'une telle technique de connexion, qui empêche très largement les champs électromagnétiques perturbateurs, peut être réalisée de façon simple, sachant que, pour la connexion électrique, on peut faire appel aux composants électriques In principle, the base support can also have more than one radial slot. It is then preferable to take care to obtain a point symmetry of the radial slots with respect to the central axial orifice. According to another aspect, also independently claimable from the present invention, a transformer coil according to the invention is characterized by a connection section for the primary winding which is designed for a connection of the primary winding with a coaxial cable . The advantage 10 is that such a connection technique, which very largely prevents disturbing electromagnetic fields, can be carried out in a simple manner, knowing that, for the electrical connection, electrical components can be used

standards que l'on trouve dans le domaine des hautes fréquences. standards found in the high frequency domain.

La section de raccordement entoure de préférence un conducteur électrique 15 placé dans le support de base, qui est électriquement isolé de celuici et qui est relié de manière conductrice, par une section de raccordement, au conducteur de l'enroulement primaire, qui est entouré de préférence de tous côtés par le support de base servant d'enroulement secondaire. De préférence, le conducteur électrique noyé dans le support de base possède une section de raccordement pouvant 20 recevoir une connexion de la technique coaxiale ou un conducteur intérieur d'un The connection section preferably surrounds an electrical conductor 15 placed in the base support, which is electrically isolated from it and which is conductively connected, by a connection section, to the conductor of the primary winding, which is surrounded by preferably on all sides by the base support serving as secondary winding. Preferably, the electrical conductor embedded in the base support has a connection section capable of receiving a connection of the coaxial technique or an interior conductor of a

câble coaxial.coaxial cable.

Selon une variante préférentielle, l'enroulement primaire est conçu en forme de spirale enroulée essentiellement dans un plan, ce qui permet notamment la fabrication de la bobine de transformateur en deux moitiés. La présente invention 25 n'est cependant pas limitée à une disposition plane de l'enroulement primaire. Ainsi, selon une autre variante, I'enroulement primaire peut également être conçu en forme According to a preferred variant, the primary winding is designed in the form of a spiral wound essentially in a plane, which allows in particular the manufacture of the transformer coil in two halves. The present invention is not, however, limited to a planar arrangement of the primary winding. Thus, according to another variant, the primary winding can also be designed in the form

de vis ou d'hélice dans le sens axial. screw or propeller in the axial direction.

En principe, l'enroulement primaire jouant le rôle de bobine primaire peut In principle, the primary winding playing the role of primary coil can

également entourer plus d'un conducteur, qui est respectivement placé et piloté dans 30 le bobine de transformateur de la manière précitée. also surround more than one conductor, which is respectively placed and driven in the transformer coil in the aforementioned manner.

L'invention concerne aussi un agencement comportant un grand nombre de The invention also relates to an arrangement comprising a large number of

bobines de transformateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, en particulier la revendication, dans lequel au moins deux bobines de transformateur sont montées en série et/ou au moins deux bobines de transformateur sont montées 35 en parallèle. transformer coils according to any one of the preceding claims, in particular the claim, wherein at least two transformer coils are connected in series and / or at least two transformer coils are connected in parallel.

Dans ce qui suit, on décrit, à titre d'exempler, un mode de réalisation de l'invention en se référant aux dessins joints en annexe o: - La figure 1 représente schématiquement en vue de dessus une moitié de support de base d'une bobine de transformateur conforme à l'invention, - la figure 2 représente schématiquement en vue de dessus et en coupe le conducteur de l'enroulement primaire avec une section de raccordement de In what follows, an embodiment of the invention is described, by way of example, with reference to the attached drawings in appendix o: - Figure 1 schematically shows a top view of a base support half of a transformer coil according to the invention, - Figure 2 shows schematically in top view and in section the conductor of the primary winding with a connection section of

l'enroulement primaire à un câble coaxial. the primary winding to a coaxial cable.

