WO1987005148A1 - Transformateur haute tension - Google Patents

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WO1987005148A1
WO1987005148A1 PCT/FR1987/000042 FR8700042W WO8705148A1 WO 1987005148 A1 WO1987005148 A1 WO 1987005148A1 FR 8700042 W FR8700042 W FR 8700042W WO 8705148 A1 WO8705148 A1 WO 8705148A1
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secondary winding
transformer according
groove
sections
insulating ring
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Günter Menge
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Thomson-Cgr
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins
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    • H01F27/027—Casings specially adapted for combination of signal type inductors or transformers with electronic circuits, e.g. mounting on printed circuit boards
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    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
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    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/022—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on formers with several winding chambers separated by flanges, e.g. for high voltage applications

Definitions

  • the invention relates to a high voltage transformer, in particular for a radiodiagnostic generator and high voltage power supplies.
  • the high voltage transformer is of the type supplied by a converter capable of operating at relatively high frequencies, up to 100 Hertz for example.
  • a high voltage transformer must not only have the characteristics required for the intended operation, but also, and particularly in the case of industrial manufacturing, its raw materials and its manufacturing must be inexpensive. These conditions are all the more difficult to fulfill as the high voltage transformer must be more compact and of a small footprint.
  • the dimensions of a high voltage transformer can be reduced, in particular thanks to an optimization -5 of the dimensions of the magnetic circuit or core used, to the material of which the latter is made, and to the operating frequency which can be made much higher than that of the supply network, by the use of a converter.
  • the high frequency converter technique makes it possible to use relatively small magnetic cores or circuits, which facilitates compact construction of the high voltage transformer.
  • the high frequency converter delivers in a load circuit comprising the primary winding of the high voltage transformer and comprising an oscillating circuit; the resonant frequency of the oscillating circuit being linked to the operating frequency 0 of the converter.
  • the frequency limits, within which the converter can operate, are set terminated in particular by the semiconductors used; the current thyristors make it possible to master functions without problems at frequencies up to 100 hertz.
  • the invention relates to a high voltage transformer, of the type intended to operate with a high frequency converter, having particularly reduced dimensions compared to the prior art. This is obtained by a new arrangement, in particular in terms of electrical insulation, which makes it possible both to use elements which are simple to assemble and of low cost, and to improve the conditions of electrical insulation.
  • a high voltage transformer of the type supplied by a high frequency converter comprising, a magnetic circuit, a primary winding, a coil body disposed around a longitudinal axis of the magnetic circuit, a high voltage secondary winding wound around of the coil body, the secondary winding comprising at least one secondary winding, the secondary winding being contained in a groove produced in the coil body in a plane substantially per ⁇ pendicular to the longitudinal axis, is characterized in that the groove containing the secondary winding is closed by an insulating ring constituted by the assembly of at least two sections, the sections having ends which fit into one another so as, on the one hand, to form at their junctions a joint in the form of a labyrinth, and on the other hand so as to assemble the sections by a movement of the latter in substantially the same plane as c throat.
  • FIG. 1 is an overview of the transformer according to the invention, particularly showing a magnetic circuit and insulating rings surrounding a coil body;
  • FIG. 2 is a sectional view which shows in more detail the coil body shown in Figure 1, and which shows separate secondary windings constituting a secondary winding;
  • FIG. 3 is an enlarged view of a box shown in Figure 2, and showing details of embodiment of a secondary winding
  • FIG. ⁇ is a view along a plane perpendicular to a longitudinal axis of the magnetic circuit shown in Figure 1, and which shows an insulating ring formed of two sections whose junctions constitute joints in the form of a labyrinth.
  • FIG. 1 shows a high voltage transformer 20 according to the invention.
  • the transformer 20 comprises a core or magnetic circuit 1 in itself conventional.
  • the magnetic circuit 1 comprises a central core (not shown in FIG. 1) arranged along a longitudinal axis 2, and two external branches 70, 71 parallel to the central core and closed on the latter.
  • 20 comprises a coil body 5 having, in the non-limiting example described, a circular section (the section of the coil body 5 being in a plane perpendicular to that of the figure, it does not appear in the figure).
  • the coil body 5 is arranged along the longitudinal axis 2, between the outer branches 70, 71 of the magnetic circuit 1, and substantially centered around the longitudinal axis 2, and of a primary winding (not shown in FIG. 1 ) which is arranged around the central core.
  • the coil body 5 is intended to carry a secondary winding (not shown in FIG. 1) formed by at least one secondary winding.
  • the secondary winding (s) are isolated electrically with respect to the magnetic circuit 1, on the one hand by the coil body 5 which is made of an electrically insulating material, each secondary winding being on the other hand electrically insulated by an insulating ring 23a, 23b.
  • the secondary winding is constituted by two separate secondary windings; but it should be understood that, in the spirit of the invention, the secondary winding can equally well consist of a single secondary winding or of a plurality of separate secondary windings, but electrically connected together, so that only the two extreme ends 25, 26 of the secondary winding are extended outside the insulation rings 23a, 23b, as shown in FIG. 1, thanks to openings 13 made in the insulating rings 23a, 23b.
