EP0348316A1 - Device with an electric, annular, insulated coil - Google Patents

Device with an electric, annular, insulated coil Download PDF

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EP0348316A1
EP0348316A1 EP89420226A EP89420226A EP0348316A1 EP 0348316 A1 EP0348316 A1 EP 0348316A1 EP 89420226 A EP89420226 A EP 89420226A EP 89420226 A EP89420226 A EP 89420226A EP 0348316 A1 EP0348316 A1 EP 0348316A1
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EP
European Patent Office
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winding
electrical
electrical winding
internal
cap
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Withdrawn
Application number
EP89420226A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernard Chappel
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Optelec SA
Original Assignee
Societe pour lApplication de lOptique et de lElectronique a la Recherche et a lAutomatisation SA OPTELEC
Optelec SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16—Toroidal transformers

Definitions

  • Another important object of the invention is to considerably reduce the number of parts necessary to ensure the electrical insulation of the windings. This results in a reduction in the cost of raw materials, and above all a reduction in the cost of the labor required for assembly.
  • a three-layer winding a first layer 260 formed of radial turns which are contiguous in the central chimney 12 of the circuit, and which are spaced from one another on the lateral external peripheral face of the circuit; this first layer 260 is covered by a second layer 261, shown partially in Figure 9, formed of radial turns also contiguous in the central chimney 12, itself surmounted by a third layer 262 of the same structure, which covers it.
  • the same insulation technique can however be used advantageously between two successive layers of conductors of the same electrical winding, allowing on the one hand to electrically insulate the successive layers, allowing on the other hand the transfer of heat energy to the exterior, finally allowing, for certain applications, to facilitate winding by guiding the conductors.

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

Abstract

The device according to the invention comprises a toric magnetic circuit (20) with rectangular cross-section, covered with an insulator, and on which is wound an internal electrical winding (26). Upper (56) and lower (57) toric caps are applied onto the upper face and the lower face of the internal electrical winding (26), and are covered with an external electrical winding (48). A space (62, 63) separates the respective edges of the upper cap (56) and of the lower cap (57), encouraging thermal exchanges. The invention improves the thermal performance of toric transformers. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne les dispositifs électriques destinés à la transmission de l'énergie électrique, et plus particuliè­rement les dispositifs à bobinages électriques enroulés sur un circuit magnétique torique, c'est à dire de forme annulaire fermée, et munis de moyens d'isolation électrique.The present invention relates to electrical devices intended for the transmission of electrical energy, and more particularly to devices with electrical coils wound on a toroidal magnetic circuit, that is to say of closed annular shape, and provided with electrical isolation means. .

On connaît par exemple des transformateurs électriques, généra­lement appelés transformateurs toriques, dont le noyau magnétique présente une forme annulaire fermée. Les enroulements primaire et secondaire d'un tel transformateur sont généralement bobinés l'un sur l'autre. On sait qu'un tel transformateur est, à puissance égale, moins encombrant et moins lourd qu'un transformateur à circuit magnétique classique à deux ou trois colonnes.Electric transformers are known, for example, generally called toroidal transformers, the magnetic core of which has a closed annular shape. The primary and secondary windings of such a transformer are generally wound on top of each other. We know that such a transformer is, at equal power, less bulky and lighter than a conventional magnetic circuit transformer with two or three columns.

Un tel transformateur torique est toutefois plus difficile à réaliser, et en particulier plus difficile à bobiner, puisque le circuit magnétique est déjà fermé lors du bobinage et que le fil électrique d'enroulement doit passer autant de fois dans la cheminée centrale du circuit magnétique qu'il y a de spires pour former le bobinage. Ce bobinage est d'autant plus difficile lorsque l'utilisation projetée du dispositif nécessite de prévoir une isolation électrique efficace : les isolants électriques occupent en effet un volume non négligeable qui, dans les solutions actuelles, réduit sensiblement les dimensions de la cheminée centrale lorsque plusieurs enroulements électriques doivent être superposés.Such a toroidal transformer is however more difficult to produce, and in particular more difficult to wind, since the magnetic circuit is already closed during the winding and the electric winding wire must pass as many times through the central chimney of the magnetic circuit as '' there are turns to form the winding. This winding is all the more difficult when the intended use of the device requires the provision of effective electrical insulation: electrical insulators occupy a significant volume which, in current solutions, significantly reduces the dimensions of the central chimney when several electrical windings must be superimposed.

