WO1991017555A1 - Transformateur d'adaptation destine au chauffage par induction hautes et moyennes frequences - Google Patents

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WO1991017555A1
WO1991017555A1 PCT/FR1990/000578 FR9000578W WO9117555A1 WO 1991017555 A1 WO1991017555 A1 WO 1991017555A1 FR 9000578 W FR9000578 W FR 9000578W WO 9117555 A1 WO9117555 A1 WO 9117555A1
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transformer
primary
medium frequency
induction heating
frequency induction
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Albert Jakoubovitch
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Albert Jakoubovitch
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/02—Audio-frequency transformers or mutual inductances, i.e. not suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips

Definitions

  • the present invention relates to the technique of adaptation transformers intended for high and medium frequency induction heating.
  • transformers consist in winding around a cylinder cooled by circulation of water and constituting the secondary, a primary consisting of several turns made of copper tube traversed by a current of water.
  • transformers have a large leakage inductance and high losses due to the small section of copper actually used by the large currents carried.
  • the object of the present invention is to improve the coupling between primary and secondary and to reduce the losses to very low values.
  • the invention will be described with reference to plate 1 which represents a transformer according to the invention.
  • the current thicknesses are of the order of tenths of a millimeter.
  • the principle used consists in making a copper strip winding whose thickness corresponds to the useful section of the currents at the frequency of use.
  • the transformer according to the invention consists of several unitary elements whose transformation ratio is 1/1.
  • Each of these elements is itself constituted by the juxtaposition of identical primary and secondary monospires (1) alternately connected to primary and secondary terminals (3) and (6).
  • the primary and secondary monospires (1) are separated and isolated from each other by an insulating sheet (4).
  • terminals (3) and (6) are preferably connected by solder to terminals (3) and (6).
  • the transformer consists of any number of coils grouped in series, in parallel, or in parallel series according to the useful sections or the transformation ratios to be obtained.
  • the primary terminals (3) are connected in series by the connection bars (8).
  • connection bars (10) are advantageously stiffened by circulation of water and in electrical and thermal contact with the terminals (6).
  • the magnetic core of the transformer consists of U-shaped cores (9).
  • the connection bars (8) and (10) are designed so as to have a low inductance.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un transformateur d'adaptation principalement destiné aux applications de chauffage par induction hautes et moyennes fréquences et caractérisé par la juxtaposition d'éléments de transformateur de rapport 1/1 groupés en série ou en parallèle. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque élément de transformateur est constitué d'un primaire et d'un secondaire identiques consistant en un grand nombre de monospires alternativement primaires et secondaires et séparées les unes des autres par des feuilles de matière isolante. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble des monospires (1) constituant chaque élément de transformateur est raccordé à des bornes métalliques (3 et 6) destinées à refroidir par conduction les monospires constituant les bobines.

