FR2856838A1 - Transformateur redresseur moyenne haute frequence et dispositif d'alimentation en faisant application - Google Patents
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Abstract
Selon l'invention, le transformateur électrique redresseur moyenne ou haute fréquence, comprend :▪ un circuit d'alimentation (16),▪ un circuit d'utilisation (17) comprenant un collecteur d'entrée (18) et un collecteur de sortie (19),▪ au moins une paire d'enroulements primaires (20, 21) qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique (22),▪ pour chaque enroulement primaire (20, 21), un enroulement secondaire (30, 31) qui est couplé magnétiquement à l'enroulement primaire (20, 21) correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée (18) et, d'autre part, via au moins une diode, au collecteur de sortie (19), de manière que l'ensemble des enroulements secondaires (30, 31) soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation (17),
Description
L'invention concerne le domaine technique des transformateurs électriques, dans lesquels sont intégrées des cellules de redresseurs, afin de pouvoir fournir, à un circuit d'utilisation, un courant électrique redressé.
Dans une application, préférée mais non exclusive, l'invention concerne le domaine des transformateurs redresseurs moyenne et haute fréquence, destinés à assurer un abaissement de tension, en vue de fournir des courants de forte intensité à des dispositifs de soudure électrique ou, encore, à des générateurs de courant continu pour, par exemple, des applications d'électrolyse.
Dans le domaine ci-dessus et, notamment, en ce qui concerne les transformateurs de postes de soudure à arc ou à points, il est connu de mettre en u̇vre un dispositif d'alimentation électrique comprenant un redresseur alimenté en courant alternatif mono ou triphasé du secteur, un onduleur, alimenté par le redresseur, et un transformateur abaisseur dont le circuit primaire est raccordé à l'onduleur et le circuit secondaire à un circuit d'utilisation, tel que, par exemple, un pistolet ou une pince de soudure par points.
Généralement, le transformateur redresseur, utilisé dans ce type d'installations, comprend un circuit d'alimentation, raccordé à un enroulement primaire disposé autour d'un circuit magnétique, auquel sont également associés deux enroulements secondaires qui sont, d'une part, couplés magnétiquement à l'enroulement primaire et qui sont, d'autre part, raccordés directement à un collecteur d'entrée et, par ailleurs, via au moins une diode redresseur à un collecteur de sortie, de manière que l'ensemble des enroulements secondaires soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation sur lequel sera branché le dispositif utilisateur, tel que précédemment évoqué.
Un tel transformateur permet d'assurer le fonctionnement des dispositifs utilisateurs mais présente, toutefois, l'inconvénient d'offrir un rendement imparfait et, notamment, en raison de l'existence de nombreux points de fuite magnétique et de l'apparition de courants de perte. De telles fuites entraînent alors un échauffement important du transformateur et une surconsommation électrique qu'il conviendrait d'éviter.
Ainsi, il apparaît le besoin de disposer d'un nouveau type de transformateur électrique redresseur, moyenne ou haute fréquence, qui présente un rendement optimisé.
Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un transformateur électrique redresseur moyenne ou haute fréquence, comprenant :
un circuit d'alimentation, un circuit d'utilisation comprenant un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie, au moins une paire d'enroulements primaires qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique, pour chaque enroulement primaire, au moins un enroulement secondaire qui est couplé magnétiquement à l'enroulement primaire correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée et, d'autre part, via au moins une diode, au collecteur de sortie, de manière que l'ensemble des enroulements secondaires soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation.
L'association d'un enroulement primaire pour chaque enroulement secondaire permet, de manière fort avantageuse, de faire correspondre parfaitement les surfaces conductrices de chaque enroulement primaire avec la surface conductrice de l'enroulement secondaire correspondant, de manière à réduire au minimum l'intervention de parasites. En effet, il est possible, pour un transformateur selon l'invention, d'associer au plus proche chaque bobine primaire à une bobine secondaire, de telle sorte que le courant primaire principal alterne d'une bobine primaire à l'autre, suivant la phase de fonctionnement.
Lors d'une alternance, l'une des bobines primaires transmet l'énergie à la bobine secondaire qui lui est associée, alors que l'autre bobine primaire ne voit aucun courant circuler dans sa bobine secondaire associée.
Selon une caractéristique de l'invention, les enroulements primaires sont disposés et raccordés au circuit d'alimentation, de manière que les flux magnétiques, induits dans les enroulements primaires par une tension d'alimentation, soient de même sens.
Selon une autre caractéristique, préférée mais non strictement nécessaire de l'invention, les enroulements primaires sont raccordés en parallèle au circuit d'alimentation, étant entendu que chaque enroulement primaire pourrait posséder son propre circuit d'alimentation. De même, au sens de l'invention, le caractère parallèle du raccordement des enroulements primaires au circuit d'alimentation n'implique pas une alimentation simultanée des enroulements primaires.
Selon l'invention, l'alimentation des enroulements primaires peut être dissociée ou, au contraire, commune. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention visant à obtenir une alimentation simultanée des enroulements primaires, le circuit d'alimentation comprend deux collecteurs d'alimentation auxquels les enroulements primaires sont raccordés directement en parallèle, de manière à assurer une alimentation simultanée des enroulements primaires.
En revanche, selon une autre caractéristique de l'invention, permettant d'obtenir une alimentation dissociée des enroulements primaires, le circuit d'alimentation comprend un premier collecteur d'alimentation, auquel les enroulements primaires sont raccordés directement, et un second collecteur d'alimentation, auquel les enroulements primaires sont chacun raccordés par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé.
Dans ce cas, le transformateur électrique redresseur selon l'invention est alors, de préférence, associé à un moyen de pilotage des interrupteurs commandés. Le moyen de pilotage est donc adapté pour commander, alternativement, la fermeture de chaque interrupteur, de manière que, pour chaque paire d'enroulement primaire, lorsqu'un courant d'alimentation circule dans l'un des enroulements primaires, aucun courant ne circule dans l'autre enroulement primaire.
Comme cela a été précisé plus haut, l'alimentation dissociée des deux enroulements primaires pourrait être réalisée au moyen de deux circuits d'alimentation ne présentant pas de point commun.