Un problème important que vise à résoudre la présente invention est l'échauffement thermique apparaissant dans les bobinages et notam­ment les transformateurs à circuit torique. A puissance égale, cet échauffement est relativement plus important que dans les transforma­teurs à circuit magnétique classique à trois colonnes, car dans ces transformateurs classiques, les surfaces d'échange thermique entre l'intérieur et l'extérieur sont nettement plus importantes. Dans le cas d'un transformateur torique, l'enroulement électrique intérieur est totalement emprisonné par les couches d'isolation électrique et par l'enroulement électrique extérieur, de sorte que les échanges thermiques sont considérablement freinés.An important problem which the present invention aims to solve is the thermal heating appearing in the windings and in particular the transformers with toroidal circuit. At equal power, this temperature rise is relatively greater than in transformers with a conventional magnetic circuit with three columns, because in these conventional transformers, the heat exchange surfaces between the interior and the exterior are significantly greater. In the case of a toroidal transformer, the internal electrical winding is totally trapped by the layers of electrical insulation and by the external electrical winding, so that the heat exchanges are considerably slowed down.

L'invention propose pour cela des modes de réalisation particu­lièrement intéressants, dans lesquels les moyens d'isolation électrique ont une forme et une structure favorisant le transfert thermique depuis l'enroulement électrique intérieur vers l'extérieur, et augmentant notablement le refroidissement naturel des enroulements. Par voie de conséquence, une telle structure permet de diminuer la section des conducteurs, d'où un gain sensible sur le poids du cuivre, matériau très onéreux.The invention therefore provides particularly advantageous embodiments, in which the means of electrical insulation have a shape and a structure favoring the thermal transfer from the internal electrical winding towards outside, and notably increasing the natural cooling of the windings. Consequently, such a structure makes it possible to reduce the cross section of the conductors, hence a significant gain on the weight of copper, a very expensive material.

Un autre objet important de l'invention est de réduire considérablement le nombre de pièces nécessaires pour assurer l'isola­tion électrique des enroulements. Il en résulte une diminution du coût de matières premières, et surtout une diminution du coût de la main d'oeuvre nécessaire pour le montage.Another important object of the invention is to considerably reduce the number of parts necessary to ensure the electrical insulation of the windings. This results in a reduction in the cost of raw materials, and above all a reduction in the cost of the labor required for assembly.

Selon un autre object de l'invention, la nouvelle structure est relativement peu onéreuse, car le circuit magnétique est composé d'éléments dont les formes sont simples et faciles à réaliser, et dont l'assemblage est particulièrement rapide et ne nécessite que peu de main-d'oeuvre. La structure est en outre particulièrement bien adaptée pour permettre une automatisation très poussée du montage.According to another object of the invention, the new structure is relatively inexpensive, because the magnetic circuit is composed of elements whose shapes are simple and easy to produce, and whose assembly is particularly rapid and requires only a little workforce. The structure is also particularly well suited to allow very extensive automation of the assembly.

Notamment, l'isolation entre deux enroulements électriques successifs peut être assurée selon l'invention par adaptation de seulement deux pièces isolantes de formes appropriées s'emboîtant directement sur l'enroulement intérieur, et se positionnant d'elles-­mêmes.In particular, the insulation between two successive electrical windings can be ensured according to the invention by adapting only two insulating parts of appropriate shapes which fit directly onto the internal winding, and positioning themselves.