  • the openings 13 also allow the passage of an oil (not shown) of the conventional type, used for electrical insulation, and in which the transformer 20 is immersed; the isolation oil and the transformer 20 being contained in a manner known per se in an enclosure (not shown).
  • the magnetic circuit 1 is cut into two parts 1a, 1b according to a separation plane 72 perpendicular to the longitudinal axis 2.
  • the two parts 1a, 1b of the magnetic circuit 1 are joined and clamped one against the other at the using a band tightening device 22, after mounting in the magnetic circuit of the primary winding, and of the coil body 5 equipped with the secondary winding (s) as well as the insulating rings 23a, 23b.
  • each isolation ring 23a, 23b is intended to surround at least one secondary winding, and according to a characteristic of the invention, each isolation ring 23a, 23b is formed by the assembly of at least two sections of rings 7a, 7b, the ends of which 27, 28 have a complementary shape so as to constitute, on the one hand, at their junctions on their sides 30 , a joint called in labyrinth 9 (further described with reference to the figure which shows an insulating ring 23a, according to its section), and on the other hand so as to allow the assembly of the sections 7a, 7b by a movement of the latter carried out in a radial direction illustrated by the arrows 31, that is to say to say by a movement in a plane substantially perpendicular to the longitudinal axis 2; assembling the sections 7a, 7b to produce an insulating ring 23a, 23b being carried out before the coil body 5 is mounted in the magnetic circuit 1.
  • the figure 2 shows by way of nonlimiting example, the manner in which the secondary winding, previously mentioned, is produced and arranged around the coil body 5.
  • the coil body 5 is substantially centered around the longitudinal axis 2, and around of the primary winding 35 and of the central core 36 previously mentioned.
  • the secondary winding is formed by secondary windings 3a, 3b, separated, two in number in the nonlimiting example described, and each contained in a housing where they are electrically isolated from the rest of the transformer.
  • Each housing is constituted by a groove ⁇ a, ⁇ b, produced in the periphery of the coil body 5.
  • the grooves a, ⁇ b are successively arranged along the longitudinal axis 2, in planes substantially parallel to each other and substantially perpendicular to l 'longitudinal axis 2.
  • Each groove, 4b containing a secondary winding 3a, 3b, is closed by an insulating ring 23a, 23b.
  • Such a distribution of the high-voltage secondary winding into several secondary windings 3a, 3b each arranged in a groove 4a, b makes it possible, on the one hand, to perfectly electrically isolate each of these windings from the primary winding 35 and by with respect to magnetic circuit 1, and also allows the tension between lower layers and upper layers of a winding to be reduced.
  • the coil body 5 and the insulating rings 23a, 23b are made of an electrically insulating material, having in particular a high dielectric strength and a dielectric constant; so as to allow the reduction of the thickness of the rings 23a, 23b and of the walls which constitute the grooves 4a, 4b, in order to reduce the dimensions and the weight of the transformer according to the invention.
  • each insulating ring 23a, 23b is made up of at least two ring sections 7a, 7b as was previously mentioned, and that these two sections are assembled to one another in a movement as represented by the arrows 31, that is to say in a movement which takes place in the same plane as that of the groove 4a, 4b which is to be closed.
  • the distance D between two successive secondary windings 3a, 3b can correspond to the thickness which is just necessary to ensure electrical isolation by a wall 40 situated between the two grooves 4a, 4b; to the point that the side edges 30 of two insulating rings
  • the secondary windings 3a, 3b may be, in the spirit of the invention, in a number greater than two.
  • a secondary winding 3a, 3b inside a groove 4a, 4b has a trapezoidal shape whose base 41 is oriented towards the body coil 5, and the top of which
  • FIG. 3 is an enlarged view of a box 75 in FIG. 2, which shows in more detail the action of the projections S on the insulating layers which the first secondary winding 3a comprises, the example also being valid for the second winding secondary 3b.
  • the first secondary winding 3a has been moved away from the first groove 4a, which groove is partially shown, and the first insulating ring 23a shown above the first secondary winding 3a, has also been removed from the latter, and was only partially represented.
  • the secondary winding 3a comprises between its base 1 and its apex 42, a succession of layers of wires N1, N2 ..., Nn.
  • each sheet NI to Nn is arranged at least one layer Cl, C2, ..., Cn of an electrically insulating material.
  • the insulating layers C1 to Cn have substantially the same width L, so that these insulating layers have ends 52 which, relative to the limits 53 of the secondary winding 3a, extend all the more as they are closer to the vertex 42.
  • Arrows 54 illustrate by way of nonlimiting example, the direction in which the first secondary winding 3a is wound.
  • the insulating ring 23a has two projections 8, each arranged on its inner face 45 and near a side edge 30, and these projections 8 penetrate into the groove 4a when the latter is closed by the insulating ring 23a.
  • the insulating ends 52 situated towards the top 42 are pushed back by the projections 8 towards the base 41, as symbolized by second arrows 55, so that the insulating layers located near the top 42 are closed towards the base. 41, and the top 42 of the winding where the highest voltage exists is thus surrounded by the largest mass of insulating material.