Dans les figures, des références identiques désignent des éléments ou des In the figures, identical references designate elements or

groupes fonctionnels identiques ou produisant les mêmes effets. identical functional groups or producing the same effects.

La figure 1 représente schématiquement en vue de dessus une moitié de Figure 1 shows schematically in top view half of

support de base d'une bobine de transformateur 1 conforme à l'envention. basic support of a transformer coil 1 according to the invention.

Le support de base 2 est essentiellement circulaire et fait d'un matériau électriquement conducteur, par exemple de cuivre, d'aluminium, d'alliages ou de matériaux analogues. Le support de base 2 comporte un orifice central 9 s'étendant 15 dans le sens axial qui, à l'instar de l'enroulement primaire 3, est de forme circulaire, mais peut en principe également être de forme quelconque, par exemple elliptique, rectangulaire, trapézodale ou autres. De l'orifice central 9 part une fente radiale 10 qui franchit le rayon du support de base 2 et relie l'orifice central 9 à la périphérie de la bobine de transformateur 1. La largeur de la fente 10 est choisie de manière à 20 pouvoir empêcher de manière fiable, vu les intensités de champs électriques auxquelles il faut s'attendre, les jaillissements d'étincelles en cas d'utilisation conforme à l'objectif, tout en assurant d'autre part une stabilité mécanique suffisante The base support 2 is essentially circular and made of an electrically conductive material, for example copper, aluminum, alloys or the like. The base support 2 has a central orifice 9 extending in the axial direction which, like the primary winding 3, is circular in shape, but can in principle also be of any shape, for example elliptical, rectangular, trapezoidal or other. From the central hole 9 leaves a radial slot 10 which crosses the radius of the base support 2 and connects the central hole 9 to the periphery of the transformer coil 1. The width of the slot 10 is chosen so as to be able to reliably prevent, given the intensities of electric fields to be expected, sparks of sparks when used as intended, while also ensuring sufficient mechanical stability

de l'enroulement primaire 3 placé dans le support de base 2. of the primary winding 3 placed in the base support 2.

Comme le montre la figure 1, l'enroulement primaire 3 est en spirale et s'étend 25 d'une section de raccordement 4 qui sert à relier électriquement l'enroulement primaire 3 à un câble de connexion, par exemple un câble coaxial, à la section finale 5. A chaque tour de l'enroulement primaire 3 autour de l'orifice central 9, l'enroulement primaire 3 shunte la fente 10 dans les zones 11, si bien que le support As shown in FIG. 1, the primary winding 3 is in a spiral and extends from a connection section 4 which serves to electrically connect the primary winding 3 to a connection cable, for example a coaxial cable, to the final section 5. At each turn of the primary winding 3 around the central orifice 9, the primary winding 3 shunts the slot 10 in the zones 11, so that the support

de base 2 est subdivisé en plusieurs segments d'enroulement secondaire Is1-1s3. base 2 is subdivided into several secondary winding segments Is1-1s3.

L'enroulement primaire 3 se compose d'un matériau électriquement conducteur auquel on a donné une forme appropriée et qu'on a ensuite inséré dans un creux, une rainure ou autre de forme correspondante du support de base 2. De préférence, I'enroulement primaire 3 est ajusté dans le creux, la rainure ou autre non représenté du support de base 2. Pour une liaison mécanique encore meilleure de 35 I'enroulement primaire 3 et du support de base 2, d'autres mesures appropriées peuvent être prises: Par exemple, l'enroulement primaire 3 peut être relié au support de base 2 par collage, brasage ou un procédé analogue ou être relié intimement au support de base 2 au moyen de dispositifs de liaison non représentés, par exemple des vis ou autres. En principe, I'enroulement primaire 3 peut aussi être encastré ou 5 déposé par vaporisation sur le support de base 2. Par encastrement d'une seconde moitié du support de base non représentée, mais conçue de manière adéquate, on complète la bobine de transformateur 1, I'enroulement primaire 3 étant maintenu de manière mécaniquement stable entre les deux moitiés 2 du boîtier de la bobine de The primary winding 3 consists of an electrically conductive material which has been given an appropriate shape and which has then been inserted into a hollow, a groove or the like of the corresponding support of the base support 2. Preferably, the winding primary 3 is adjusted in the hollow, the groove or other not shown of the base support 2. For an even better mechanical connection of the primary winding 3 and the base support 2, other appropriate measures can be taken: By example, the primary winding 3 can be connected to the base support 2 by gluing, brazing or a similar process or be intimately connected to the base support 2 by means of connection devices not shown, for example screws or the like. In principle, the primary winding 3 can also be embedded or 5 deposited by vaporization on the base support 2. By embedding a second half of the base support not shown, but adequately designed, the transformer coil is completed 1, the primary winding 3 being held mechanically stable between the two halves 2 of the coil housing