L'invention permet également le bobinage de transformateurs toriques avec un fil plat de grosse section. Du fait de la forme torique à section rectangulaire du circuit magnétique, les spires sont disposées d'une façon radiale. Elles sont donc jointives dans l'alésage du tore et écartées sur la périphérie extérieure, par différence des longueurs développées des diamètres extérieur et intérieur du tore. Après avoir bobiné une première couche de spires jointives dans l'alésage du tore, la couche suivante tend à se superposer à la précédente dans l'alésage, mais à s'intercaler entre les spires de première couche sur la périphérie externe. Dans une zone intermédiaire, les spires externes viennent en appui sur les spires internes selon un point de leur arête, de sorte que le contact s'effectuant sur une très faible surface constitue une zone d'appui à pression très importante susceptible d'endommager l'isolement électrique. L'invention prévoit des moyens pour éviter cet effet de concentration de l'effort de traction sur deux appuis ponctuels à chaque spire, sans toutefois avoir recours à des couches supplémentaires d'isolants électriques.The invention also allows the winding of toroidal transformers with a flat wire of large section. Due to the rectangular cross-section of the magnetic circuit, the turns are arranged radially. They are therefore contiguous in the bore of the torus and spread over the outer periphery, by difference in the developed lengths of the outside and inside diameters of the torus. After having wound a first layer of contiguous turns in the bore of the torus, the next layer tends to be superimposed on the previous one in the bore, but to be inserted between the turns of the first layer on the external periphery. In an intermediate zone, the external turns come to bear on the internal turns at a point on their edge, so that the contact taking place on a very small surface constitutes a support zone at very high pressure liable to damage the electrical isolation. The invention provides means for avoiding this effect of concentrating the tensile force on two occasional support at each turn, without however having to use additional layers of electrical insulation.

Un autre objet de l'invention est de réduire la longueur moyenne des spires constituant les enroulements électriques du transfor­mateur, sans nuire à l'isolation électrique ni à la section du circuit magnétique.Another object of the invention is to reduce the average length of the turns constituting the electrical windings of the transformer, without harming the electrical insulation or the section of the magnetic circuit.

Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, le dispositif torique selon la présente invention comprend un circuit magnétique principal annulaire fermé et des moyens d'isolement électrique de la surface extérieure du circuit magnétique, l'ensemble ayant une forme annulaire à section sensiblement rectangulaire et étant limité par une surface supérieure en forme de couronne sensiblement plane, par une surface inférieure en forme de couronne sensiblement plane, par une surface intérieure cylindrique et par une surface extérieure cylindri­que. Un enroulement électrique intérieur est bobiné sur l'isolement du circuit magnétique principal, un isolement électrique intermédiaire entoure l'enroulement électrique intérieur, et un enroulement électrique extérieur est bobiné autour de l'isolement électrique intermédiaire. Selon l'invention,
- les moyens d'isolement électrique intermédiaires comprennent un premier et un second éléments isolants rigides opposés appliqués respectivement directement contre deux surfaces opposées de l'enrou­lement électrique intérieur,
- les éléments isolants rigides débordent légèrement de part et d'autre des surfaces opposées contre lesquelles ils sont appliqués, définissant quatre contours dépassants,
- les contours dépassants du premier élément isolant sont séparés des contours dépassants respectifs opposés du second élément isolant par un espace dépourvu d'isolant électrique solide,
- les spires d'enroulement électrique extérieur comportent deux parties en appui contre les faces externes des éléments isolants rigides, et deux parties tendues entre les contours respectifs en regard l'un de l'autre des éléments isolants rigides, les parties tendues d'enroulement électrique extérieur étant séparées et isolées de l'enroulement électri­que intérieur par l'espace dépourvu d'isolant électrique solide, qui favorise le transfert d'énergie calorifique.To achieve these and other objects, the toric device according to the present invention comprises a closed annular main magnetic circuit and means for electrically isolating the external surface of the magnetic circuit, the assembly having an annular shape with a substantially rectangular section. and being limited by a substantially planar crown-shaped upper surface, by a substantially planar crown-shaped lower surface, by a cylindrical inner surface and by a cylindrical outer surface. An interior electrical winding is wound on the insulation of the main magnetic circuit, an intermediate electrical isolation surrounds the interior electrical winding, and an exterior electrical winding is wound around the intermediate electrical insulation. According to the invention,
the intermediate electrical isolation means comprise first and second opposite rigid insulating elements applied respectively directly against two opposite surfaces of the interior electrical winding,
- the rigid insulating elements protrude slightly on either side of the opposite surfaces against which they are applied, defining four protruding contours,
the protruding contours of the first insulating element are separated from the respective opposite protruding contours of the second insulating element by a space devoid of solid electrical insulator,
- the external electrical winding turns comprise two parts bearing against the external faces of the rigid insulating elements, and two parts stretched between the respective contours facing each other of the rigid insulating elements, the tensioned winding parts electrical exterior being separated and isolated from the interior electrical winding by the space devoid of solid electrical insulation, which promotes the transfer of heat energy.