  • This allows, in addition to the insulating rings 23a, 23b which close the grooves 4a, 4b and which are closed on themselves by joints 9 forming a labyrinth, to make the lines of flight infinitely long at each secondary winding 3a, 3b , despite the small dimensions of the high voltage transformer according to the invention.
  • Figure 4 shows an insulating ring 23a, 23b, seen by its section along an arrow 56 shown in Figure 1.
  • the longitudinal axis 2 being perpendicular to the plane of Figure 4, it is seen at a point in the center of the insulating ring 23a.
  • the insulating ring 23a is formed by the assembly of two sections of rings 7a, 7b joined by their ends 27,28.
  • each section 7a, 7b makes two junctions 9.
  • the shapes of the ends 27, 28 considered according to the thickness E of the insulating ring 23a, are irregular and complementary, so that their junctions 9 each constitute a labyrinth seal (which materializes a line of flight), the length of which is much greater than the thickness E.
  • An important feature lies in that the sections 7a, 7b can be assembled to each other by a radial movement of at least one of these two sections, along an assembly axis 60; the assembly axis 60 being contained in a plane perpendicular to the longitudinal axis 2. In the nonlimiting example shown in FIG.
  • Each section 7a, 7b comprises on the outer face 32, a flat 10a, 10b intended to be opposite the external branches 70, 71, of the magnetic circuit 1.
  • These two flats 10a, 10b make it possible to define the angular position labyrinth seals 9 and first junctions 11, 12 shown in FIG. 1.
  • the two flats 10a, 10b are centered on a positioning axis 61 arranged along a diameter of the isolation ring 23a, 23b, and which has with the assembly axis 60 an angle a little less than 90 °. This makes it possible in particular to obtain that the first junctions 11, 12 (shown in FIG. 1) which symbolize vanishing lines, are not aligned for two successive insulating rings 23a, 23b. All these provisions, as well as low manufacturing tolerances for each part, make it possible to obtain, minimum wall thicknesses, tight assemblies and a casing which is almost homogeneous around the secondary windings 3a, 3b, so that it does not voltage bypass may occur.
  • the high voltage transformer with insulating oil can also be heated, to a temperature of around 80 ° for example, so that during this operation the polypropylene is steamed and acquires a homogeneous form.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Un transformateur haute tension (20) dont les dimensions sont particulièrement réduites par rapport à l'art antérieur. Le transformateur selon l'invention comporte un circuit magnétique (1) et un corps de bobines (5). Un enroulement secondaire est bobiné sur le corps de bobines (5) en plusieurs bobinages (3a, 3b) séparés. Chaque bobinage secondaire (3a, 3b) est contenu dans une gorge (4a, 4b) fermée par un anneau isolant (23a, 23b). L'anneau isolant (23a, 23b) est constitué par deux tronçons (7a, 7b) qui sont assemblés autour de la gorge (4a) par un mouvement effectué dans un même plan que celui de la gorge.

Description

TRANSFORMATEUR HAUTE TENSION
L'invention concerne un transformateur haute tension, notam¬ ment pour générateur de radiodiagnostic et blocs d'alimentation haute tension. Le transformateur haute tension est du type ali¬ menté par un convertisseur susceptible de fonctionner à des fré- quences relativement élevées, pouvant atteindre par exemple 100 Hertz.
Un transformateur haute tension doit non seulement com¬ porter les caractéristiques requises pour le fonctionnement prévu, mais en outre, et particulièrement dans le cas d'une fabrication ° industrielle, ses matières premières et sa fabrication doivent être peu coûteuses. Ces conditions sont d'autant plus difficiles à remplir que le transformateur haute tension doit être plus compact et d'un encombrement faible. Les dimensions d'un transformateur haute tension peuvent être réduites, notamment grâce à une optimisation -5 des dimensions du circuit magnétique ou noyau utilisé, au matériau dont est constitué ce dernier, et à la fréquence de fonctionnement qui peut être rendue beaucoup plus élevée que celle du réseau d'alimentation, par l'utilisation d'un convertisseur.
En effet, l'un des paramètres déterminant dans la fabrication 0 d'un transformateur, et la perte due aux tôles du circuit magnétique
: plus les pertes sont faibles, plus on peut choisir une induction élevée, sans que les pertes de fer ne dépassent la tolérance permise. La technique du convertisseur haute fréquence permet d'uti¬ liser des noyaux ou circuits magnétiques relativement petits, ce qui 5 facilite une construction compacte du transformateur haute tension.
D'une manière courante, le convertisseur haute fréquence débite dans un circuit de charge comportant l'enroulement primaire du transformateur haute tension et comportant un circuit oscillant ; la fréquence de résonance du circuit oscillant étant liée à la fréquence 0 de fonctionnement du convertisseur. Les limites de fréquence, à l'intérieur desquelles peut fonctionner le convertisseur, sont dé- terminées notamment par les semi-conducteurs utilisés ; les thyristors actuels permettent de maitriser sans problème des fonc¬ tionnements à des fréquences allant jusqu'à 100 hertz.
Mais, pour une valeur de haute tension donnée, plus les dimensions du transformateur haute tension sont réduites et, plus il est difficile de réaliser l'isolation électrique entre l'enroulement secondaire, et l'enroulement primaire et le noyau du trans¬ formateur ; de sorte que pour de faibles dimensions du trans¬ ormateur, le coût de ce dernier devient très élevé tant pour le prix des matières utilisées que pour la complexité du travail de montage.