transformateur 1.transformer 1.

Le conducteur 6 de l'enroulement primaire 3 est isolé électriquement du support de base 2 au moyen d'une isolation 7. Pour cela, le conducteur 6, de préférence à symétrie radiale, est entouré de tous côtés par une isolation appropriée 7, comme le montre schématiquement la figure 2. En principe, I'enroulement primaire The conductor 6 of the primary winding 3 is electrically isolated from the base support 2 by means of insulation 7. For this, the conductor 6, preferably with radial symmetry, is surrounded on all sides by an appropriate insulation 7, as schematically shows this in Figure 2. In principle, the primary winding

3 peut aussi comporter plusieurs conducteurs 6 (non représentés). 3 may also include several conductors 6 (not shown).

A la section d'extrémité 5, le conducteur 6 de l'enroulement primaire 3 est dénudé et relié au support de base 2 de manière conductrice, si bien que par le support de base 2 conducteur un chemin de courant de l'enroulement primaire est fermé, à savoir entre la section d'extrémité 5 du conducteur 6 et la section de raccordement 4 de l'enroulement primaire 3, comme l'indique schématiquement sur 20 la figure 1 la flèche lp, qui représente le chemin de courant de l'enroulement primaire 3. Dans la zone finale 5, il faut veiller à avoir un contact électrique suffisant entre le conducteur 6 de l'enroulement primaire 3 et le support de base 2. Le spécialiste trouvera des mesures appropriées en étudiant la présente demande. Par exemple, le conducteur 6 peut être relié par brasage fort au support de base 2. Ou bien le 25 condcteur est ajusté dans un creux (non représenté) pratiqué dans les deux moitiés At the end section 5, the conductor 6 of the primary winding 3 is stripped and connected to the base support 2 in a conductive manner, so that through the base support 2 conductor a current path of the primary winding is closed, namely between the end section 5 of the conductor 6 and the connection section 4 of the primary winding 3, as shown schematically in Figure 1 the arrow lp, which represents the current path of the primary winding 3. In the final area 5, care must be taken to have sufficient electrical contact between the conductor 6 of the primary winding 3 and the base support 2. The specialist will find appropriate measures by studying the present request. For example, the conductor 6 can be connected by strong brazing to the base support 2. Or the conductor is adjusted in a hollow (not shown) made in the two halves

du support de base 2, de manière qu'en reliant les deux moitiés du support de base 2, le conducteur 6 soit pincé mécaniquement pour assurer un contact électrique entre le conducteur 6 et le support de base 2. Ce contact électrique peut encore être amélioré davantage par d'autres mesures, par exemple en utilisant une pâte 30 électriquement conductrice ou un moyen analogue. of the base support 2, so that by connecting the two halves of the base support 2, the conductor 6 is mechanically pinched to ensure electrical contact between the conductor 6 and the base support 2. This electrical contact can be further improved further by other measures, for example using an electrically conductive paste or the like.

