CA1311019C - Four pour le traitement thermo-magnetique de bobines toroidales - Google Patents
Four pour le traitement thermo-magnetique de bobines toroidalesInfo
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- CA1311019C CA1311019C CA000588091A CA588091A CA1311019C CA 1311019 C CA1311019 C CA 1311019C CA 000588091 A CA000588091 A CA 000588091A CA 588091 A CA588091 A CA 588091A CA 1311019 C CA1311019 C CA 1311019C
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/663—Bell-type furnaces
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
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Abstract
Un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique afin de réduire les pertes par des courants de Foucault et par hystérésis de ces bobines dans une réalisation de transformateur. Le four comprend une enceinte en forme de chambre annulaire, un matériau thermiquement isolant étant disposé à l'intérieur de la chambre. Une bobine en fil métallique est enroulée autour de la chambre annulaire au travers du passage central défini à l'intérieur de celle-ci par lequel un champ magnétique est généré autour de l'enceinte afin d'orienter les domaines ferro-magnétiques du matériau amorphe qui est traité de façon thermique dans la chambre. Au moins une bobine est disposée à l'intérieur de la chambre entre une paire de plaques chauffantes auxquelles une chaleur contrôlée est appliquée. De façon préférable, la chambre est exempte d'air où un gaz est pourvu à l'intérieur de celle-ci.
Description
13~ ~lq La présente invention est relative à une réalisation nouvelle d'un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique afin de réduire les pertes par des courants de Foucault et par hystéresis de ces bobines pour utilisation de ces dernières dans la realisation de transformateur de distribution.
Dans mon brevet americain, numéro 4.812.608 émis le 14 mars 1989, je divulgue la réalisation d'un nouveau transformateur de distribution dans lequel le circuit magnétique comprend une ou plusieurs bobines toroïdales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique. Il n'est pas nécessaire d'immerger de tels transformateurs de distribution dans une huile isolante et ils ne sont donc pas inflammables ou susceptibles de prendre feu ou d'exploser dans le cas ou le transformateur est défectueux ou dans le cas où il surchauffe. De plus, cette nouvelle réalisation de transformateur permet une réduction considerable de poids. Au niveau des transformateurs de distribution decrits dans l'art antérieur, la perte par hystéresis ainsi que les pertes par des courants de Foucault sont continuelles et relativement grandes. En utilisant mon circuit magnétique, qui comprend particulierement une bobine toroïdale constituée d'un ruban fait d'un matériau amorphe et ferro-magnétique, je surmonte ces desavantages. Cependant, la bobine doit etre traitée afin de reduire les pertes par courant de Foucault et par hysterésis du matériel, et ceci est obtenu, et ce d'une façon très efficace, par l'utilisation de mon nouveau four.
~L
-,^ ~
., ~ .
~ 3 ~
I1 est à noter qu'avec les fours de l'art antérieur, il est impossible de produire un champ, thermique ainsi que magnetique pour le traitement de la bobine.
La présente invention a pour but de mettre au point une nouvelle réalisation de four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroidales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et thermo-magnétique afin de réduire les pertes par des courants de Fousault et par hystérésis de ces dernières, de telles bobines étant destinées à la construction de transformateurs.
La présente invention a aussi pour but de mettre au point un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnetique par lequel les pertes par des courants de Foucault et par hystérésis de ces bobines sont réduites de trois à cinq fois par rapport au ruban métallique fait de silicium ayant une structure a grains orientés.
La présente invention a également pour but de mettre au point un four amélioré pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroidales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique, le four étant délimité par une enceinte ayan-t une configuration annulaire pour permettre l'application d'un champ magnétlque dans la chambre annulaire du four.
La présente invention a également pour but de mettre au point un nouveau four pour le trai-tement thermo-magnétique de bobines toroidales constituées de rubans faits de matériau amorphe et ferro-magné-tique et dans lequel une ou plusieurs bobines sont supportées à l'intérieur du four par des plaques annulaires chauffantes pour chauffer la bobine à partir de ses bouts opposés sous l'effet d'une chaleur e L d'une atmosphère contrôlées.