Selon une autre caractéristique de l'invention, afin de réduire encore les pertes magnétiques du transformateur, les sorties des enroulements secondaires et les moyens de redressement associés sont disposés et raccordés au circuit d'utilisation, de manière que le courant d'utilisation y induise des champs magnétiques de directions parallèles et de même sens, de sorte qu'à chaque alternance seul le lieu du champ magnétique induit par le courant d'utilisation varie. Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet de réduire le temps de recouvrement du circuit secondaire et donc d'augmenter le rendement du transformateur selon l'invention.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque enroulement secondaire entoure extérieurement l'enroulement primaire correspondant en étant isolé électriquement par rapport à ce dernier.
Dans une forme de réalisation préférée mais non exclusive, le transformateur électrique selon l'invention est destiné à assurer un abaissement de tension. A cet effet, les enroulements primaires possèdent un même nombre de spires ni et les enroulements secondaires présentent un même nombre de spires n2 qui est inférieur au nombre de spires ni de chaque enroulement primaire.
Dans une application préférée à la constitution d'un transformateur redresseur utilisé pour la soudure électrique, les enroulements secondaires ne comprennent chacun qu'une seule spire.
Différentes configurations géométriques du transformateur électrique selon l'invention peuvent être envisagées.
Selon une forme préférée mais non strictement nécessaire de réalisation, le circuit magnétique comprend un noyau magnétique en forme d'anneau allongé présentant deux segments principaux parallèles reliés ensemble à leurs deux extrémités et deux grandes faces longitudinales.
Les deux enroulements primaires sont chacun disposés autour d'un segment principal du noyau et le collecteur d'entrée du circuit d'utilisation est constitué par une plaque conductrice disposée au niveau d'une grande face, de manière à s'étendre en regard des faces correspondantes des deux enroulements, de manière à former un segment d'une spire de chaque enroulement secondaire.
Un premier enroulement secondaire comprend un conducteur qui s'étend à partir d'un bord longitudinal du collecteur d'entrée et sur toute la largeur de son bord longitudinal, pour entourer l'enroulement primaire correspondant et, ensuite, traverser le collecteur d'entrée au niveau d'une fente longitudinale et centrale aménagée dans la plaque collectrice d'entrée et former un retour vers le bord de départ du premier, en étant parallèle à la plaque collectrice d'entrée, le deuxième enroulement secondaire comprend un conducteur qui s'étend, à partir d'un bord de la fente longitudinale de la plaque collectrice d'entrée,pour entourer l'enroulement primaire correspondant et former un retour vers la fente longitudinale et le collecteur de sortie du circuit d'utilisation comprend une plaque conductrice disposée en regard des retours des enroulements secondaires et reliée électriquement au retour des enroulements primaires par l'intermédiaire d'au moins une diode de redressement pour chaque enroulement secondaire.
L'invention concerne, également, un dispositif d'alimentation comprenant :
un redresseur alimenté en courant alternatif mono ou triphasé, un onduleur alimenté par le redresseur, un transformateur dont le circuit primaire est raccordé à l'onduleur et le circuit secondaire à un circuit d'utilisation, caractérisé en ce que le transformateur est constitué par un transformateur tel que décrit précédemment.
Selon une caractéristique préférée, mais non strictement nécessaire de l'invention, lorsque l'onduleur est situé à une certaine distance du transformateur redresseur, qui se trouve généralement au plus près du point d'utilisation, le transformateur est raccordé à l'onduleur par un câble électrique comprenant plusieurs paires de conducteurs dont le raccordement est effectué de manière que la section du câble soit un multipôle au moins équivalent à un quadripôle.
Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet ainsi de réduire, autant que faire se peut, le rayonnement électromagnétique émis par le raccordement électrique du transformateur.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description cidessous, effectuée en référence aux dessins annexés qui illustrent différentes formes, non limitatives, de réalisation d'un transformateur redresseur selon l'invention et de dispositifs d'alimentation mettant en oeuvre un tel transformateur.
La fig. 1 est un schéma de principe électrique d'un dispositif d'alimentation mettant en u̇vre un transformateur redresseur selon l'art antérieur.
La fig. 2 est une vue de principe électrique d'un dispositif d'alimentation mettant en u̇vre un transformateur selon l'invention.
La fig. 3 est une coupe droite transversale d'une forme préférée de réalisation d'un transformateur selon l'invention.
La fig. 4 est une coupe longitudinale selon le plan IV-VI de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue schématique du principe électrique d'un dispositif d'alimentation selon l'invention mettant en u̇vre une autre forme de réalisation d'un transformateur redresseur selon l'invention.
La fig. 6 est une section droite transversale d'un câble à plusieurs paires de conducteurs, utilisé pour l'alimentation électrique d'un transformateur redresseur selon l'invention.
De manière générale, un dispositif d'alimentation électrique, tel qu'illustré à la fig. 1 et désigné dans son ensemble par la référence 1, est destiné à l'alimentation d'une charge 2, tel que, par exemple, un poste de soudure électrique par points. Le dispositif d'alimentation 1 comprend un redresseur 3, alimenté en courant alternatif, mono ou triphasé, et, selon l'exemple illustré, triphasé en provenance du secteur. Le dispositif 1 comprend, en aval du redresseur 3, un onduleur 4 alimenté par le redresseur 3. Le dispositif d'alimentation 1 comprend, enfin, un transformateur redresseur, moyenne ou haute fréquence 5. Le transformateur redresseur 5, illustré à la fig. 1 correspond à l'art antérieur.Ainsi, comme il peut être constaté, ce transformateur redresseur 5 comprend un unique enroulement primaire 6, associé à un circuit magnétique 7 et couplé à deux bobines secondaires 8 qui sont raccordées, d'une part, directement à un collecteur d'entrée 9 et, d'autre part, via des diodes de redressement 10 à un collecteur de sortie 11. Un tel transformateur redresseur 5 selon l'art antérieur permet, effectivement de fournir des courants de forte intensité, à basse tension, à la charge 2 mais présente, en raison de sa conception, un rendement moyen.La demanderesse a eu le mérite de mettre en évidence qu'une des raisons de ce rendement médiocre pouvait être attribuée au fait que l'ensemble de la bobine ou enroulement 6 primaire n'est pas efficace à chaque alternance et, notamment, la partie de l'enroulement primaire 6, située en regard de l'enroulement secondaire 8 inactif, se trouve être le siège de pertes magnétiques importantes.
L'invention se propose alors de remédier à cet inconvénient en proposant un nouveau type de transformateur électrique redresseur, tel que désigné dans son ensemble par la référence 15 à la fig. 2. Cette fig. 2 correspond à un dispositif d'alimentation, analogue à celui illustré à la fig. 1, dont il diffère uniquement par la mise en u̇vre du transformateur redresseur 15 conforme à l'invention.