L'invention concerne un transformateur haute tension, du type destiné à fonctionner avec un convertisseur haute fréquence, pré¬ sentant des dimensions particulièrement réduites par rapport à l'art antérieur. Ceci est obtenu par un agencement nouveau, notamment sur le plan de l'isolation électrique, qui permet à la fois d'utiliser des éléments simples à monter et de faible coût, et d'améliorer les conditions d'isolation électrique.
Selon l'invention, un transformateur haute tension du type alimenté par un convertisseur haute fréquence, comportant, un circuit magnétique, un enroulement primaire, un corps de bobine disposé autour d'un axe longitudinal du circuit magnétique, un enroulement secondaire haute tension enroulé autour du corps de bobine, l'enroulement secondaire comportant au moins un bobinage secondaire, le bobinage secondaire étant contenu dans une gorge réalisée dans le corps de bobine dans un plan sensiblement per¬ pendiculaire à l'axe longitudinal, est caractérisé en ce que la gorge contenant le bobinage secondaire est fermée par un anneau isolant constitué par l'assemblage d'au moins deux tronçons, les tronçons ayant des extrémités qui s'emboitent les unes dans les autres de manière, d'une part, à former à leurs jonctions un joint en forme de labyrinthe, et de manière d'autre part à assembler les tronçons par un mouvement de ces derniers dans sensiblement un même plan que celui de la gorge. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, et aux quatre figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue d'ensemble du transformateur selon l'invention, montrant particulièrement un circuit magnétique et des anneaux isolants entourant un corps de bobine ;
- la figure 2 est une vue en coupe qui représente plus en détail le corps de bobine montré sur la figure 1, et qui représente des bobinages secondaires séparés constituant un enroulement secon- daire ;
- la figure 3 est une vue agrandie d'un encadré montré à la figure 2, et représentant des détails de réalisation d'un bobinage secondaire ;
- la figure Ψ est une vue selon un plan perpendiculaire à un axe longitudinal du circuit magnétique montré sur la figure 1, et qui représente un anneau isolant formé de deux tronçons dont les jonctions constituent des joints en forme de labyrinthe.
La figure 1 montre un transformateur haute tension 20 selon l'invention. Le transformateur 20 comporte un noyau ou circuit magnétique 1 en lui-même classique. Dans l'exemple non limitatif décrit, le circuit magnétique 1 comporte un noyau central (non représenté sur la figure 1) disposé selon un axe longitudinal 2, et deux branches extérieures 70,71 parallèles au noyau central et fermées sur ce dernier.Le transformateur 20 comporte un corps de bobines 5 ayant, dans l'exemple non limitatif décrit, une section circulaire (la section du corps de bobine 5 étant dans un plan perpendiculaire à celui de la figure, elle n'apparaît pas sur la figure). Le corps de bobine 5 est disposé selon l'axe longitudinal 2, entre les branches extérieures 70,71 du circuit magnétique 1, et sensiblement centré autour de l'axe longitudinal 2, et d'un enroulement primaire (non représenté sur la figure 1) qui est disposé autour du noyau central.
Le corps de bobine 5 est destiné à porter un enroulement secondaire (non représenté sur la figure 1) formé par au moins un bobinage secondaire. Le ou les bobinages secondaires sont isolés électriquement par rapport au circuit magnétique 1, d'une part par le corps de bobine 5 qui est en un matériau électriquement isolant, chaque bobinage secondaire étant d'autre part isolé électriquement par un anneau isolant 23a, 23b. Dans l'exemple non limitatif décrit et représenté à la figure 1, deux anneaux isolants 23a,23b sont représentés, c'est-à-dire que l'enroulement secondaire est constitué par deux bobinages secondaires séparés ; mais il doit être entendu que dans l'esprit de l'invention, l'enroulement secondaire peut aussi bien être constitué d'un unique bobinage secondaire ou d'une plu- ralité de bobinages secondaires séparés, mais reliés électriquement entre eux, de sorte que seulement les deux extrémités extrêmes 25,26 de l'enroulement secondaire sont sorties à l'extérieur des anneaux d'isolation 23a,23b, comme il est représenté sur la figure 1, grâce à des ouvertures 13 réalisées dans les anneaux isolant 23a,23b. Les ouvertures 13 permettent en outre le passage d'une huile (non représentée) de type classique, servant à l'isolation électrique, et dans laquelle est immergé le transformateur 20; l'huile d'isolement et le transformateur 20 étant contenus d'une manière en elle-même connue dans une enceinte (non représentée). Le circuit magnétique 1 est coupé en deux parties la, lb selon un plan de séparation 72 perendiculaire à l'axe longitudinal 2. Les deux parties la,lb du circuit magnétiques 1 sont réunies et serrée l'une contre l'autre à l'aide d'un dispositif 22 de serrage à bande, après montage dans le circuit magnétique de l'enroulement primaire, et du corps de bobine 5 équipé du ou des bobinages secondaires ainsi que des anneaux isolants 23a,23b.