131 ~
D'après les buts précédents, une forme de réalisation avantageuse de l'invention fournit un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales cons-tituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique par lequel les pertes de celles-ci par des courants de Foucault et par hystérésis sont rédui-tes lorsqu'on utilise ces bobines dans la réalisation d'un transformateur. Le four comprend une enceinte en forme de chambre annulaire délimitée par une base et un couvercle amovible. Un matériau thermiquement isolant est placé sur une surface intérieure de la base et du couvercle. Un passage vertical est centralement défini dans la chambre annulaire. Une bobine faite de fils conducteurs d'électricité est disposée autour de la chambre et s'étend à
travers le passage central et vertical de celle-ci pour encercler la base et le couvercle tout au long de la chambre annulaire. Des moyens de raccord détachables rendent la bobine séparable afin de permettre au couvercle d'être détaché de la base. Au moins deux disques annulaires de chauffage et de support sont prévus à llintérieur de la chambre annulaire et entre lesquels, une bobine constitutée d'un ruban fait d'un matériel amorphe peut être disposée afin de chauffer les enroulements toroldaux du ruban à partir de ses bouts. On prévoit des moyens permettant d'appliquer une chaleur contrôlée aux disques de réchauffement. Des moyens sont également prévus afin d'appliquer un courant à la bobine faite de fils conducteurs d'électricité afin de générer un champ magnétique contrôlé autour de la chambre pour orienter les domaines ferro-magnétiques du ruban fait de matériau amorphe lorsque placé dans la chambre.
~, .,~
Une réalisation préférée de la présente inven-tion sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
La FIGURE 1 est une vue en section illustran-t la réalisation d'un four suivant la présente inventlon et dans laquelle le four a une forme circulaire et annulaire;
la FIGURE 2 est un diagramme schématique montrant une coupe en travers d'un des côtés de la chambre annulaire et illustrant les divers contrôles qui lui sont associés;
la FIGURE 3 est une vue brisée en perspective d'un four circulaire et annulaire;
la FIGURE 4 est une vue en perspective montrant le four annulaire ayant une coupe en travers carrée; et la FIGURE 5 est une vue en section d'un support annulaire d'un disque de chauf~age.
Se référant maintenant à ces dessins, et plus particulièrement aux Figures 1 à 3, une réalisation nouvelle d'un four est généralement indiquée en 10. Le four 10 sert au traitement thermo-magnétique de bobines toroldales 11 constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique. Ces bobines 11 se composent d'un ruban très fin qui est enroulé en spirale, constituant ainsi un grand nombre de couches 11' étroitement espacées. Ces couches servent dans la réalisation d'un circuit magnétique de transformateur. Les couches 11' sont supportées au niveau de leurs rebords du bas 11'' afin d'éliminer les contraintes mécaniques sur la bobine 11. Lorsque de telles bobines sont utilisees dans ces transformateurs, il est très souhaitable que les pertes par des courants de Foucault et par hystérésis soient réduites. Pour ce faire, les bobines sont exposées à
!
::
rJ 5 un traitement de chaleur et sous un champ magnétique. Tout traitement de ce type devrait être accompli sous un éta-t contrôlé afin d'obtenir des résultats maximums.
Tel qu'illustré, le four 10 comprend une encein-te ayant la forme d'une chambre annulaire 12 qui est délimitée par une base 13, et un dessus détachable ou un couvercle 14.
Un matériau thermiquement isolant 15 et 15' est respectivement placé le long des murs annulaires du couvercle 14 et du plancher annulaire 16 de la base 13. Comme matériau thermiquement isolant, des isolants en fibre de verre ou en silice peuvent être utilisés ainsi que tout autre isolant ayant de bonnes propriétés thermiques.