Selon l'invention, l'enroulement primaire 3 est donc entouré de tous côtés par le support de base 2 conducteur faisant office d'enroulement secondaire, sachant que le support de base ou l'enroulement secondaire servent de partie du chemin de courant de l'enroulement primaire. Si, en appliquant un courant électrique alternatif 35 ou une impulsion électrique à l'enroulement primaire 3, on engendre un courant primaire Ip qui, comme le montre la figure 4, circule en sens horaire de la section de raccordement 4 à la zone finale 5 et, de là, retourne directement à la section de raccordement 4, on induit respectivement dans les segments de l'enroulement secondaire S1, S2, S3... du support de base 2 des courants secondaires IsI, Is2, 5 Is3..., qui circulent dans le sens contraire du courant primaire Ip, c'est-à-dire en sens antihoraire. Les courants secondaires Is atteignent finalement la fente radiale 10, sont déviés par celle-ci vers l'orifice central 9, la contournent, reviennent le long du côté opposé de la fente 10 vers le bord ou le segment d'enroulement secondaire correspondant du support de base 2 pour fermer le chemin de courant de 10 I'enroulement secondaire. Ainsi s'additionnent la plupart des courants secondaires Is vers l'orifice central pour donner un courant secondaire global qui correspond à un multiple d'un courant secondaire isolé Isl, Is2, Is3..., en fonction du nombre de segments d'enroulement secondaire S1, S2, S3... Ceci augmente la densité de flux magnétique susceptible d'être atteinte dans l'orifice central 9. Vu le diamètre 15 relativement petit de l'orifice central 9, la densité de flux magnétique susceptible d'y According to the invention, the primary winding 3 is therefore surrounded on all sides by the base support 2 conductor acting as a secondary winding, knowing that the base support or the secondary winding serve as part of the current path of the primary winding. If, by applying an alternating electric current 35 or an electric pulse to the primary winding 3, a primary current Ip is generated which, as shown in Figure 4, flows clockwise from the connection section 4 to the final area 5 and, from there, returns directly to the connection section 4, one induces respectively in the segments of the secondary winding S1, S2, S3 ... of the basic support 2 of the secondary currents IsI, Is2, 5 Is3 ... , which flow in the opposite direction of the primary current Ip, that is to say in a counterclockwise direction. The secondary currents Is finally reach the radial slot 10, are deflected by the latter towards the central orifice 9, bypass it, return along the opposite side of the slot 10 towards the edge or the corresponding secondary winding segment of the support. base 2 to close the current path of the secondary winding. Thus, most of the secondary currents Is add up towards the central orifice to give a global secondary current which corresponds to a multiple of an isolated secondary current Isl, Is2, Is3 ..., as a function of the number of winding segments. secondary S1, S2, S3 ... This increases the density of magnetic flux likely to be reached in the central opening 9. Given the relatively small diameter 15 of the central opening 9, the density of magnetic flux likely to

être atteinte augmente encore davantage. being reached increases even more.

Lors du choix de l'épaisseur du support de base 2 et de l'épaisseur de paroi des différents segments d'enroulement secondaire S1, S2, S3..., il faut veiller à ce que celle-ci corresponde au moins à la profondeur de pénétration donnée par l'effet 20 de peau en cas de fréquences de travail normales. Dans la relation relative à la profondeur de pénétration de l'effet de peau connue du spécialiste, il entre non seulement la résistance spécifique du matériau du support de base 2, mais aussi la fréquence d'oscillation calculée à partir de l'inductance de la bobine de transformateur 1 et de la capacité des éléments de construction et des connexions 25 qui existent dans le montage électronique. Pour une fréquence d'oscillation d'environ kHz, on obtient ainsi par exemple une épaisseur minimale de paroi du support de base 2 ou des segments de l'enroulement secondaire d'environ 1 à 1,5 mm. De préférence, l'épaisseur du matériau du support de base 2 ou l'épaisseur de paroi des segments de l'enroulement secondaire correspondra à un multiple de la profondeur 30 de pénétration ainsi calculée, par exemple au moins le double, mieux encore au moins le triple de la profondeur de pénétration. De cette manière, on assure en même temps un appui mécanique suffisant de l'enroulement primaire 3 et une When choosing the thickness of the base support 2 and the wall thickness of the different secondary winding segments S1, S2, S3 ..., it must be ensured that this corresponds at least to the depth of penetration given by the skin effect in case of normal working frequencies. In the relation relating to the depth of penetration of the skin effect known to the specialist, it enters not only the specific resistance of the material of the base support 2, but also the frequency of oscillation calculated from the inductance of the transformer coil 1 and the capacity of the construction elements and connections 25 which exist in the electronic assembly. For an oscillation frequency of approximately kHz, a minimum wall thickness of the base support 2 or of the segments of the secondary winding is therefore obtained for approximately 1 to 1.5 mm. Preferably, the thickness of the base support material 2 or the wall thickness of the segments of the secondary winding will correspond to a multiple of the penetration depth thus calculated, for example at least double, better still at least three times the penetration depth. In this way, sufficient mechanical support of the primary winding 3 is provided at the same time and a