Selon l'invention, le transformateur électrique redresseur, moyenne ou haute tension 15, comprend un circuit d'alimentation 16, raccordé à l'onduleur 4, et un circuit d'utilisation 17, destiné à être raccordé à la charge d'utilisation 2.
Comme cela apparaîtra particulièrement par la suite, le circuit d'utilisation 17 du transformateur 15 comprend un collecteur d'entrée 18 et un collecteur de sortie 19.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le transformateur 15 comprend, en outre, au moins une et, selon l'exemple illustré, exactement une paire d'enroulements primaires 20 et 21 qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique 22. Il est à noter que les enroulements primaires et le circuit magnétique 22 sont réalisés de toute façon appropriée, selon des techniques qui sont largement connues de l'homme du métier et qui ne méritent donc pas de plus amples explications.
Les enroulements primaires 20 et 21 sont alors, de préférence, disposés et raccordés au circuit d'alimentation 16, de manière que les flux magnétiques induits, dans les enroulements primaires par un courant d'alimentation en provenance de l'onduleur 4, soient de même sens. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, les enroulements primaires 20 et 21 sont raccordés au circuit d'alimentation 16 en parallèle.
Selon l'exemple illustré, le circuit d'alimentation 16 comprend deux collecteurs d'alimentation 23 et 24, auxquels chaque enroulement primaire 20, 21 est raccordé directement. Conformément à une autre caractéristique essentielle de l'invention, le transformateur 15 comprend, pour chaque enroulement primaire 20, 21, un enroulement secondaire, respectivement 30 et 31, qui est couplé à l'enroulement primaire 20, 21 correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée 18 et, d'autre part, via au moins une diode de redressement 10, au collecteur de sortie 19 du circuit d'utilisation 17.
Ainsi, les enroulements secondaires 30 et 31 sont raccordés en parallèle au circuit d'utilisation 17.
Un transformateur redresseur 15 selon l'invention, tel que décrit précédemment et illustré schématiquement à la fig. 2, peut être réalisé de différentes façons. Ainsi, les fig. 3 et 4 illustrent une forme préférée de réalisation, permettant d'obtenir un transformateur redresseur selon l'invention particulièrement compact.
Selon cette forme de réalisation, le circuit magnétique 22 comprend un noyau magnétique en forme d'anneau allongé ou oblong, comme le montre la fig. 4. Ainsi, le noyau magnétique 22 comprend deux segments principaux 32, parallèles entre eux et de même longueur, reliés à leurs deux extrémités par des âmes en U 33. L'anneau magnétique 22 présente alors deux grandes faces parallèles au plan de la fig. 4. Les enroulements primaires 20 et 21 sont alors chacun disposés autour d'un segment principal 32 du noyau 22. Les enroulements secondaires 30 et 31 sont alors disposés chacun au plus près de l'enroulement primaire correspondant, respectivement, 20 et 21.A cet effet, le collecteur d'entrée 18, du circuit d'utilisation 17, est constitué par une plaque conductrice réalisée, de préférence, en aluminium ou en cuivre, disposée au niveau d'une grande face de l'ensemble constitué par le noyau 22 et les enroulements primaires 20 et 21, de manière à s'étendre en regard des faces correspondantes des deux enroulements primaires 20, 21 pour former un segment 181 et 182 de chaque enroulement secondaire 30 et 31.
Comme le montre plus particulièrement la fig. 3, le premier enroulement secondaire 30 comprend alors un conducteur 35 qui s'étend, d'un bord longitudinal extérieur du collecteur d'entrée 18, sur toute la longueur de ce bord longitudinal pour entourer l'enroulement primaire correspondant 20 et, ensuite, traverser le collecteur d'entrée 18 au niveau d'une fente longitudinale 36, aménagée au centre et sur une grande partie de longueur de la plaque collectrice d'entrée 18. Le conducteur 35, constitutif du premier enroulement secondaire 30 forme, après son passage de la fente 36, un retour vers le bord extérieur de la plaque collectrice 18. Ce retour 37 se trouve alors parallèle à la plaque collectrice d'entrée 18, en étant placé à distance de cette dernière, de manière à en être isolé électriquement.
De la même façon, l'enroulement secondaire 31 comprend un conducteur 38 qui s'étend, à partir d'un bord de la fente longitudinale 36 de la plaque collectrice 18, pour entourer l'enroulement primaire correctement et former un retour 39 vers la fente longitudinale, en étant parallèle à la plaque collectrice d'entrée 18.
Il est à noter que, selon cet exemple, les enroulements secondaires 30 et 31 présentent alors une seule spire constituée par chaque conducteur 35 et 38, qui peuvent être réalisés, soit sous une forme monobloc, soit par l'assemblage de plaques sur la plaque collectrice et entre elles pour former différents segments de la spire de chaque enroulement secondaire 30 et 31. De même, selon l'invention, la fente 36 n'est pas nécessairement fermée à ses deux extrémités, mais pourrait, également, être ouverte à l'une ou l'autre de ses extrémités, la liaison entre les deux parties de la plaque collectrice d'entrée 18, délimitées par la fente 36, étant alors réalisée en un seul point au lieu de deux.
Selon la forme de réalisation illustrée, le collecteur de sortie 19 du circuit d'utilisation 17 est réalisé sous la forme d'une plaque, disposée en regard des retours 37 et 39 des enroulements secondaires 30 et 31 et reliée électriquement à ces retours par l'intermédiaire au moins d'une diode de redressement 10 pour chaque enroulement secondaire.
Selon l'exemple illustré, la plaque collectrice 19 est serrée contre les retours 37 et 39 au moyen de systèmes de fixation isolés électriquement, de manière à plaquer les diodes de redressement 10 contre les retours 37 et 39 et la face correspondante de la plaque collectrice 19.
Un tel mode de réalisation du transformateur redresseur selon l'invention permet d'obtenir un dispositif particulièrement compact, tout en assurant un recouvrement optimal de chaque enroulement primaire par l'enroulement secondaire correspondant, de manière à limiter au maximum toute fuite magnétique.
La conception générale du transformateur de redressement selon l'invention permet de réduire, au maximum, ce qu'il est convenu d'appeler le temps de recouvrement de l'alimentation du transformateur redresseur par l'onduleur 4 et d'augmenter ainsi le rendement du transformateur 15 permettant, soit d'augmenter notablement la fréquence de fonctionnement de ce dernier à performances égales, soit d'améliorer les performances du transformateur à fréquence égale, tout en obtenant une réduction du volume total du transformateur.