Tel qu'illustré dans la Figure 1, le four 10 définit une chambre circulaire et annulaire et la base 13 a la forme d'un bac annulaire ayant de chaque côté du plancher 16, des murs verticaux 13 et 13'' périphériquement opposés.
Le matériau thermiquement isolant 15' est également muni à sa périphérie de sièges 17 et 17' en forme de creux destinés à
recevoir de façon ajustee le rebord inférieur 14' du couvercle 14, ce couvercle ayant également la forme d'un bac mais renversé. Le couvercle 14 est dimensionné en vue d'etre reçu de facon ajustée à l'intérieur de la base 13 permettant à la chambre annulaire 12 d'être scellée. Des brides de serrage (non-illustrées) peuvent être prévues afin de maintenir le couvercle 14 dans sa position basse et afin d'assurer un ajustement scellé de l'isolant et du couvercle.
I1 est également préférable de faire le vide dans la chambre annulaire 12 au moyen d'une pompe à vide 18 qui est jointe à un mur latéral de la base 13 ou bien du couvercle 14, et dans le cas illustré, dans le mur latéral 13' de la base 13 et à travers l'isolant au moyen d'un accouplement 19. Comme alternative, une source de gaz 20 T~l lf~
pourrait être jointe à l'accouplement 19 au moyen duquel un gaz inerte est introduit dans la chambre annulaire 12 afin de provoquer un chauffage egal des bobines 11.
Afin d'obtenir un chauffage controlé et sensiblement constant des bobines 11, au moins deux disques annulaires 21 de support et de chauffage, chacun étant connecté à une source de puissance électrique 22 par la voie des fils separés 21' et d'un connecteur electrique 23 convenable. Un thermocouple 24 est egalement connecte à
chacun des disques 21 et a une connection electrique 2~' accouplee au clrcuit de com~tande 22 par l'intermédaire du connecteur 23 afin de mesurer la température des disques 21 pour controler le courant qui leur est appliqué. Au moins deux bobines d'acier amorphe 11 peuvent etre plaçées dans le four 10 et, selon la portée de la présente invention, il est possible d'augmenter la grosseur du four si l'on désire placer plusieurs de ces bobines l'une par dessus l'autre. De plus, en laissant reposer ces bobines sur le rebord de leurs extrémités 11'', elles ne sont pas sujettes, pendant le traitement, aux contrain-tes mécaniques qui produiraient des défectuosités dans les couches du ruban ce qui pourrait résulter en des defaillances lorsqu'utilisees dans un transformateur de puissance. Egalement, en chauffan-t les bobines par leurs bouts, la chaleur sera distribuee de façon axiale entre les couches de façon à chauffer tous les enroulements. Si le chauffage n'était pas effectué dans la direction axiale, l'air entre les enroulements des bobines produirait alors de l'isolation ce qui résulterait en une distribution de chaleur et un traitement inégaux.
~ a Figure 5, montre en section un des disques de chauffage afin d'illustrer sa construction. Ces disques consistent en une plaque annulaire et composite comprenant une paire de plaques 30 et 31 faites d'un métal tel que le cuivre ou l'aluminium, lesquels matériaux sont de bons conducteurs de chaleur. Intercallés entre les plaques 30 et 31 se trouve un fil électrique de chauffe 32 resistif et isole arrange en serpentin. Le fil 32 est egalement intercalle entre deux feuilles faites d'un matériau électriquement isolant tel qu'entre deux feuilles de mica 33 dans le cas présent. Le thermocouple 24 est connecté aux plaques 30 et 31 à un endroit convenable qui n'est pas illustré en détail mais évident à toute personne versée dans l'art.