Ainsi qu'il est davantage expliqué dans une suite de la des¬ cription, chaque anneau d'isolement 23a,23b est destiné à entourer au moins un bobinage secondaire, et selon une caractéristique de l'invention, chaque anneau d'isolement 23a,23b est formé par l'as¬ semblage d'au moins deux tronçons d'anneaux 7a,7b dont les extré¬ mités 27,28 ont une forme complémentaire de manière à constituer, d'une part, à leurs jonctions sur leurs côtés 30, un joint dit en labyrinthe 9 (davantage décrit en référence à la figure qui montre un anneau isolant 23a, selon sa section), et d'autre part de manière à permettre l'assemblage des tronçons 7a,7b par un mouvement de ces derniers effectués dans un sens radial illustré par les flèches 31, c'est-à-dire par un mouvement dans un plan sensiblement per- pendiculaire à l'axe longitudinal 2 ; l'assemblage des tronçons 7a,7b pour réaliser un anneau isolant 23a,23b étant effectué avant que le corps de bobine 5 ne soit monté dans le circuit magnétique 1. Sur une face extérieure 32 des anneaux isolants 23a,23b, la jonction des tronçons 7a,7b s'effectue selon des lignes respectivement 11 et 12 pour le premier et le second anneaux isolants 23a,23b ; ces lignes
11,12 matérialisent des lignes de fuite dont on remarque qu'elles ne sont pas alignées l'une avec l'autre, ceci étant obtenu grâce à des positionnements différents des deux anneaux 23a,23b autour de l'axe longitudinal 2. La figure 2 montre à titre d'exemple non limitatif, la manière dont l'enroulement secondaire, précédemment mentionné, est réalisé et disposé autour du corps de bobine 5. Le corps de bobine 5 est sensiblement centré autour de l'axe longitudinal 2, et autour de l'enroulement primaire 35 et du noyau central 36 précédemment mentionnés. Selon une caractéristique de l'invention, l'enroulement secondaire est formé par des bobinages secondaires 3a,3b, séparés, au nombre de deux dans l'exemple non limitatif décrit, et contenus chacun dans un logement où ils sont électriquement isolés du reste du transformateur. Chaque logement est constitué par une gorge Ψa,Ψb, réalisées dans le pourtour du corps de bobine 5. Les gorges a,Ψb sont disposées successivement le long de l'axe longitudinal 2, dans des plans sensiblement parallèles entre eux et sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal 2. Chaque gorge ,4b con¬ tenant un bobinage secondaire 3a,3b, est fermée par un anneau isolant 23a, 23b. Une telle répartition de l'enroulement secondaire haute tension en plusieurs bobinages secondaires 3a,3b disposés chacun dans une gorge 4a, b permet, d'une part, de parfaitement isoler électriquement chacun de ces bobinages par rapport à l'enroulement primaire 35 et par rapport au circuit magnétique 1 , et permet en outre de diminuer la tension entre des couches inférieures et des couches supérieures d'un bobinage.
Le corps de bobine 5 et les anneaux isolants 23a,23b sont en un matériau électriquement isolant, ayant notamment une rigidité diélectrique et une constante diélectrique élevées ; de sorte à permettre la réduction de l'épaisseur des anneaux 23a,23b et des parois qui constituent les gorges 4a,4b, afin de réduire les dimen¬ sions et le poids du transformateur selon l'invention. Une autre caractéristique, qui dans l'invention intervient de manière im- portante pour réduire la dimension du transformateur le long de l'axe longitudinal 2, est que chaque anneau isolant 23a,23b est constitué en au moins deux tronçons d'anneau 7a, 7b ainsi qu'il a été précédemment mentionné, et que ces deux tronçons sont assemblés l'un à l'autre dans un mouvement tel que représenté par les flèches 31, c'est-à-dire dans un mouvement qui s'effectue dans un même plan que celui de la gorge 4a, 4b qui est à fermer. Il en résulte d'une part, une grande facilité de montage, et une simplification de la fabrication, du fait que les bobinages secondaires 3a, 3b peuvent être réalisés ensemble ou successivement sur le corps de bobine 5 qui leur est commun, et que ensuite chacun de ces bobinages secondaires peut être encapsulé indépendamment des autres bobi¬ nages secondaires, c'est-à-dire que chaque gorge 4a, 4b peut être fermée par un anneau d'isolement 23a, 23b dans un ordre quelconque. Il en résulte d'autre part, du fait du mouvement radial qui est accompli par les tronçons 7a, 7b pour constituer un anneau
23a, 23b, pour fermer une gorge 4a, 4b, que la distance D entre deux bobinages secondaires 3a, 3b successifs peut être considérablement réduite; alors que dans l'art antérieur quand on désire encapsuler de toutes parts un bobinage et augmenter les longueurs des lignes de fuite par un joint en labyrinthe, on utilise un boitier formé de deux demi-boitiers qui sont assemblés l'un à l'autre par un mouvement axial ; de sorte que dans l'art antérieur, quand on veut réaliser un enroulement secondaire par plusieurs bobinages séparés, on doit ménager une grande distance entre les bobinages, parallèlement à l'axe de ceux-ci. Avec la présente invention, au contraire, la distance D entre deux bobinages secondaires successifs 3a, 3b, peut correspondre à l'épaisseur qui est juste nécessaire à assurer l'isolement électrique par une paroi 40 située entre les deux gorges 4a, 4b; au point que les bords latéraux 30 de deux anneaux isolants
23a,23b peuvent être jointifs, comme il est montré sur la figure 2. Ceci permet une réduction importante de la dimension du trans¬ formateur selon l'invention, d'autant plus intéressante que l'enrou¬ lement secondaire est formé par un nombre plus important de bobinages secondaires ; les bobinages secondaire 3a, 3b pouvant être, dans l'esprit de l'invention, en un nombre supérieur à deux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, qui permet d'améliorer l'isolation électrique, un bobinage secondaire 3a, 3b à l'intérieur d'une gorge 4a, 4b, comporte une forme trapézoïdale dont la base 41 est orientée vers le corps de bobine 5, et dont le sommet
42 est orienté vers l'anneau isolant 23a, 23b. Cette forme d'un bobinage secondaire permet, grâce à des saillies 8 dont est munie la face intérieure 45 de chaque anneau isolant 23a, 23b, d'augmenter l'efficacité d'une isolation électrique, réalisée à l'aide de couches isolantes (non représentées sur la figure 2) disposées entre les nappes de conducteurs électriques qui forment un bobinage secon¬ daire 3a, 3b.