Il doit être souligné qu'une des caractéristiques constructives, contribuant à cette réduction du temps de recouvrement, réside dans la configuration des sorties 37, 39 des enroulements secondaires 30, 31 et des moyens de redressement 10 associés. En effet, dans la configuration illustrée, le champ magnétique induit, dans les diodes 10, les sorties 37, 39 des enroulements secondaires 30, 31 et le collecteur de sortie 19 par le courant d'utilisation, possède, à chaque alternance, la même direction et le même sens, seul son siège ou lieu varie. Or, cette simple translation entraîne une perte réduite d'énergie, inférieure à celle résultant d'un déplacement spatial associé à une inversion de sens, notamment comme cela est le cas pour les transformateurs selon l'art antérieur.
Bien entendu, la configuration, décrite et adoptée aux fig. 3 et 4 pour les sorties des enroulements secondaires, n'est pas strictement nécessaire à la réalisation d'un transformateur selon l'invention.
Par ailleurs, il doit être noté que les performances les meilleures sont obtenues en assurant un pilotage d'onduleur 4 en commutation de type ZVS.
Selon l'exemple de réalisation du transformateur redresseur 15 conforme à l'invention, décrit précédemment en relation avec la fig. 2, les enroulements primaires 20 et 21 sont raccordés chacun en permanence et directement aux collecteurs 23, 24, du circuit d'alimentation 16. Il est à noter que, dans ce cas, les deux enroulements primaires présentent chacun un même nombre ni de spires, tandis que les enroulements secondaires 30 et 31 présentent un même nombre de spires n2 qui, dans le cas d'un transformateur redresseur abaisseur sera inférieur au nombre de spires ni. Ainsi, dans l'exemple illustré précédemment, n2 = 1, tandis que ni est de l'ordre de 30 à 80.
Selon l'invention, l'alimentation des enroulements primaires 20 et 21 pourrait également être indépendante.
Ainsi, la fig. 5 illustre une forme de réalisation de l'invention selon laquelle les enroulements primaires 20 et 21 sont, d'une part, raccordés directement au collecteur 23 et, d'autre part, raccordés chacun au collecteur d'alimentation 24 par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé 40 et le transformateur 15 comprend, alors, des moyens de commande 41 pilotant les interrupteurs 40, de manière à alimenter alternativement les enroulements primaires. Bien entendu, il pourrait également être envisagé d'alimenter les enroulements primaires au moyen de circuits d'alimentation distincts.
Comme cela été dit précédemment, un transformateur redresseur selon l'invention est, plus particulièrement mais non exclusivement, destiné à des applications du type soudures à arc ou par points.
Dans le cadre de telles utilisations, le transformateur redresseur est placé au plus près du point d'utilisation, tandis que l'alimentation du transformateur 15, à savoir le redresseur 3 et l'onduleur 4, peut être placée à plus grande distance.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, la liaison électrique, entre l'onduleur 4 ou éventuellement le redresseur 3, est assurée au moyen d'un câble électrique 50, tel que plus particulièrement illustré à la fig. 6, comprenant plusieurs paires 51 de conducteurs et, selon l'exemple illustré deux paires de conducteurs, dont le raccordement est effectué de manière que la section du câble soit équivalente à au moins un quadripôle et, selon l'exemple illustré, exactement un quadripôle.
Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet ainsi de réduire très fortement les rayonnements électromagnétiques émis par le câble, dans la mesure où le champ, formé par un tel câble, décroît selon une loi en inverse du cube du courant circulant dans le câble.
Le câble électrique 50 pourra, par exemple, être réalisé au moyen d'un câble à cinq conducteurs dont le cinquième conducteur, non représenté à la fig. 6, sera raccordé à la terre.
Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son cadre.
Dans une application, préférée mais non exclusive, l'invention concerne le domaine des transformateurs redresseurs moyenne et haute fréquence, destinés à assurer un abaissement de tension, en vue de fournir des courants de forte intensité à des dispositifs de soudure électrique ou, encore, à des générateurs de courant continu pour, par exemple, des applications d'électrolyse.
Dans le domaine ci-dessus et, notamment, en ce qui concerne les transformateurs de postes de soudure à arc ou à points, il est connu de mettre en u̇vre un dispositif d'alimentation électrique comprenant un redresseur alimenté en courant alternatif mono ou triphasé du secteur, un onduleur, alimenté par le redresseur, et un transformateur abaisseur dont le circuit primaire est raccordé à l'onduleur et le circuit secondaire à un circuit d'utilisation, tel que, par exemple, un pistolet ou une pince de soudure par points.
Généralement, le transformateur redresseur, utilisé dans ce type d'installations, comprend un circuit d'alimentation, raccordé à un enroulement primaire disposé autour d'un circuit magnétique, auquel sont également associés deux enroulements secondaires qui sont, d'une part, couplés magnétiquement à l'enroulement primaire et qui sont, d'autre part, raccordés directement à un collecteur d'entrée et, par ailleurs, via au moins une diode redresseur à un collecteur de sortie, de manière que l'ensemble des enroulements secondaires soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation sur lequel sera branché le dispositif utilisateur, tel que précédemment évoqué.
Un tel transformateur permet d'assurer le fonctionnement des dispositifs utilisateurs mais présente, toutefois, l'inconvénient d'offrir un rendement imparfait et, notamment, en raison de l'existence de nombreux points de fuite magnétique et de l'apparition de courants de perte. De telles fuites entraînent alors un échauffement important du transformateur et une surconsommation électrique qu'il conviendrait d'éviter.
Ainsi, il apparaît le besoin de disposer d'un nouveau type de transformateur électrique redresseur, moyenne ou haute fréquence, qui présente un rendement optimisé.
Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un transformateur électrique redresseur moyenne ou haute fréquence, comprenant :
un circuit d'alimentation, un circuit d'utilisation comprenant un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie, au moins une paire d'enroulements primaires qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique, pour chaque enroulement primaire, au moins un enroulement secondaire qui est couplé magnétiquement à l'enroulement primaire correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée et, d'autre part, via au moins une diode, au collecteur de sortie, de manière que l'ensemble des enroulements secondaires soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation.