Tel que décrit précedemment, le four permet également un traitement contrôlé, sous un champ magnétique, des bobines 11 afin d'orienter les domaines ferro-magnétiques du ruban amorphe de la bobine. Ceci, bien que préEérablement effectué durant le traitement de chaleur des boblnes, peut être également fait immédiatement après ce dernier. Ceci est accompli en fournissant une bobine de fil électriquement conducteur autour de la chambre (tel que schématiquement illustré en 35), ou en d'autres mots, en travers de la section verticale de la chambre et à travers le passage central vertical 36 de sorte à entourer la base et le couvercle le long de la chambre annulaire. Cette bobine de fils conducteurs est détachable entre le couvercle 14 et la base 13 par l'intermédiaire des connecteurs 37 fournis à
chaque bout des enroulements 35 de la bobine. Ces connecteurs sont schématiquement illustrés par un connecteur mâle 37/ et un connecteur femelle 37''. Lorsque le couvercle est positionné et placé dans la base 13, tous les connecteurs 37 s'unissent, fournissant ainsi une bobine à enroulements continus autour de l'enceinte annulaire. Cette bobine est connectée à une source d'alimentation 38 qui peut etre une ',~ .
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source variable DC ou AC afin de contrôlé l'intensité du champ magnétique. Les enroulements 35 en spirale du fil sont maintenus en position par des moyens convenables tels que par un revêtement 39 d'époxy ou par tout au-tre enduit convenable permettant de maintenir en position les fils et les connecteurs. En fait, il est également concevable que les bobines 35 soient pourvues sur le mur intérieur des couches isolantes 15 et 15'.
La ~igure 4 illustre une autre réalisation avantageuse du four 10 selon la présente invention, construit ici selon une chambre annulaire carrée 10'. Un manomètre 40 tgauge de pression) peut être fourni dans une paroi latérale du couvercle afin de contrôler la pression intérieure de la chambre 12. Au cours d'un traitement typique, deux bobines faites d'un ruban d'acier amorphe sont traitées à une température approximative de 400C. durant si~ heures tout en étant soumises à un champ électromagnétique dû à
l'application d'un courant de 300-500 ampères durant cette période de temps. Evidemment, ceci n'est qu'un exemple d'un traitement et diverses combinaisons de température et d'intensité de champ magné-tique sont possibles dépendamment des paramètres physiques des bobines qui sont traitées.
Il est entendu que la présente invention n'est en aucune fac~on limitée aux formes de réalisations decrites ci-dessus et que toutes modifications évidentes apportées à
celles-ci demeurent dans le cadre de l'invention, pourvu que ces modifications tombent sous la portée des revendications ci-jointes.
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Dans mon brevet americain, numéro 4.812.608 émis le 14 mars 1989, je divulgue la réalisation d'un nouveau transformateur de distribution dans lequel le circuit magnétique comprend une ou plusieurs bobines toroïdales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique. Il n'est pas nécessaire d'immerger de tels transformateurs de distribution dans une huile isolante et ils ne sont donc pas inflammables ou susceptibles de prendre feu ou d'exploser dans le cas ou le transformateur est défectueux ou dans le cas où il surchauffe. De plus, cette nouvelle réalisation de transformateur permet une réduction considerable de poids. Au niveau des transformateurs de distribution decrits dans l'art antérieur, la perte par hystéresis ainsi que les pertes par des courants de Foucault sont continuelles et relativement grandes. En utilisant mon circuit magnétique, qui comprend particulierement une bobine toroïdale constituée d'un ruban fait d'un matériau amorphe et ferro-magnétique, je surmonte ces desavantages. Cependant, la bobine doit etre traitée afin de reduire les pertes par courant de Foucault et par hysterésis du matériel, et ceci est obtenu, et ce d'une façon très efficace, par l'utilisation de mon nouveau four.
~L
-,^ ~
., ~ .
~ 3 ~
I1 est à noter qu'avec les fours de l'art antérieur, il est impossible de produire un champ, thermique ainsi que magnetique pour le traitement de la bobine.