Description

TRANSFORMATEUR D' ADAPTATION DESTINE AD CHAUFFAGE . PAR INDUCTION HAUTES ET MOYENNES FREQUENCES
La présente invention concerne la technique des transformateurs d' adaptation destinés au chauffage par induction hautes et moyennes fréquences.
Ces appareils sont destinés à l' adaptation des inducteurs aux générateurs à se i conducteurs ou à tubes électroniques du type apériodique.
Les techniques habituellement utilisées pour la réalisation de tels transformateurs consistent à bobiner autour d' un cylindre refroidi par circulation d' eau et constituant le secondaire, un primaire constitué par plusieurs spires réalisées en tube de cuivre parcouru par un courant d' eau.
De tels transformateurs présentent une self de fuite importante et des pertes élevées dues à la faible section de cuivre effectivement utilisée par les importants courants véhiculés. L'objet de la présente invention est d'améliorer le couplage entre primaire et secondaire et de réduire les pertes à des valeurs très faibles. L' invention sera décrite en se référant à la planche 1 qui représente un transformateur selon l' invention.
On sait que la profondeur de pénétration est déterminée par la σ formule de e = K μ F ou e est l' épaisseur du courant, K une constante dépendant des unités, σ la résistivité du métal utilisé, μ la perméabilité du métal et F la fréquence des courants circulants dans le transformateur.
Pour la gamme de fréquence exploitée en chauffage par induction, et si 1' on utilise du cuivre, les épaisseurs de courant sont de l' ordre du dixième de millimètre.
Le principe utilisé consiste à réaliser un bobinage en feuillard de cuivre dont l'épaisseur correspond à la section utile des courants à la fréquence d' utilisation.
Le transformateur selon 1* invention est constitué de plusieurs éléments unitaires dont le rapport de transformation est de 1/1.
FEUILLE DE REM Chacun de ces éléments est lui même constitué par la juxtaposition de monospires (1) primaires et secondaires identiques alternativement raccordées à des bornes primaires et secondaires (3) et ( 6) .
Les monospires (1) primaires et secondaires sont séparées et isolées entre elles par une feuille en matière isolante (4).
Elles sont raccordées de préférence par soudures aux bornes (3) et (6).
Ces pièces portent à cet effet un rebord ( 5) destiné à contenir de 1* étain fondu au moment de la soudure des spires (1) sur celles-ci. Un enrobage (2) en résine isolante peut avantageusement être mis en place.
Le transformateur est constitué d* un nombre quelconque de bobines regroupées en série, en parallèle, ou en série parallèle selon les sections utiles ou les rapports de transformation à obtenir. Dans l'exemple figuré, les bornes primaires (3) sont reliées en série par les barres de connexion (8).
Les deux extrémités du primaire sont reliées aux bornes (7) . Du côté secondaire, les bornes ( 6) sont reliées en parallèle par le moyen des barres de connexion (10). Les barres de connexion secondaires (10) aussi bien que primaires (8) sont avantageusement re roidies par circulation d' eau et en contact électrique et thermique avec les bornes (6).
Le noyau magnétique du transformateur est constitué par des noyaux en U (9). Les barres de connexion (8) et (10) sont conçues de façon à présenter une inductance faible.
L' importance des sur aces primaires et secondaires en regard ainsi que la faible distance les séparant permettent un couplage très élevé entre primaire et secondaire. Les faibles pertes résultant de l' importante section de cuivre effectivement utilisée pour la circulation des courants ainsi que le contact thermique entre les bornes (3) et (6) et les monospires 1 permettent de refroidir le transformateur ainsi obtenu par simple conduction thermique avec les bornes (3) et (6).

Claims

REVENDICATIONS
1 - Transformateur d' adaptation destiné au chauffage par inductio haute et moyenne fréquence caractérisé par la juxtaposition d' éléments de transformateurs de rapport 1/1 groupés en série ou en parallèle.
2 - Transformateur selon revendication 1 caractérisé en ce que chacun des éléments du transformateur est constitué d' un primaire et d' un secondaire identiques réalisés par la juxtaposition de plusieurs monospires (1) alternativement primaires et secondaires et séparées les unes des autres par une feuille de matière isolante (4).
3 - Transformateur selon les revendications (1) et (2) caractérisé en ce que l'ensemble des monospires constituant l'élément de transformateur et raccordé à des bornes métalliques (3) et (6) destinées à refroidir par conduction les monospires (1) constituant les enroulements du transformateur.
PCT/FR1990/000578 1990-04-27 1990-07-31 Transformateur d'adaptation destine au chauffage par induction hautes et moyennes frequences WO1991017555A1 (fr)

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Cited By (1)

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EP1225602A1 (fr) * 2001-01-23 2002-07-24 Abb Research Ltd. Enroulement de transformateur

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FR2476898A1 (fr) * 1980-02-22 1981-08-28 Mini Informatiq System Ste Eur Bobinage electromagnetique comportant des elements discrets et dispositif d'alimentation electrique comportant de tels bobinages

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Non-Patent Citations (1)

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Title
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN. vol. 28, no. 12, mai 1986, New-York (USA) pages 5341 - 5344; "Heavy current inductive devices made from plate-form conductors in thermal contact with heat sink." voir page 5341, ligne 9 - page 5342, ligne 7; figures 1, 2. *

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FR2661547A1 (fr) 1991-10-31
FR2661547B1 (fr) 1995-04-07
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