stabilité et une résistance mécanique suffisantes de la bobine de transformateur 1. sufficient stability and mechanical resistance of the transformer coil 1.

Comme le montrent les flèches Is de la figure 1, qui symbolisent le courant 35 secondaire, les intensités de champs se concentrent au voisinage de l'orifice central 9. Ainsi, la section de raccordement 4 peut être placée dans une zone du support de base 2 ayant un champ relativement faible, de sorte que les champs électromagnétiques perturbateurs peuvent être réduits encore davantage. De préférence, la distance entre la section de raccordement 4 et l'orifice central 9 5 correspond au moins à la valeur, de préférence au moins au double et mieux encore au moins au triple de la profondeur de pénétration susvisée qui résulte de l'effet de peau. De préférence, la section de raccordement 4 est disposée sur un côté de l'orifice central 9 diamétralement opposé à la fente 10. Il est encore plus avantageux 10 que la section finale 5 o le chemin de courant de l'enroulement primaire 3 est fermé par le support de base, soit également disposée sur le côté de l'orifice central 9 diamétralement opposé à la fente 10, et ce, radialement vers l'extérieur par rapport à la section de raccordement 4. Il est encore plus avantageux que la ligne de jonction entre la section finale 5 et la section de raccordement 4 soit alignée avec la fente 10. 15 Ainsi, le courant primaire circule dans le sens exactement opposé au courant secondaire, et ce, dans une section du support de base 2 qui est à la distance maximale de la section o le courant secondaire circule le long de la fente 10 en direction de l'orifice central 9. De cette façon, les champs électromagnétiques perturbateurs peuvent encore être réduits. En outre, le champs électromagnétiques 20 perturbateurs suscités par le retour du courant primaire de la section finale 5 à la section de raccordement 4 et le courant secondaire circulant de long de la fente 10 As shown by the arrows Is in FIG. 1, which symbolize the secondary current, the field intensities are concentrated in the vicinity of the central orifice 9. Thus, the connection section 4 can be placed in an area of the base support 2 having a relatively weak field, so that the disturbing electromagnetic fields can be further reduced. Preferably, the distance between the connecting section 4 and the central orifice 9 5 corresponds at least to the value, preferably at least twice and better still at least triple the abovementioned penetration depth which results from the effect of skin. Preferably, the connection section 4 is arranged on one side of the central orifice 9 diametrically opposite to the slot 10. It is even more advantageous 10 that the final section 5 o the current path of the primary winding 3 is closed by the base support, is also arranged on the side of the central orifice 9 diametrically opposite to the slot 10, and this, radially outward relative to the connection section 4. It is even more advantageous than the line junction between the final section 5 and the connecting section 4 is aligned with the slot 10. 15 Thus, the primary current flows in the direction exactly opposite to the secondary current, and this, in a section of the base support 2 which is the maximum distance from the section where the secondary current flows along the slot 10 in the direction of the central orifice 9. In this way, the electromagnetic disturbing fields can be further reduced. In addition, the disturbing electromagnetic fields 20 caused by the return of the primary current from the final section 5 to the connection section 4 and the secondary current flowing along the slot 10

se compensent réciproquement.compensate each other.