La présente invention a pour but de mettre au point une nouvelle réalisation de four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroidales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et thermo-magnétique afin de réduire les pertes par des courants de Fousault et par hystérésis de ces dernières, de telles bobines étant destinées à la construction de transformateurs.
La présente invention a aussi pour but de mettre au point un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnetique par lequel les pertes par des courants de Foucault et par hystérésis de ces bobines sont réduites de trois à cinq fois par rapport au ruban métallique fait de silicium ayant une structure a grains orientés.
La présente invention a également pour but de mettre au point un four amélioré pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroidales constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique, le four étant délimité par une enceinte ayan-t une configuration annulaire pour permettre l'application d'un champ magnétlque dans la chambre annulaire du four.
La présente invention a également pour but de mettre au point un nouveau four pour le trai-tement thermo-magnétique de bobines toroidales constituées de rubans faits de matériau amorphe et ferro-magné-tique et dans lequel une ou plusieurs bobines sont supportées à l'intérieur du four par des plaques annulaires chauffantes pour chauffer la bobine à partir de ses bouts opposés sous l'effet d'une chaleur e L d'une atmosphère contrôlées.
131 ~
D'après les buts précédents, une forme de réalisation avantageuse de l'invention fournit un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales cons-tituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique par lequel les pertes de celles-ci par des courants de Foucault et par hystérésis sont rédui-tes lorsqu'on utilise ces bobines dans la réalisation d'un transformateur. Le four comprend une enceinte en forme de chambre annulaire délimitée par une base et un couvercle amovible. Un matériau thermiquement isolant est placé sur une surface intérieure de la base et du couvercle. Un passage vertical est centralement défini dans la chambre annulaire. Une bobine faite de fils conducteurs d'électricité est disposée autour de la chambre et s'étend à
travers le passage central et vertical de celle-ci pour encercler la base et le couvercle tout au long de la chambre annulaire. Des moyens de raccord détachables rendent la bobine séparable afin de permettre au couvercle d'être détaché de la base. Au moins deux disques annulaires de chauffage et de support sont prévus à llintérieur de la chambre annulaire et entre lesquels, une bobine constitutée d'un ruban fait d'un matériel amorphe peut être disposée afin de chauffer les enroulements toroldaux du ruban à partir de ses bouts. On prévoit des moyens permettant d'appliquer une chaleur contrôlée aux disques de réchauffement. Des moyens sont également prévus afin d'appliquer un courant à la bobine faite de fils conducteurs d'électricité afin de générer un champ magnétique contrôlé autour de la chambre pour orienter les domaines ferro-magnétiques du ruban fait de matériau amorphe lorsque placé dans la chambre.
~, .,~
Une réalisation préférée de la présente inven-tion sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
La FIGURE 1 est une vue en section illustran-t la réalisation d'un four suivant la présente inventlon et dans laquelle le four a une forme circulaire et annulaire;
la FIGURE 2 est un diagramme schématique montrant une coupe en travers d'un des côtés de la chambre annulaire et illustrant les divers contrôles qui lui sont associés;
la FIGURE 3 est une vue brisée en perspective d'un four circulaire et annulaire;
la FIGURE 4 est une vue en perspective montrant le four annulaire ayant une coupe en travers carrée; et la FIGURE 5 est une vue en section d'un support annulaire d'un disque de chauf~age.
Se référant maintenant à ces dessins, et plus particulièrement aux Figures 1 à 3, une réalisation nouvelle d'un four est généralement indiquée en 10. Le four 10 sert au traitement thermo-magnétique de bobines toroldales 11 constituées de rubans faits d'un matériau amorphe et ferro-magnétique. Ces bobines 11 se composent d'un ruban très fin qui est enroulé en spirale, constituant ainsi un grand nombre de couches 11' étroitement espacées. Ces couches servent dans la réalisation d'un circuit magnétique de transformateur. Les couches 11' sont supportées au niveau de leurs rebords du bas 11'' afin d'éliminer les contraintes mécaniques sur la bobine 11. Lorsque de telles bobines sont utilisees dans ces transformateurs, il est très souhaitable que les pertes par des courants de Foucault et par hystérésis soient réduites. Pour ce faire, les bobines sont exposées à
!