L'association d'un enroulement primaire pour chaque enroulement secondaire permet, de manière fort avantageuse, de faire correspondre parfaitement les surfaces conductrices de chaque enroulement primaire avec la surface conductrice de l'enroulement secondaire correspondant, de manière à réduire au minimum l'intervention de parasites. En effet, il est possible, pour un transformateur selon l'invention, d'associer au plus proche chaque bobine primaire à une bobine secondaire, de telle sorte que le courant primaire principal alterne d'une bobine primaire à l'autre, suivant la phase de fonctionnement.
Lors d'une alternance, l'une des bobines primaires transmet l'énergie à la bobine secondaire qui lui est associée, alors que l'autre bobine primaire ne voit aucun courant circuler dans sa bobine secondaire associée.
Selon une caractéristique de l'invention, les enroulements primaires sont disposés et raccordés au circuit d'alimentation, de manière que les flux magnétiques, induits dans les enroulements primaires par une tension d'alimentation, soient de même sens.
Selon une autre caractéristique, préférée mais non strictement nécessaire de l'invention, les enroulements primaires sont raccordés en parallèle au circuit d'alimentation, étant entendu que chaque enroulement primaire pourrait posséder son propre circuit d'alimentation. De même, au sens de l'invention, le caractère parallèle du raccordement des enroulements primaires au circuit d'alimentation n'implique pas une alimentation simultanée des enroulements primaires.
Selon l'invention, l'alimentation des enroulements primaires peut être dissociée ou, au contraire, commune. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention visant à obtenir une alimentation simultanée des enroulements primaires, le circuit d'alimentation comprend deux collecteurs d'alimentation auxquels les enroulements primaires sont raccordés directement en parallèle, de manière à assurer une alimentation simultanée des enroulements primaires.
En revanche, selon une autre caractéristique de l'invention, permettant d'obtenir une alimentation dissociée des enroulements primaires, le circuit d'alimentation comprend un premier collecteur d'alimentation, auquel les enroulements primaires sont raccordés directement, et un second collecteur d'alimentation, auquel les enroulements primaires sont chacun raccordés par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé.
Dans ce cas, le transformateur électrique redresseur selon l'invention est alors, de préférence, associé à un moyen de pilotage des interrupteurs commandés. Le moyen de pilotage est donc adapté pour commander, alternativement, la fermeture de chaque interrupteur, de manière que, pour chaque paire d'enroulement primaire, lorsqu'un courant d'alimentation circule dans l'un des enroulements primaires, aucun courant ne circule dans l'autre enroulement primaire.
Comme cela a été précisé plus haut, l'alimentation dissociée des deux enroulements primaires pourrait être réalisée au moyen de deux circuits d'alimentation ne présentant pas de point commun.
Selon une autre caractéristique de l'invention, afin de réduire encore les pertes magnétiques du transformateur, les sorties des enroulements secondaires et les moyens de redressement associés sont disposés et raccordés au circuit d'utilisation, de manière que le courant d'utilisation y induise des champs magnétiques de directions parallèles et de même sens, de sorte qu'à chaque alternance seul le lieu du champ magnétique induit par le courant d'utilisation varie. Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet de réduire le temps de recouvrement du circuit secondaire et donc d'augmenter le rendement du transformateur selon l'invention.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque enroulement secondaire entoure extérieurement l'enroulement primaire correspondant en étant isolé électriquement par rapport à ce dernier.
Dans une forme de réalisation préférée mais non exclusive, le transformateur électrique selon l'invention est destiné à assurer un abaissement de tension. A cet effet, les enroulements primaires possèdent un même nombre de spires ni et les enroulements secondaires présentent un même nombre de spires n2 qui est inférieur au nombre de spires ni de chaque enroulement primaire.
Dans une application préférée à la constitution d'un transformateur redresseur utilisé pour la soudure électrique, les enroulements secondaires ne comprennent chacun qu'une seule spire.
Différentes configurations géométriques du transformateur électrique selon l'invention peuvent être envisagées.
Selon une forme préférée mais non strictement nécessaire de réalisation, le circuit magnétique comprend un noyau magnétique en forme d'anneau allongé présentant deux segments principaux parallèles reliés ensemble à leurs deux extrémités et deux grandes faces longitudinales.
Les deux enroulements primaires sont chacun disposés autour d'un segment principal du noyau et le collecteur d'entrée du circuit d'utilisation est constitué par une plaque conductrice disposée au niveau d'une grande face, de manière à s'étendre en regard des faces correspondantes des deux enroulements, de manière à former un segment d'une spire de chaque enroulement secondaire.
Un premier enroulement secondaire comprend un conducteur qui s'étend à partir d'un bord longitudinal du collecteur d'entrée et sur toute la largeur de son bord longitudinal, pour entourer l'enroulement primaire correspondant et, ensuite, traverser le collecteur d'entrée au niveau d'une fente longitudinale et centrale aménagée dans la plaque collectrice d'entrée et former un retour vers le bord de départ du premier, en étant parallèle à la plaque collectrice d'entrée, le deuxième enroulement secondaire comprend un conducteur qui s'étend, à partir d'un bord de la fente longitudinale de la plaque collectrice d'entrée,pour entourer l'enroulement primaire correspondant et former un retour vers la fente longitudinale et le collecteur de sortie du circuit d'utilisation comprend une plaque conductrice disposée en regard des retours des enroulements secondaires et reliée électriquement au retour des enroulements primaires par l'intermédiaire d'au moins une diode de redressement pour chaque enroulement secondaire.
L'invention concerne, également, un dispositif d'alimentation comprenant :
un redresseur alimenté en courant alternatif mono ou triphasé, un onduleur alimenté par le redresseur, un transformateur dont le circuit primaire est raccordé à l'onduleur et le circuit secondaire à un circuit d'utilisation, caractérisé en ce que le transformateur est constitué par un transformateur tel que décrit précédemment.
Selon une caractéristique préférée, mais non strictement nécessaire de l'invention, lorsque l'onduleur est situé à une certaine distance du transformateur redresseur, qui se trouve généralement au plus près du point d'utilisation, le transformateur est raccordé à l'onduleur par un câble électrique comprenant plusieurs paires de conducteurs dont le raccordement est effectué de manière que la section du câble soit un multipôle au moins équivalent à un quadripôle.
Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet ainsi de réduire, autant que faire se peut, le rayonnement électromagnétique émis par le raccordement électrique du transformateur.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description cidessous, effectuée en référence aux dessins annexés qui illustrent différentes formes, non limitatives, de réalisation d'un transformateur redresseur selon l'invention et de dispositifs d'alimentation mettant en oeuvre un tel transformateur.