Dans un mode de réalisation, les moyens d'isolation électrique comprennent une calotte torique supérieure, électriquement isolante, et une calotte torique inférieure, électriquement isolante ; chaque calotte torique est limitée par un contour extérieur circulaire de diamètre seulement un peu supérieur au diamètre extérieur de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur, et étant limitée par un contour intérieur circulaire de diamètre seulement un peu inférieur au diamètre intérieur de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur ; les contours respectifs de la calotte supérieure et de la calotte inférieure en regard l'un de l'autre sont séparés par un espace favorisant le transfert d'énergie calorifique. Ce mode de réalisation augmente sensiblement le transfert d'énergie calorifique depuis l'enroulement intérieur vers l'extérieur, et procure un gain sensible de place dans l'alésage central du circuit.In one embodiment, the electrical isolation means include an electrically insulating upper toric cap and an electrically insulating lower toric cap; each toric cap is limited by a circular external contour of diameter only a little greater than the external diameter of the ring formed by the internal electrical winding, and being limited by a circular internal contour of diameter only a little less than the internal diameter of l ring formed by the internal electrical winding; the respective contours of the upper cap and the lower cap opposite one another are separated by a space promoting the transfer of heat energy. This embodiment significantly increases the transfer of heat energy from the interior winding to the outside, and provides a significant gain in space in the central bore of the circuit.

Les faces extérieures des rebords de calotte présentent avantageusement une section transversale arrondie. Cette disposition réduit sensiblement la longueur de cuivre nécessaire pour la réalisation de l'enroulement électrique, et améliore la régularité de bobinage.The outer faces of the cap edges advantageously have a rounded cross section. This arrangement significantly reduces the length of copper necessary for the realization of the electrical winding, and improves the regularity of winding.

Eventuellement, les calottes assurent elles-mêmes le maintien d'écrans électrostatiques, et/ou le maintien de noyaux magnétiques auxiliaires tels que des circuits magnétiques de fuite.Optionally, the caps themselves ensure the maintenance of electrostatic screens, and / or the maintenance of auxiliary magnetic cores such as magnetic leakage circuits.

Les éléments isolants rigides peuvent être utilisés pour isoler l'un de l'autre deux enroulements électriques distincts, par exemple le primaire et le secondaire d'un transformateur. Ils peuvent également servir à isoler l'une de l'autre des couches successives d'un même enroulement électrique.Rigid insulating elements can be used to isolate two separate electrical windings from each other, for example the primary and secondary of a transformer. They can also be used to isolate one from the other of the successive layers of the same electrical winding.