Pour relier les deux moitiés du support de base 2 de la bobine de transformateur 1, il est prévu des sections de raccordement 12 représentées 25 schématiquement, de préférence à symétrie ponctuelle par rapport à l'orifice central 9. Le spécialiste reconnaîtra à l'examen de la demande des techniques d'assemblage appropriées, par exemple des assemblages par vis ou par des To connect the two halves of the base support 2 of the transformer coil 1, connection sections 12 are shown schematically, preferably at point symmetry with respect to the central orifice 9. The specialist will recognize on examination the demand for suitable assembly techniques, for example screw or screw connections

moyens analogues.analogous means.

La figure 2 représente schématiquement en vue de dessus (en haut) et en 30 coupe (en bas) le conducteur de l'enroulement primaire 3 avec une section de raccordement 4 à la liaison électrique de l'enroulement primaire 3 avec une source de courant alternatif ou pulsé. Le conducteur 6 de l'enroulement primaire 3 est entouré de tous côtés d'une couche d'isolation 7. Le conducteur 6 est relié par la section de raccordement 17 au conducteur 15 de la section de réception 4 qui est 35 noyée de manière isolée dans le support de base 2 au moyen d'une isolation 14. La Figure 2 shows schematically in top view (top) and in section (bottom) the conductor of the primary winding 3 with a connection section 4 to the electrical connection of the primary winding 3 with a current source alternating or pulsed. The conductor 6 of the primary winding 3 is surrounded on all sides by an insulation layer 7. The conductor 6 is connected by the connection section 17 to the conductor 15 of the receiving section 4 which is embedded in isolation in the base support 2 by means of insulation 14. The

section de réception 4 est conçue pour une liaison électrique avec un câble coaxial. receiving section 4 is designed for an electrical connection with a coaxial cable.

Pour cela, la section de raccordement 4 comporte une connexion coaxiale courante non représentée, de manière que le conducteur 15 puisse être relié électriquement avec le conducteur interne du câble coaxial de manière que les pertes et les 5 réflexions soient faibles. Le logement 16 représenté comme alésage cylindrique 16 sert à recevoir le dispositif de connexion coaxiale. Le côté extérieur de la connexion coaxiale et le blindage du câble coaxial sont en liaison électrique conductrice avec le support de base conducteur 2. Ainsi, le chemin de courant de l'enroulement primaire 3 est fermé par la section finale 5 o une extrémité dénudée 13 du conducteur 6 est 10 reliée de manière conductrice au support de base 2. For this, the connection section 4 includes a common coaxial connection, not shown, so that the conductor 15 can be electrically connected with the internal conductor of the coaxial cable so that the losses and the reflections are low. The housing 16 shown as a cylindrical bore 16 serves to receive the coaxial connection device. The outer side of the coaxial connection and the shield of the coaxial cable are in electrically conductive connection with the conductive base support 2. Thus, the current path of the primary winding 3 is closed by the final section 5 o a stripped end 13 of the conductor 6 is connected in a conductive manner to the base support 2.

Selon l'invention, des câbles coaxiaux blindés du commerce et des coupleurs coaxiaux du commerce, par exemple BNC, TNC, SMA miniatures, LEMO sousminiatures et SMC ou autres, peuvent ainsi être utilisés comme connexion électrique de la bobine de transformateur 1, ainsi que d'autres connexions spéciales. La 15 technique de connexion coaxiale se prête avantageusement aussi à la constitution de montages en série et en parallèle quelconques de bobines de transformateur 1 According to the invention, commercial shielded coaxial cables and commercial coaxial couplers, for example BNC, TNC, miniature SMA, miniature LEMO and SMC or others, can thus be used as the electrical connection of the transformer coil 1, as well as other special connections. The coaxial connection technique also advantageously lends itself to the constitution of any series and parallel assemblies of transformer coils 1

conformes à l'invention et d'autres éléments fonctionnels électriques. according to the invention and other electrical functional elements.