::
rJ 5 un traitement de chaleur et sous un champ magnétique. Tout traitement de ce type devrait être accompli sous un éta-t contrôlé afin d'obtenir des résultats maximums.
Tel qu'illustré, le four 10 comprend une encein-te ayant la forme d'une chambre annulaire 12 qui est délimitée par une base 13, et un dessus détachable ou un couvercle 14.
Un matériau thermiquement isolant 15 et 15' est respectivement placé le long des murs annulaires du couvercle 14 et du plancher annulaire 16 de la base 13. Comme matériau thermiquement isolant, des isolants en fibre de verre ou en silice peuvent être utilisés ainsi que tout autre isolant ayant de bonnes propriétés thermiques.
Tel qu'illustré dans la Figure 1, le four 10 définit une chambre circulaire et annulaire et la base 13 a la forme d'un bac annulaire ayant de chaque côté du plancher 16, des murs verticaux 13 et 13'' périphériquement opposés.
Le matériau thermiquement isolant 15' est également muni à sa périphérie de sièges 17 et 17' en forme de creux destinés à
recevoir de façon ajustee le rebord inférieur 14' du couvercle 14, ce couvercle ayant également la forme d'un bac mais renversé. Le couvercle 14 est dimensionné en vue d'etre reçu de facon ajustée à l'intérieur de la base 13 permettant à la chambre annulaire 12 d'être scellée. Des brides de serrage (non-illustrées) peuvent être prévues afin de maintenir le couvercle 14 dans sa position basse et afin d'assurer un ajustement scellé de l'isolant et du couvercle.
I1 est également préférable de faire le vide dans la chambre annulaire 12 au moyen d'une pompe à vide 18 qui est jointe à un mur latéral de la base 13 ou bien du couvercle 14, et dans le cas illustré, dans le mur latéral 13' de la base 13 et à travers l'isolant au moyen d'un accouplement 19. Comme alternative, une source de gaz 20 T~l lf~
pourrait être jointe à l'accouplement 19 au moyen duquel un gaz inerte est introduit dans la chambre annulaire 12 afin de provoquer un chauffage egal des bobines 11.
Afin d'obtenir un chauffage controlé et sensiblement constant des bobines 11, au moins deux disques annulaires 21 de support et de chauffage, chacun étant connecté à une source de puissance électrique 22 par la voie des fils separés 21' et d'un connecteur electrique 23 convenable. Un thermocouple 24 est egalement connecte à
chacun des disques 21 et a une connection electrique 2~' accouplee au clrcuit de com~tande 22 par l'intermédaire du connecteur 23 afin de mesurer la température des disques 21 pour controler le courant qui leur est appliqué. Au moins deux bobines d'acier amorphe 11 peuvent etre plaçées dans le four 10 et, selon la portée de la présente invention, il est possible d'augmenter la grosseur du four si l'on désire placer plusieurs de ces bobines l'une par dessus l'autre. De plus, en laissant reposer ces bobines sur le rebord de leurs extrémités 11'', elles ne sont pas sujettes, pendant le traitement, aux contrain-tes mécaniques qui produiraient des défectuosités dans les couches du ruban ce qui pourrait résulter en des defaillances lorsqu'utilisees dans un transformateur de puissance. Egalement, en chauffan-t les bobines par leurs bouts, la chaleur sera distribuee de façon axiale entre les couches de façon à chauffer tous les enroulements. Si le chauffage n'était pas effectué dans la direction axiale, l'air entre les enroulements des bobines produirait alors de l'isolation ce qui résulterait en une distribution de chaleur et un traitement inégaux.