D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa­tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :

  • - la figure 1 représente une vue générale de côté d'un transformateur selon la présente invention ;
  • - la figure 2 représente une vue de dessus du transformateur de la figure 1 ;
  • - la figure 3 est une vue de dessus en coupe selon le plan A-A de la figure 1 dans un premier mode de réalisation ;
  • - la figure 4 est une demi-vue de côté en coupe selon le plan C-C et à plus grande échelle de la figure 3 ; - la figure 5 illustre les inconvénients d'un bobinage de fil de gros diamètre sur un circuit à section rectangulaire ;
  • - la figure 6 illustre l'avantage de bobinage d'un fil de gros diamètre sur un circuit dont les coins sont arrondis ;
  • - la figure 7 illustre les inconvénients de bobinage d'un conducteur électrique plat à section rectangulaire sur un circuit magnétique torique ;
  • - la figure 8 illustre, à grande échelle, l'imbrication des spires selon la présente invention ;
  • - la figure 9 est une vue en bout d'axe des enroulements électriques de transformateur torique à conducteur électrique plat de section importan­te ; et
  • - la figure 10 est une demie-vue de côté en coupe selon le plan C-C de la figure 3, dans un second mode de réalisation.
Other objects, characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of particular embodiments, given in relation to the attached figures, among which:
  • - Figure 1 shows a general side view of a transformer according to the present invention;
  • - Figure 2 shows a top view of the transformer of Figure 1;
  • - Figure 3 is a top view in section along the plane AA of Figure 1 in a first embodiment;
  • - Figure 4 is a half side view in section along the plane CC and on a larger scale of Figure 3; - Figure 5 illustrates the disadvantages of a large diameter wire winding on a rectangular section circuit;
  • - Figure 6 illustrates the advantage of winding a large diameter wire on a circuit whose corners are rounded;
  • - Figure 7 illustrates the disadvantages of winding a flat electrical conductor with rectangular section on a toroidal magnetic circuit;
  • - Figure 8 illustrates, on a large scale, the nesting of the turns according to the present invention;
  • - Figure 9 is an end-of-axis view of the electrical windings of toroidal transformer with flat electrical conductor of large section; and
  • - Figure 10 is a half side view in section along the plane CC of Figure 3, in a second embodiment.

Le dispositif selon la présente invention, représenté sur les figures 1 et 2, présente une forme extérieure générale annulaire. Le corps 1 du dispositif est un anneau d'axe I-I et de section sensiblement rectangulaire. Le corps est solidaire d'un ensemble de fixation et de transport 2 comprenant un premier élément d'extrémité 3 et un second élément d'extrémité 4 appliqués respectivement sur le premier flanc 5 du corps 1 et sur le second flanc 6 du corps 1. Les éléments d'extrémité 3 et 4 sont reliés par une colonne centrale 7 de liaison, surmontée d'une boucle de portage 8.The device according to the present invention, shown in Figures 1 and 2, has a generally annular external shape. The body 1 of the device is a ring of axis I-I and of substantially rectangular section. The body is integral with a fixing and transport assembly 2 comprising a first end element 3 and a second end element 4 applied respectively to the first flank 5 of the body 1 and to the second flank 6 of the body 1. The end elements 3 and 4 are connected by a central connecting column 7, surmounted by a carrying loop 8.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, les éléments d'extrémité, tels que le premier élément 3, comprennent trois branches divergentes en étoile. Ainsi, le premier élément d'extrémité 3 comprend les branches 9, 10 et 11. Les branches se rejoignent au centre, dans l'axe I-I du dispositif, et sont solidaires de la colonne centrale de liaison 7. La colonne centrale de liaison 7 traverse la cheminée centrale 12 du corps 1. Une plaque support 13, solidaire du premier élément d'extrémité 3, supporte les bornes de connexion électrique du dispositif. Les branches divergentes ont leurs faces internes conformées pour épouser la forme du premier flanc 5 ou du second flanc 6 du corps 1, au voisinage de la cheminée centrale 12 du corps 1, assurant ainsi une solidarisation latérale entre le corps 1 et l'ensemble de fixation et de transport 2.In the embodiment shown in FIG. 2, the end elements, such as the first element 3, comprise three divergent branches in a star. Thus, the first end element 3 comprises the branches 9, 10 and 11. The branches meet in the center, in the axis II of the device, and are integral with the central connecting column 7. The central connecting column 7 crosses the central chimney 12 of the body 1. A support plate 13, integral with the first end element 3, supports the electrical connection terminals of the device. The divergent branches have their internal faces shaped to match the shape of the first flank 5 or of the second flank 6 of the body 1, in the vicinity of the central chimney 12 of the body 1, thus ensuring a lateral connection between the body 1 and the assembly of fixing and transport 2.