La figure 3 est une vue agrandie d'un encadré 75 de la figure 2, qui montre plus en détail l'action des saillies S sur des couches isolantes que comporte le premier bobinage secondaire 3a, l'exemple étant valable également pour le second bobinage secondaire 3b.
Pour plus de clarté de la figure 3, le premier bobinage secondaire 3a a été écarté de la première gorge 4a, laquelle gorge est partiellement représentée, et le premier anneau isolant 23a montré au-dessus du premier bobinage secondaire 3a, a été éga¬ lement écarté de ce dernier, et n'a été que partiellement repré¬ senté.
Le bobinage secondaire 3a comporte entre sa base 1 et son sommet 42, une succession de nappes de fils N1,N2 ..., Nn. Dans S
l'exemple non limitatif décrit, entre chaque nappe NI à Nn est disposé au moins une couche Cl, C2,...,Cn d'un matériau électri¬ quement isolant. Les couches isolantes Cl à Cn ont sensiblement une même largeur L, de sorte que ces couches isolantes ont des extrémités 52 qui, par rapport à des limites 53 de l'enroulement secondaire 3a, dépassent d'autant plus qu'elles sont plus près du sommet 42. Des flèches 54 illustrent à titre d'exemple non limitatif, le sens selon lequel est bobiné le premier bobinage secondaire 3a.
Cette disposition où les couches isolantes Cl à Cn ont une largeur L constante, correspondant sensiblement à la largeur de la gorge 4a, alors que le bobinage secondaire 3a comporte une forme trapézoïdale, permet en elle-même d'augmenter l'isolation élec¬ trique entre les différentes nappes NI à Nn, et ce d'une manière d'autant plus grande que l'on se rapproche du sommet 42. D'autre part, l'anneau isolant 23a comporte deux saillies 8, disposées chacune sur sa face intérieure 45 et à proximité d'un bord latéral 30, et ces saillies 8 pénètrent dans la gorge 4a quand celle-ci est fermée par l'anneau isolant 23a. Il en résulte que les extrémités isolantes 52 situées vers le sommet 42, sont repoussées par les saillies 8 vers la base 41, comme symbolisé par des secondes flèches 55, de sorte que les couches isolantes situées près du sommet 42, sont fermées vers la base 41, et le sommet 42 du bobinage où existe la tension la plus élevée est ainsi entourée par la plus grande masse de matière isolante. Ceci permet, en plus des anneaux isolants 23a,23b qui ferment les gorges 4a,4b et qui sont fermés sur eux-mêmes par des joints 9 formant labyrinthe, de rendre infiniment longues les lignes de fuite au niveau de chaque bobinage secondaire 3a,3b, malgré les faibles dimensions du transformateur haute tension selon l'invention. La figure 4 montre un anneau isolant 23a,23b, vu par sa section selon une flèche 56 montrée à la figure 1. L'axe longitudinal 2 étant perpendiculaire au plan de la figure 4, il est vu selon un point au centre de l'anneau isolant 23a. Ainsi qu'il a été précédemment mentionné, l'anneau isolant 23a est formé par l'assemblage de deux tronçons d'anneaux 7a,7b réunis par leur extrémités 27,28.
La réunion des extrémités 27,28 de chaque tronçon 7a,7b réalise deux jonctions 9. Ainsi qu'il apparait sur la figure 1, les formes des extrémités 27,28 considérées selon l'épaisseur E de l'anneau isolant 23a, sont irrégulières et complémentaires, de sorte que leurs jonctions 9 constituent chacune un joint en labyrinthe (qui matérialise une ligne de fuite), dont la longueur est beaucoup plus grande que l'épaisseur E. Une particularité importante réside en ce que les tronçons 7a, 7b peuvent être assemblés l'un à l'autre grâce à un mouvement radial d'au moins un de ces deux tronçons, le long d'un axe d'assemblage 60 ; l'axe d'assemblage 60 étant contenu dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 2. Dans l'exemple non limitatif représenté à la figure 1, on observe que les deux jonctions 9 progressent d'une même manière depuis la face extérieure 32 vers la face intérieure 45 de l'anneau 23a; il en résulte notamment que les tronçons 7a,7b sont inter¬ changeables pour constituer un anneau d'isolement 23a, 23b. Les extrémités 27,28 des tronçons 7a,7b, en s'emboîtant les unes dans les autres, constituent une fermeture efficace, du type appelé "snap in" selon une expression en langue anglaise.