Les matériaux préférés sont les suivants: Pour le support de base 2, on préfère les métaux électriquement conducteurs qui sont simples à usiner, par 20 exemple pour réaliser les creux, rainures ou autres destinés à recevoir l'enroulement The preferred materials are as follows: For the base support 2, electrically conductive metals are preferred which are simple to machine, for example to make the recesses, grooves or the like intended to receive the winding.

primaire 3. Les matériaux préférés sont par exemple l'aluminium ou le cuivre. On peut bien sr utiliser également des alliages appropriés possédant les caractéristiques correspondantes. Pour le conducteur 6 de l'enroulement primaire 3, on utilise tout particulièrement le cuivre. Pour l'isolation 7 de l'enroulement primaire 3, 25 on peut utiliser du PTFE ou d'autres matières synthétiques résistant aux claquages. primary 3. Preferred materials are, for example, aluminum or copper. It is of course also possible to use suitable alloys having the corresponding characteristics. For the conductor 6 of the primary winding 3, copper is used in particular. For insulation 7 of the primary winding 3, PTFE or other synthetic materials resistant to breakdown can be used.

L'invention n'est cependant pas limitée aux matériaux cités, ce que le spécialiste The invention is however not limited to the materials mentioned, which the specialist

constatera à la lecture de la demande. will see on reading the request.

Avec la bobine de transformateur 1 conforme à l'invention, les courants secondaires Isl, Is2, Is3 se recouvrent à la manière d'un transformateur pour donner 30 un courant secondaire global qui circule autour de l'orifice central 9 et correspond à un multiple des courants secondaires individuels, en fonction du nombre de With the transformer coil 1 according to the invention, the secondary currents Isl, Is2, Is3 overlap in the manner of a transformer to give an overall secondary current which circulates around the central orifice 9 and corresponds to a multiple individual secondary currents, depending on the number of

segments d'enroulement secondaire Sl, S2, S3... secondary winding segments Sl, S2, S3 ...

Des applications préférentielles de la bobine de transformateur 1 conforme à l'invention se trouvent par exemple dans le formage des matériaux, la fabrication 35 d'éléments de raccordement, le fort échauffement par exemple de creusets ou l'accélération de corps ou de projectiles. A cet égard, on peut utiliser l'effet Thomson bien connu. En plaçant par exemple un anneau métallique dans l'orifice central, on induit dans celui-ci, du fait de la variation brusque du flux magnétique engendré par le courant secondaire Is dans le support de base 2, un courant très fort qui est 5 essentiellement un courant de court-circuit. Ce courant induit va à l'encontre du courant secondaire dans le support de base 2, de sorte que l'anneau est éjecté de l'orifice central 9. Cet effet peut être utilisé pour l'accélération, par exemple de pistons ou autres qui servent à lamise en forme des matériaux, ou pour accélérer des éléments à assembler entre eux, par exemple par pressage, refoulage ou autre 10 méthode de formage. Le spécialiste constatera également que si la pièce métallique est maintenue dans l'orifice central 9, elle subira un fort échauffement. Si donc elle est conçue comme creuset métallique, on peut obtenir avec la bobine de transformateur 1 conforme à l'invention un échauffement très fort. Il va de soi que la bobine de transformateur 1 conforme à l'invention peut également servir à 15 lI'accélération forte d'objets ou de projectiles, par exemple pour des essais de matériau ou autres, sachant que l'accélération n'est pas limitée par les vitesses Preferential applications of the transformer coil 1 according to the invention are found, for example, in the forming of materials, the manufacture of connection elements, the high temperature rise for example of crucibles or the acceleration of bodies or projectiles. In this regard, the well-known Thomson effect can be used. By placing, for example, a metal ring in the central orifice, it is induced in the latter, due to the sudden variation in the magnetic flux generated by the secondary current Is in the base support 2, a very strong current which is essentially a short circuit current. This induced current goes against the secondary current in the base support 2, so that the ring is ejected from the central orifice 9. This effect can be used for acceleration, for example of pistons or others which are used for shaping materials, or for accelerating elements to be joined together, for example by pressing, upsetting or other forming method. The specialist will also note that if the metal part is held in the central orifice 9, it will undergo strong heating. If therefore it is designed as a metal crucible, it is possible to obtain with the transformer coil 1 according to the invention a very high temperature rise. It goes without saying that the transformer coil 1 according to the invention can also be used for the strong acceleration of objects or projectiles, for example for material tests or the like, knowing that the acceleration is not limited by speeds