~ a Figure 5, montre en section un des disques de chauffage afin d'illustrer sa construction. Ces disques consistent en une plaque annulaire et composite comprenant une paire de plaques 30 et 31 faites d'un métal tel que le cuivre ou l'aluminium, lesquels matériaux sont de bons conducteurs de chaleur. Intercallés entre les plaques 30 et 31 se trouve un fil électrique de chauffe 32 resistif et isole arrange en serpentin. Le fil 32 est egalement intercalle entre deux feuilles faites d'un matériau électriquement isolant tel qu'entre deux feuilles de mica 33 dans le cas présent. Le thermocouple 24 est connecté aux plaques 30 et 31 à un endroit convenable qui n'est pas illustré en détail mais évident à toute personne versée dans l'art.
Tel que décrit précedemment, le four permet également un traitement contrôlé, sous un champ magnétique, des bobines 11 afin d'orienter les domaines ferro-magnétiques du ruban amorphe de la bobine. Ceci, bien que préEérablement effectué durant le traitement de chaleur des boblnes, peut être également fait immédiatement après ce dernier. Ceci est accompli en fournissant une bobine de fil électriquement conducteur autour de la chambre (tel que schématiquement illustré en 35), ou en d'autres mots, en travers de la section verticale de la chambre et à travers le passage central vertical 36 de sorte à entourer la base et le couvercle le long de la chambre annulaire. Cette bobine de fils conducteurs est détachable entre le couvercle 14 et la base 13 par l'intermédiaire des connecteurs 37 fournis à
chaque bout des enroulements 35 de la bobine. Ces connecteurs sont schématiquement illustrés par un connecteur mâle 37/ et un connecteur femelle 37''. Lorsque le couvercle est positionné et placé dans la base 13, tous les connecteurs 37 s'unissent, fournissant ainsi une bobine à enroulements continus autour de l'enceinte annulaire. Cette bobine est connectée à une source d'alimentation 38 qui peut etre une ',~ .
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source variable DC ou AC afin de contrôlé l'intensité du champ magnétique. Les enroulements 35 en spirale du fil sont maintenus en position par des moyens convenables tels que par un revêtement 39 d'époxy ou par tout au-tre enduit convenable permettant de maintenir en position les fils et les connecteurs. En fait, il est également concevable que les bobines 35 soient pourvues sur le mur intérieur des couches isolantes 15 et 15'.
La ~igure 4 illustre une autre réalisation avantageuse du four 10 selon la présente invention, construit ici selon une chambre annulaire carrée 10'. Un manomètre 40 tgauge de pression) peut être fourni dans une paroi latérale du couvercle afin de contrôler la pression intérieure de la chambre 12. Au cours d'un traitement typique, deux bobines faites d'un ruban d'acier amorphe sont traitées à une température approximative de 400C. durant si~ heures tout en étant soumises à un champ électromagnétique dû à
l'application d'un courant de 300-500 ampères durant cette période de temps. Evidemment, ceci n'est qu'un exemple d'un traitement et diverses combinaisons de température et d'intensité de champ magné-tique sont possibles dépendamment des paramètres physiques des bobines qui sont traitées.
Il est entendu que la présente invention n'est en aucune fac~on limitée aux formes de réalisations decrites ci-dessus et que toutes modifications évidentes apportées à
celles-ci demeurent dans le cadre de l'invention, pourvu que ces modifications tombent sous la portée des revendications ci-jointes.