II doit être entendu que dans l'esprit de l'invention, des profils différents de joints en labyrinte 9 peuvent être réalisés, l'important étant de permettre ..'assemblage radial d'au moins deux éléments pour constituer un anneau isolant 23a, 23b.
Chaque tronçon 7a,7b comporte sur la face extérieure 32, un méplat 10a, 10b destiné à être en vis à vis des branches extérieures 70, 71, du circuit magnétique 1. Ces deux méplats 10a,10b per- mettent de définir la position angulaire des joints en labyrinte 9 et des premières jonctions 11,12 montrées à la figure 1. Les deux méplats 10a,10b sont centrés sur un axe de positionnement 61 disposés selon un diamètre de l'anneau d'isolement 23a,23b, et qui présente avec l'axe d'assemblage 60 un angle un peu inférieur à 90°. Ceci permet d'obtenir notamment, que les premières jonctions 11,12 (montrées à la figure 1) qui symbolisent des lignes de fuite, ne soient pas alignées pour deux anneaux isolants 23a, 23b successifs. Toutes ces dispositions, ainsi que de faibles tolérances de fabrication de chaque pièce, permettent d'obtenir, des épaisseurs de parois minimum, des assemblages étanches et une enveloppes qua¬ siment homogène autour des bobinages secondaires 3a,3b, de sorte qu'il ne peut se produire de contournement de tension.
Si, malgré les faibles tolérances de fabrication de chaque pièce du corps de bobine 5, et des anneaux 23a,23b, apparaissent des interstices trop importants, ceux-ci sont éliminés lors d'un processus de mise sous vide, notamment pour réaliser un remplissage du transformateur haute tension avec de l'huile isolante ; le trans¬ formateur haute tension pouvant être également chauffé, à une température cfenvrion 80° par exemple, de sorte que pendant cette opération le polypropylène est étuvé et acquiert une forme homo¬ gène.

Claims

REVENDICATIONS
1. Transformateur haute tension du type alimenté par un convertisseur, comportant, un circuit magnétique (1), un enrou¬ lement primaire (35), un corps de bobine (5) disposé autour d'un axe longitudinal (2) du circuit magnétique (1), un enroulement secondaire haute tension (3a,3b) bobiné autour du corps de bobine (5), l'enrou¬ lement secondaire comportant au moins un bobinage secondaire (3a) contenu dans une gorge (4a) réalisée dans le corps de bobine (5) dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (2), carac¬ térisé en ce que la gorge (4a) contenant le bobinage secondaire (3a) est fermée par un anneau isolant (23a) constitué par l'assemblage d'au moins deux tronçons d'anneau (7a,7b), les tronçons (7a,7b) ayant des extrémités (27,28) qui s'emboitent les unes dans les autres de manière, d'une part, à former à leurs jonctions un joint en forme de labyrinthe (9), et de manière d'autre part à permettre l'assemblage des tronçons (7a,7b) par un mouvement (31) de ces derniers effectués sensiblement dans un même plan que celui de la gorge (4a).
2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire est formé par une pluralité de bobi¬ nage secondaire (3a,3b) séparés, contenus chacun dans une gorge (4a,4b) semblable à la première gorge (4a).
3. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque gorge (3a,3b) est fermée par un anneau isolant (23a,23b) semblable au premier anneau isolant (23a).
4. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement (31) pour l'assemblage des tronçons (7a,7b) s'effectue uniquement le long d'un axe d'assemblage (61) contenu dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal (2).
5. Transformateur selon la revendication I, caractérisé en ce que l'anneau d'isolement (23a,23b) comporte sur sa surface exté¬ rieure deux méplats (10a, 10b) diamétralement opposés et destinés chacun à être en vis à vis d'une branche extérieure (70,71) du circuit magnétique (1).
6. Transformateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les méplats (10a,10b) sont centrés sur un axe de positionnement (61) qui forme un angle ( ) inférieur à 90° avec un axe radial (60) passant par l'axe longitudinal (2) et les extrémités (27,28) des tronçons (7a,7b).
7. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un bobinage secondaire (3a) a une forme trapézoïdale, et en ce que des nappes (NI à Nn) qui constituent le bobinage secondaire (3a) depuis sa base (41) jusqu'à son sommet (42) sont séparées par des couches (CI à Cn) en matériau isolant dont la largeur (L) est constante.
8. Transformateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un anneau isolant (23a) comporte, sur sa face intérieure
(45), des saillies (8) qui pénètrent dans la gorge (4a) afin de pousser vers le fond de la gorge des parties en dépassement (52) des couches isolantes (Cl à Cn).
9. Transformateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un sommet (42) du bobinage secondaire (3a) est orienté vers l'anneau isolant (23a).
10. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de bobine (5) est en poiypropylène.
11. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un anneau isolant (23a) est en prolypolylène.
12. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit magnétique (1) est coupé en deux parties (la, lb) selon un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal (2), les deux parties (la, lb) étant assemblées de manière jointives après montage du corps de bobine (5) équipé d'au moins un bobinage secondaire (3a) et d'au moins un anneau isolant (23a).
13. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de bobine (5) est commun à tous les bobinages secondaires (3a,3b).
14. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tronçons (7a, 7b) sont interchangeables.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2616005A1 (fr) * 1987-05-26 1988-12-02 Toshiba Kk Bobinage supraconducteur a gabarits concentriques d'enroulement portant chacun un fil supraconducteur en helice
WO2016071123A1 (fr) * 2014-11-03 2016-05-12 Koninklijke Philips N.V. Convertisseur résonant

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4021585A1 (de) * 1990-07-06 1992-01-09 Philips Patentverwaltung Hochspannungstransformator, insbesondere fuer ein roentgengeraet
US5396212A (en) * 1992-04-27 1995-03-07 Cooper Industries, Inc. Transformer winding
JP2004518213A (ja) * 2000-10-25 2004-06-17 ユナイテッド　パーセル　サービス　オブ　アメリカ　インコーポレイテッド コックピット交通表示用高度範囲フィルタ
TWI276123B (en) * 2003-11-05 2007-03-11 Tdk Corp Coil device
JP6400710B2 (ja) * 2013-12-19 2018-10-03 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 高圧巻線を担持するためのコイルボビンを含む高圧変圧器
CN107731499B (zh) * 2017-11-20 2019-04-26 浙江迪克森电器有限公司 电流转电压互感器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705372A (en) * 1971-12-07 1972-12-05 Westinghouse Electric Corp Cast-type winding structure for electrical inductive apparatus
DE2250394A1 (de) * 1971-12-29 1973-07-05 Dc Pack Co Ltd Elektromagnetische induktionsvorrichtung
DE2208001A1 (de) * 1972-02-21 1973-09-06 Hohenloher Spulenkoerper Spulenkoerper
US4405913A (en) * 1981-08-17 1983-09-20 Mid-West Transformer Company Coil body

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7821220U1 (de) * 1979-12-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Heiztransformator für einen Röntgengenerator
US2378791A (en) * 1942-10-03 1945-06-19 Rotax Ltd Ignition coil
CH350711A (de) * 1957-04-02 1960-12-15 Oerlikon Maschf Oberspannungswicklung für Transformatoren, insbesondere für Spannungswandler
FR1290274A (fr) * 1961-03-01 1962-04-13 D B A Division Ducellier Perfectionnements aux bobines d'allumage
US3070766A (en) * 1961-03-20 1962-12-25 Ransburg Electro Coating Corp Coil casing comprising interconnecting shells
US3652968A (en) * 1971-01-26 1972-03-28 Westinghouse Electric Corp Telescoped electrical windings and method of making same
DE7206349U (de) * 1972-02-21 1972-06-22 Hohenloher Spulenkoerperfabrik Spulenkoerper
DE2301519A1 (de) * 1972-04-01 1973-10-18 Hata Radio Co Netztransformator
GB1426822A (en) * 1973-05-23 1976-03-03 Miles Platts Ltd Transformers
NL159223C (fr) * 1973-10-10
US3939450A (en) * 1974-10-04 1976-02-17 Emerson Electric Co. Electrical coil assembly with means for securing external leads
CH581378A5 (fr) * 1974-12-02 1976-10-29 Landis & Gyr Ag
US4000483A (en) * 1976-06-24 1976-12-28 The Singer Company Low voltage power transformer
FR2422236A1 (fr) * 1978-04-05 1979-11-02 Jeumont Schneider Carcasse de transformateur et transformateur comportant une telle carcasse
US4363014A (en) * 1981-05-06 1982-12-07 Emerson Electric Co. Snap-on cover for bobbin-wound coil assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705372A (en) * 1971-12-07 1972-12-05 Westinghouse Electric Corp Cast-type winding structure for electrical inductive apparatus
DE2250394A1 (de) * 1971-12-29 1973-07-05 Dc Pack Co Ltd Elektromagnetische induktionsvorrichtung
DE2208001A1 (de) * 1972-02-21 1973-09-06 Hohenloher Spulenkoerper Spulenkoerper
US4405913A (en) * 1981-08-17 1983-09-20 Mid-West Transformer Company Coil body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2616005A1 (fr) * 1987-05-26 1988-12-02 Toshiba Kk Bobinage supraconducteur a gabarits concentriques d'enroulement portant chacun un fil supraconducteur en helice
WO2016071123A1 (fr) * 2014-11-03 2016-05-12 Koninklijke Philips N.V. Convertisseur résonant

Also Published As

Publication number Publication date
DE3605629A1 (de) 1987-09-03
US4814733A (en) 1989-03-21
EP0258362A1 (fr) 1988-03-09
DE3605629C2 (fr) 1988-10-27

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