La fig. 1 est un schéma de principe électrique d'un dispositif d'alimentation mettant en u̇vre un transformateur redresseur selon l'art antérieur.
La fig. 2 est une vue de principe électrique d'un dispositif d'alimentation mettant en u̇vre un transformateur selon l'invention.
La fig. 3 est une coupe droite transversale d'une forme préférée de réalisation d'un transformateur selon l'invention.
La fig. 4 est une coupe longitudinale selon le plan IV-VI de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue schématique du principe électrique d'un dispositif d'alimentation selon l'invention mettant en u̇vre une autre forme de réalisation d'un transformateur redresseur selon l'invention.
La fig. 6 est une section droite transversale d'un câble à plusieurs paires de conducteurs, utilisé pour l'alimentation électrique d'un transformateur redresseur selon l'invention.
De manière générale, un dispositif d'alimentation électrique, tel qu'illustré à la fig. 1 et désigné dans son ensemble par la référence 1, est destiné à l'alimentation d'une charge 2, tel que, par exemple, un poste de soudure électrique par points. Le dispositif d'alimentation 1 comprend un redresseur 3, alimenté en courant alternatif, mono ou triphasé, et, selon l'exemple illustré, triphasé en provenance du secteur. Le dispositif 1 comprend, en aval du redresseur 3, un onduleur 4 alimenté par le redresseur 3. Le dispositif d'alimentation 1 comprend, enfin, un transformateur redresseur, moyenne ou haute fréquence 5. Le transformateur redresseur 5, illustré à la fig. 1 correspond à l'art antérieur.Ainsi, comme il peut être constaté, ce transformateur redresseur 5 comprend un unique enroulement primaire 6, associé à un circuit magnétique 7 et couplé à deux bobines secondaires 8 qui sont raccordées, d'une part, directement à un collecteur d'entrée 9 et, d'autre part, via des diodes de redressement 10 à un collecteur de sortie 11. Un tel transformateur redresseur 5 selon l'art antérieur permet, effectivement de fournir des courants de forte intensité, à basse tension, à la charge 2 mais présente, en raison de sa conception, un rendement moyen.La demanderesse a eu le mérite de mettre en évidence qu'une des raisons de ce rendement médiocre pouvait être attribuée au fait que l'ensemble de la bobine ou enroulement 6 primaire n'est pas efficace à chaque alternance et, notamment, la partie de l'enroulement primaire 6, située en regard de l'enroulement secondaire 8 inactif, se trouve être le siège de pertes magnétiques importantes.
L'invention se propose alors de remédier à cet inconvénient en proposant un nouveau type de transformateur électrique redresseur, tel que désigné dans son ensemble par la référence 15 à la fig. 2. Cette fig. 2 correspond à un dispositif d'alimentation, analogue à celui illustré à la fig. 1, dont il diffère uniquement par la mise en u̇vre du transformateur redresseur 15 conforme à l'invention.
Selon l'invention, le transformateur électrique redresseur, moyenne ou haute tension 15, comprend un circuit d'alimentation 16, raccordé à l'onduleur 4, et un circuit d'utilisation 17, destiné à être raccordé à la charge d'utilisation 2.
Comme cela apparaîtra particulièrement par la suite, le circuit d'utilisation 17 du transformateur 15 comprend un collecteur d'entrée 18 et un collecteur de sortie 19.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le transformateur 15 comprend, en outre, au moins une et, selon l'exemple illustré, exactement une paire d'enroulements primaires 20 et 21 qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique 22. Il est à noter que les enroulements primaires et le circuit magnétique 22 sont réalisés de toute façon appropriée, selon des techniques qui sont largement connues de l'homme du métier et qui ne méritent donc pas de plus amples explications.
Les enroulements primaires 20 et 21 sont alors, de préférence, disposés et raccordés au circuit d'alimentation 16, de manière que les flux magnétiques induits, dans les enroulements primaires par un courant d'alimentation en provenance de l'onduleur 4, soient de même sens. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, les enroulements primaires 20 et 21 sont raccordés au circuit d'alimentation 16 en parallèle.
Selon l'exemple illustré, le circuit d'alimentation 16 comprend deux collecteurs d'alimentation 23 et 24, auxquels chaque enroulement primaire 20, 21 est raccordé directement. Conformément à une autre caractéristique essentielle de l'invention, le transformateur 15 comprend, pour chaque enroulement primaire 20, 21, un enroulement secondaire, respectivement 30 et 31, qui est couplé à l'enroulement primaire 20, 21 correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée 18 et, d'autre part, via au moins une diode de redressement 10, au collecteur de sortie 19 du circuit d'utilisation 17.
Ainsi, les enroulements secondaires 30 et 31 sont raccordés en parallèle au circuit d'utilisation 17.
Un transformateur redresseur 15 selon l'invention, tel que décrit précédemment et illustré schématiquement à la fig. 2, peut être réalisé de différentes façons. Ainsi, les fig. 3 et 4 illustrent une forme préférée de réalisation, permettant d'obtenir un transformateur redresseur selon l'invention particulièrement compact.
Selon cette forme de réalisation, le circuit magnétique 22 comprend un noyau magnétique en forme d'anneau allongé ou oblong, comme le montre la fig. 4. Ainsi, le noyau magnétique 22 comprend deux segments principaux 32, parallèles entre eux et de même longueur, reliés à leurs deux extrémités par des âmes en U 33. L'anneau magnétique 22 présente alors deux grandes faces parallèles au plan de la fig. 4. Les enroulements primaires 20 et 21 sont alors chacun disposés autour d'un segment principal 32 du noyau 22. Les enroulements secondaires 30 et 31 sont alors disposés chacun au plus près de l'enroulement primaire correspondant, respectivement, 20 et 21.A cet effet, le collecteur d'entrée 18, du circuit d'utilisation 17, est constitué par une plaque conductrice réalisée, de préférence, en aluminium ou en cuivre, disposée au niveau d'une grande face de l'ensemble constitué par le noyau 22 et les enroulements primaires 20 et 21, de manière à s'étendre en regard des faces correspondantes des deux enroulements primaires 20, 21 pour former un segment 181 et 182 de chaque enroulement secondaire 30 et 31.