Les figures 3 et 4 illustrent la constitution interne du corps 1 d'un transformateur selon un premier mode de réalisation de l'inven­tion. Pour la clarté des dessins, les tôles du circuit magnétique ont été partiellement représentées ; il en est de même des conducteurs constituant les bobinages de transformateur, conducteurs qui sont représentés en coupe transversale sur la figure 3 et en coupe longitudinale sur la figure 4.Figures 3 and 4 illustrate the internal constitution of the body 1 of a transformer according to a first embodiment of the invention. For clarity of the drawings, the sheets of the magnetic circuit have been partially represented; the same applies to the conductors constituting the transformer windings, conductors which are shown in cross section in FIG. 3 and in longitudinal section in FIG. 4.

Dans le mode de réalisation représenté sur ces figures, le transformateur comprend un circuit magnétique principal 20 en forme d'anneau circulaire fermé, à section rectangulaire. Le circuit magnéti­que est constitué, de manière connue, d'un enroulement circulaire de tôle.In the embodiment shown in these figures, the transformer comprises a main magnetic circuit 20 in the form of a closed circular ring, of rectangular section. The magnetic circuit consists, in known manner, of a circular sheet winding.

Le circuit magnétique 20 est isolé électriquement sur la totalité de sa surface. Selon ce mode de réalisation, les moyens d'isolement électrique du circuit magnétique comprennent : une calotte torique supérieure isolante 50 de circuit magnétique, définissant une surface supérieure en forme de couronne sensiblement plane, et recou­vrant la face supérieure du circuit magnétique 20 ; une calotte isolante inférieure 51 de circuit magnétique, définissant une surface inférieure en forme de couronne sensiblement plane, recouvrant la face inférieure du circuit magnétique 20. Les calottes recouvrent une partie des faces latérales extérieure et intérieure du circuit magnétique. Les calottes 50 et 51 sont reliées par un isolant électrique cylindrique extérieur 52 et un isolant électrique cylindrique intérieur 53, formant respective­ment une surface cylindrique extérieure et une surface cylindrique intérieure. Les calottes supérieure 50 et inférieure 51 d'isolement de circuit magnétique présentent, sur leurs faces externes, une arête extérieure arrondie 54, et une arête intérieure arrondie 55.The magnetic circuit 20 is electrically isolated over its entire surface. According to this embodiment, the means for electrically isolating the magnetic circuit comprise: an insulating upper toroidal cap 50 of the magnetic circuit, defining an upper surface in the form of a substantially planar crown, and covering the upper face of the magnetic circuit 20; a lower insulating cap 51 of the magnetic circuit, defining a lower surface in the form of a substantially flat crown, covering the lower face of the magnetic circuit 20. The caps cover part of the outer and inner lateral faces of the magnetic circuit. The caps 50 and 51 are connected by an outer cylindrical electrical insulator 52 and an inner cylindrical electrical insulator 53, respectively forming an outer cylindrical surface and an inner cylindrical surface. The upper 50 and lower 51 caps for magnetic circuit isolation have, on their external faces, a rounded outer edge 54, and a rounded inner edge 55.