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Claims (12)
1. Un four pour le traitement thermo-magnétique de bobines toroïdales constituées d'un ruban fait d'un matériau ferro-magnétique et amorphe permettant de réduire les pertes par des courants de Foucault et par hystérésis de celles-ci pour leur utilisation dans la réalisation d'un transformateur, ledit four comprenant une enceinte formée telle qu'une chambre annulaire délimitée par une base et par un couvercle séparable, un matériau thermiquement isolant positionné sur une surface intérieure de ladite base et dudit couvercle, ladite chambre annulaire délimitant un passage ouvert central et vertical, une bobine faite d'un fil électriquement conducteur positionné autour de ladite chambre et s'étendant autour de la section verticale de ladite chambre à travers ledit passage central vertical pour entourer ladite base et ledit couvercle tout au long de ladite chambre annulaire, ladite bobine faite d'un fil conducteur étant séparable par des moyens de connection détachables pour permettre audit couvercle d'être détaché de ladite base, au moins deux disques annulaires de chauffage et de support à l'intérieur de ladite chambre annulaire et entre lesquels une bobine constituée dudit ruban fait d'un matériau amorphe peut être positionné pour le chauffage des enroulements toroïdaux dudit ruban à partir de ses rebords, des moyens pour appliquer une chaleur contrôlée audits disques de chauffage, et des moyens pour appliquer un courant à ladite bobine faite d'un fil électriquement conducteur pour générer un champ magnétique contrôlé autour de ladite chambre afin d'orienter les domaines ferro-magnétiques dudit ruban lorsque positionné dans ladite chambre.
2. Un four suivant la revendication 1 dans lequel chacun desdits disques de chauffage comprend une plaque annulaire et composite faite d'un métal thermiquement conducteur, ladite plaque annulaire et composite étant constituée d'une paire de plaques métalliques ayant intercalé
entre-elles un fil résistif et électriquement isolant.
entre-elles un fil résistif et électriquement isolant.
3. Un four suivant la revendication 2 dans lequel ledit fil résistif et électriquement isolant est façonné en une configuration en zig-zag et positionné entre deux feuilles de mica intermédiaires de ladite paire de plaques métalliques.
4. Un four suivant la revendication 2 dans lequel lesdits moyens pour appliquer une chaleur contrôlée comprennent une source variable de courant connectée à chacun desdits disques de chauffage, et un thermocouple connecte à
chacun desdits disques de chauffage pour en mesurer leur température.
chacun desdits disques de chauffage pour en mesurer leur température.
5. Un four suivant la revendication 2 dans lequel deux ou plus desdits disques de chauffage sont prévus pour supporter et appliquer une chaleur contrôlée simultanément à
deux ou plus desdites bobines constituées d'un ruban fait d'un matériau ammorphe.
deux ou plus desdites bobines constituées d'un ruban fait d'un matériau ammorphe.
6. Un four suivant la revendication 1 dans lequel ladite base est une base annulaire en forme de bac formé d'un matériau thermiquement isolant, ledit couvercle étant également formé tel qu'un membre ayant la forme d'un bac renversé et étant dimensionné pour être reçu dans ladite base selon un engagement scellé avec celle-ci et en engagement électrique avec lesdits moyens de connection de ladite bobine.
7. Un four suivant la revendication 6 dans lequel sont également prévus des moyens d'évacuation connectés à ladite chambre pour le chauffage de ladite bobine constituée d'un ruban fait d'un matériau amorphe dans un milieu vide et neutre.
8. Un four suivant la revendication 6 dans lequel est également prévu une source de gaz inerte connectée à ladite chambre pour le chauffage de ladite bobine constituée d'un ruban d'un matériau amorphe dans un milieu de gaz inerte.
9. Un four suivant la revendication 6 dans lequel ledit matériau thermiquement isolant est un isolant en fibre de verre, un isolant en silice ou un matériau thermiquement isolant du même genre.
10. Un four suivant la revendication 1 dans lequel ladite chambre annulaire est une chambre en forme d'anneau circulaire.
11. Un four suivant la revendication 1 dans lequel ladite chambre annulaire est une chambre en forme d'anneau carrée.
12. Un four suivant la revendication 6 dans lequel lesdits moyens de connection comprennent un nombre de connecteurs électriques positionnes autour des circonférences interne et externe desdits couvercle et base en forme de bac annulaire.
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| US171,809 | 1988-03-22 |
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