Comme le montre plus particulièrement la fig. 3, le premier enroulement secondaire 30 comprend alors un conducteur 35 qui s'étend, d'un bord longitudinal extérieur du collecteur d'entrée 18, sur toute la longueur de ce bord longitudinal pour entourer l'enroulement primaire correspondant 20 et, ensuite, traverser le collecteur d'entrée 18 au niveau d'une fente longitudinale 36, aménagée au centre et sur une grande partie de longueur de la plaque collectrice d'entrée 18. Le conducteur 35, constitutif du premier enroulement secondaire 30 forme, après son passage de la fente 36, un retour vers le bord extérieur de la plaque collectrice 18. Ce retour 37 se trouve alors parallèle à la plaque collectrice d'entrée 18, en étant placé à distance de cette dernière, de manière à en être isolé électriquement.
De la même façon, l'enroulement secondaire 31 comprend un conducteur 38 qui s'étend, à partir d'un bord de la fente longitudinale 36 de la plaque collectrice 18, pour entourer l'enroulement primaire correctement et former un retour 39 vers la fente longitudinale, en étant parallèle à la plaque collectrice d'entrée 18.
Il est à noter que, selon cet exemple, les enroulements secondaires 30 et 31 présentent alors une seule spire constituée par chaque conducteur 35 et 38, qui peuvent être réalisés, soit sous une forme monobloc, soit par l'assemblage de plaques sur la plaque collectrice et entre elles pour former différents segments de la spire de chaque enroulement secondaire 30 et 31. De même, selon l'invention, la fente 36 n'est pas nécessairement fermée à ses deux extrémités, mais pourrait, également, être ouverte à l'une ou l'autre de ses extrémités, la liaison entre les deux parties de la plaque collectrice d'entrée 18, délimitées par la fente 36, étant alors réalisée en un seul point au lieu de deux.
Selon la forme de réalisation illustrée, le collecteur de sortie 19 du circuit d'utilisation 17 est réalisé sous la forme d'une plaque, disposée en regard des retours 37 et 39 des enroulements secondaires 30 et 31 et reliée électriquement à ces retours par l'intermédiaire au moins d'une diode de redressement 10 pour chaque enroulement secondaire.
Selon l'exemple illustré, la plaque collectrice 19 est serrée contre les retours 37 et 39 au moyen de systèmes de fixation isolés électriquement, de manière à plaquer les diodes de redressement 10 contre les retours 37 et 39 et la face correspondante de la plaque collectrice 19.
Un tel mode de réalisation du transformateur redresseur selon l'invention permet d'obtenir un dispositif particulièrement compact, tout en assurant un recouvrement optimal de chaque enroulement primaire par l'enroulement secondaire correspondant, de manière à limiter au maximum toute fuite magnétique.
La conception générale du transformateur de redressement selon l'invention permet de réduire, au maximum, ce qu'il est convenu d'appeler le temps de recouvrement de l'alimentation du transformateur redresseur par l'onduleur 4 et d'augmenter ainsi le rendement du transformateur 15 permettant, soit d'augmenter notablement la fréquence de fonctionnement de ce dernier à performances égales, soit d'améliorer les performances du transformateur à fréquence égale, tout en obtenant une réduction du volume total du transformateur.
Il doit être souligné qu'une des caractéristiques constructives, contribuant à cette réduction du temps de recouvrement, réside dans la configuration des sorties 37, 39 des enroulements secondaires 30, 31 et des moyens de redressement 10 associés. En effet, dans la configuration illustrée, le champ magnétique induit, dans les diodes 10, les sorties 37, 39 des enroulements secondaires 30, 31 et le collecteur de sortie 19 par le courant d'utilisation, possède, à chaque alternance, la même direction et le même sens, seul son siège ou lieu varie. Or, cette simple translation entraîne une perte réduite d'énergie, inférieure à celle résultant d'un déplacement spatial associé à une inversion de sens, notamment comme cela est le cas pour les transformateurs selon l'art antérieur.
Bien entendu, la configuration, décrite et adoptée aux fig. 3 et 4 pour les sorties des enroulements secondaires, n'est pas strictement nécessaire à la réalisation d'un transformateur selon l'invention.
Par ailleurs, il doit être noté que les performances les meilleures sont obtenues en assurant un pilotage d'onduleur 4 en commutation de type ZVS.
Selon l'exemple de réalisation du transformateur redresseur 15 conforme à l'invention, décrit précédemment en relation avec la fig. 2, les enroulements primaires 20 et 21 sont raccordés chacun en permanence et directement aux collecteurs 23, 24, du circuit d'alimentation 16. Il est à noter que, dans ce cas, les deux enroulements primaires présentent chacun un même nombre ni de spires, tandis que les enroulements secondaires 30 et 31 présentent un même nombre de spires n2 qui, dans le cas d'un transformateur redresseur abaisseur sera inférieur au nombre de spires ni. Ainsi, dans l'exemple illustré précédemment, n2 = 1, tandis que ni est de l'ordre de 30 à 80.
Selon l'invention, l'alimentation des enroulements primaires 20 et 21 pourrait également être indépendante.
Ainsi, la fig. 5 illustre une forme de réalisation de l'invention selon laquelle les enroulements primaires 20 et 21 sont, d'une part, raccordés directement au collecteur 23 et, d'autre part, raccordés chacun au collecteur d'alimentation 24 par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé 40 et le transformateur 15 comprend, alors, des moyens de commande 41 pilotant les interrupteurs 40, de manière à alimenter alternativement les enroulements primaires. Bien entendu, il pourrait également être envisagé d'alimenter les enroulements primaires au moyen de circuits d'alimentation distincts.
Comme cela été dit précédemment, un transformateur redresseur selon l'invention est, plus particulièrement mais non exclusivement, destiné à des applications du type soudures à arc ou par points.
Dans le cadre de telles utilisations, le transformateur redresseur est placé au plus près du point d'utilisation, tandis que l'alimentation du transformateur 15, à savoir le redresseur 3 et l'onduleur 4, peut être placée à plus grande distance.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, la liaison électrique, entre l'onduleur 4 ou éventuellement le redresseur 3, est assurée au moyen d'un câble électrique 50, tel que plus particulièrement illustré à la fig. 6, comprenant plusieurs paires 51 de conducteurs et, selon l'exemple illustré deux paires de conducteurs, dont le raccordement est effectué de manière que la section du câble soit équivalente à au moins un quadripôle et, selon l'exemple illustré, exactement un quadripôle.