d'expansion des gaz ou d'autres phénomènes. gas expansion or other phenomena.

Claims

claims

1. transformer coil comprising a conductive base support 5 (2) and at least one conductor (6) which is electrically isolated from the base support

(2) and surrounds it at least once to form a primary winding (3), characterized in that one end of the conductor (6) of the primary winding is connected in a conductive manner to the base support (2), so that a current path of the primary winding (3) is closed by the base support 10 (2).

2. transformer coil according to claim 1, characterized in

that the conductor (6) is respectively surrounded by insulation (7) and is integrated into the base support (2) so that the base support (2) surrounds the respective conductor (6) of the primary winding from all sides.

3. Transformer coil according to any one of

previous claims, characterized in that the base support (2) is in two parts, knowing that in at least half of the base support, at least one recess has been made for receiving the primary winding (3).

4. transformer coil according to claim 3, characterized in

that one end of the respective conductor (6) of the primary winding is not insulated, the non-insulated end being connected to at least half of the base support 25 to close the current path of the primary winding (3).

5. Transformer coil according to any one of

previous claims, characterized in that the base support (2) has an axially extending central opening which is placed essentially in the center of the primary winding (3), the base support (2) having at least

a slot (10) extending radially from the orifice (9).

6. transformer coil according to claim 5, characterized in that the base support (2) acts as a secondary winding, the slot (10) dividing the base support (2) into a number of segments of winding

secondary (S1-S3).

7. transformer coil according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the connection section (4) of

the primary winding (3) is arranged in the extension of the slot (10) on

one side of the orifice (9) diametrically opposite the slot (10).

8. transformer coil according to any one of claims 5 and 6, characterized in that the primary winding (3) shunts the

slot (10).

9. transformer coil according to claim 8, characterized in that the connection section (4) is placed at a distance from the central orifice (9) equal to at least one, preferably at least two and even better

at least three wall thicknesses of a secondary winding segment (S1S3).

10. transformer coil according to any one of claims 5 to 9, characterized in that one end of the primary conductor

respective (6), which is electrically conductive connected to the base support (2) for closing the primary winding (3), is arranged in the same way

side of the orifice (10) as the connection section (4).

11. transformer coil according to claim 5, characterized in that the base support (2) has several radial slots

placed in point symmetry with respect to an orifice extending axially.

12. transformer coil according to any one of the preceding claims, characterized in that a connection section

(4) is designed to connect a coaxial cable to the primary winding (3).

13. transformer coil according to claim 12, characterized in that the connection section (4) comprises an electrical conductor (15) which is electrically isolated from the base support (2) and is electrically conductive connected by a connecting section (17) to

respective conductor (6) of the primary winding (3).

14. transformer coil according to any one of claims 5 to 13, characterized in that the primary winding (3) is

designed in the form of a spiral extending essentially in one plane.

15. Transformer coil according to any one of

Claims 1 to 13, characterized in that the primary winding (3) extends helically in an axial direction from the base support (2).

16. Transformer coil according to any one of

previous claims, characterized in that the primary winding (3)

has more than one conductor (6).

17. Arrangement comprising a large number of coils

transformer (1) according to any one of the preceding claims, in particular claim 12, in which at least two transformer coils are connected in series and / or at least two transformer coils are connected in parallel.