Cette caractéristique avantageuse de l'invention permet ainsi de réduire très fortement les rayonnements électromagnétiques émis par le câble, dans la mesure où le champ, formé par un tel câble, décroît selon une loi en inverse du cube du courant circulant dans le câble.
Le câble électrique 50 pourra, par exemple, être réalisé au moyen d'un câble à cinq conducteurs dont le cinquième conducteur, non représenté à la fig. 6, sera raccordé à la terre.
Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l'invention sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1 - Transformateur électrique redresseur moyenne ou haute fréquence, comprenant :
un circuit d'alimentation (16), un circuit d'utilisation (17) comprenant un collecteur d'entrée (18) et un collecteur de sortie (19), au moins une paire d'enroulements primaires (20, 21) qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique (22), pour chaque enroulement primaire (20, 21), un enroulement secondaire (30, 31) qui est couplé magnétiquement à l'enroulement primaire (20, 21) correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée (18) et, d'autre part, via au moins une diode (10), au collecteur de sortie (19), de manière que l'ensemble des enroulements secondaires (30, 31) soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation (17),
1 - Transformateur électrique redresseur moyenne ou haute fréquence, comprenant :
un circuit d'alimentation (16), un circuit d'utilisation (17) comprenant un collecteur d'entrée (18) et un collecteur de sortie (19), au moins une paire d'enroulements primaires (20, 21) qui sont disposés symétriquement autour d'un même circuit magnétique (22), pour chaque enroulement primaire (20, 21), un enroulement secondaire (30, 31) qui est couplé magnétiquement à l'enroulement primaire (20, 21) correspondant et qui est raccordé, d'une part, directement au collecteur d'entrée (18) et, d'autre part, via au moins une diode (10), au collecteur de sortie (19), de manière que l'ensemble des enroulements secondaires (30, 31) soient raccordés en parallèle au circuit d'utilisation (17),
Claims (5)
- 2 - Transformateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements primaires (20, 21) sont disposés et raccordés au circuit d'alimentation, de manière que les flux magnétiques induits dans les enroulements primaires (20, 21) par une tension d'alimentation soient de même sens. 3 - Transformateur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les enroulements primaires (20, 21) sont raccordés en parallèle au circuit d'alimentation. 4 - Transformateur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation (16) comprend deux collecteurs d'alimentation (23, 24) auxquels les enroulements primaires (20, 21) sont raccordés directement en parallèle, de manière à assurer une alimentation simultanée des enroulements primaires(20, 21). 5 - Transformateur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation (16) comprend un premier collecteur d'alimentation (23) auquel les enroulements primaires (20, 21) sont raccordés directement et un second collecteur d'alimentation (24) auquel les enroulements primaires sont chacun raccordés par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé (40). 6 - Transformateur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (41) des interrupteurs d'alimentation des enroulements primaires adaptés pour commander, alternativement, la fermeture de chaque interrupteur de commande (40), de manière que, pour chaque paire d'enroulement primaire, lorsqu'un courant d'alimentation circule dans l'un des enroulements primaires (20, 21,), aucun courant ne circule dans l'autre enroulement primaire. 7 - Transformateur électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les sorties des enroulements secondaires (30, 31) et les diodes de redressement (10) sont disposées et raccordées au circuit d'utilisation (17), de manière que le courant d'utilisation y induise des champs magnétiques de direction parallèles et de même sens. 8 - Transformateur électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque enroulement secondaire (30, 31) entoure extérieurement l'enroulement primaire (20, 21) correspondant en étant isolé électriquement par rapport à ce dernier.
- 9 - Transformateur électrique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les enroulements primaires (20, 21) possèdent un même nombre de spires ni et les enroulements secondaires (30, 31) présentent un même nombre de spires n2 qui est inférieur au nombre de spires ni de chaque enroulement primaire.
- 10 - Transformateur électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que les enroulements secondaires (30, 31) comprennent chacun une seule spire.11 Transformateur électrique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que : le circuit magnétique (22) comprend un noyau magnétique en forme d'anneau allongé présentant deux extrémités et deux grandes faces longitudinales et deux segments principaux (32) parallèles reliés ensemble à leurs extrémités, les deux enroulements primaires (20, 21) sont chacun disposés autour d'un segment principal (32) du noyau, le collecteur d'entrée (18) du circuit d'utilisation (17) est constitué par une plaque conductrice disposée au niveau d'une grande face, de manière à s'étendre en regard des faces correspondantes des deux enroulements primaires (20, 21), de manière à former un segment d'une spire de chaque enroulement secondaire (30, 31), un premier enroulement secondaire (30) comprend un conducteur (35) qui s'étend à partir d'un bord longitudinal extérieur du collecteur d'entrée(18) et sur toute la largeur du bord longitudinal, pour entourer l'enroulement primaire correspondant (20) et, ensuite, traverser le collecteur d'entrée au niveau d'une fente longitudinale et centrale (36) aménagée dans la plaque collectrice d'entrée (18) et former un retour (37) vers le bord extérieur en étant parallèle à la plaque collectrice d'entrée (18), le deuxième enroulement secondaire (31) comprend un conducteur (38) qui s'étend, à partir d'un bord de la fente longitudinale (36) de la plaque collectrice d'entrée (18), pour entourer l'enroulement primaire correspondant (21) et former un retour (39) vers la fente longitudinale(36), en étant parallèle à la plaque collectrice (18), et le collecteur de sortie (19) du circuit d'utilisation (17) comprend une plaque conductrice disposée en regard des retours (37, 39) des enroulements secondaires (30, 31) et reliée électriquement au retour des enroulements secondaires par l'intermédiaire d'au moins une diode de redressement (10) pour chaque enroulement secondaire (30, 31).
- 12 - Dispositif d'alimentation électrique comprenant : un redresseur (3) alimenté en courant alternatif mono ou triphasé, un onduleur (4) alimenté par le redresseur (3), un transformateur dont le circuit primaire est raccordé à l'onduleur (4) et le circuit secondaire à un circuit d'utilisation, caractérisé en ce que le transformateur est constitué par un transformateur (15) selon l'une des revendications 1 à 11.
- 13 - Dispositif d'alimentation électrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le transformateur (15) est raccordé à l'onduleur par un câble électrique (50) comprenant plusieurs paires (51) de conducteurs dont le raccordement est effectué de manière que la section du câble (50) soit un multiple équivalent au moins à un quadripôle.
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 22 9 March 2001 (2001-03-09) * |
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