L'intérêt des arêtes arrondies 54 et 55 est expliqué en relation avec la figure 5 : lorsque l'on bobine le conducteur électrique sur le circuit magnétique torique, et plus particulièrement lorsque le conducteur électrique à une section relativement importante, il n'est pas possible de courber à angle droit le conducteur au passage de chaque arête. Ainsi, sur la figure 5, lorsque le circuit magnétique présente des arêtes vives, le conducteur électrique, enroulé autour du circuit magnétique 20 dans le sens de la flèche 156, forme des coins arrondis, le début de chaque courbe commençant au passage du coin de circuit magnétique, la fin de chaque courbe se finissant à l'écart du circuit magnétique, définissant ainsi à chaque coin un jeu tel que le jeu 157. Avec un conducteur dont l'épaisseur est de 2 mm environ, un tel jeu peut dépasser 3 mm. Il en résulte que l'enroulement électrique occupe une section nettement plus importante que la section du circuit magnétique, et cette section est décalée par rapport à la section du circuit magnétique, comme le représente la figure 5. Outre la perte occasionnée par l'augmentation de volume qui en résulte, il s'ensuit des difficultés de bobinage, et le bobinage manque généralement de régularité.The advantage of the rounded edges 54 and 55 is explained in relation to FIG. 5: when the electrical conductor is wound on the toroidal magnetic circuit, and more particularly when the electrical conductor has a relatively large section, it is not possible to bend the conductor at right angles to the passage of each edge. Thus, in FIG. 5, when the magnetic circuit has sharp edges, the electrical conductor, wound around the magnetic circuit 20 in the direction of the arrow 156, forms rounded corners, the beginning of each curve starting at the passage of the corner of magnetic circuit, the end of each curve ending away from the circuit magnetic, thus defining at each corner a clearance such as clearance 157. With a conductor whose thickness is approximately 2 mm, such clearance can exceed 3 mm. As a result, the electrical winding occupies a much larger section than the section of the magnetic circuit, and this section is offset from the section of the magnetic circuit, as shown in Figure 5. In addition to the loss caused by the increase resulting in volume, winding difficulties ensue, and the winding generally lacks regularity.

Au contraire, en prévoyant des arêtes arrondies telles que les arêtes 54 et 55, le conducteur électrique épouse parfaitement la forme de l'arête à chaque passage, et se trouve ainsi correctement appliqué sur l'isolant, chacune de ses branches étant parallèle à la face correspondante du circuit magnétique. On pourrait penser que le fait de prévoir des arêtes 54 et 55 arrondies tendrait à augmenter la section apparente de l'ensemble formé par le circuit magnétique et son isolant externe. En réalité, et de manière surprenante, on constate que cette disposition tend au contraire à réduire la longueur de la spire de conducteur entourant le circuit magnétique, et il en résulte une économie de cuivre formant ce conducteur.On the contrary, by providing rounded edges such as edges 54 and 55, the electrical conductor follows the shape of the edge perfectly on each pass, and is thus correctly applied to the insulation, each of its branches being parallel to the corresponding side of the magnetic circuit. One might think that the fact of providing rounded edges 54 and 55 would tend to increase the apparent section of the assembly formed by the magnetic circuit and its external insulator. In reality, and surprisingly, it can be seen that this arrangement tends, on the contrary, to reduce the length of the turn of the conductor surrounding the magnetic circuit, and this results in a saving of copper forming this conductor.

Un enrubannage partiel peut solidariser les isolants 50, 51, 52 et 53 autour du circuit magnétique. Le sous-ensemble ainsi formé est aisément manipulable, et reçoit ensuite, par bobinage, de manière connue, le premier enroulement électrique intérieur 26. Dans le mode de réalisation représenté, l'enroulement intérieur 26 est constitué d'un nombre de spires convenable de conducteur électrique plat à section rectangulaire. On a représenté un enroulement à trois couches, une première couche 260 formée de spires radiales qui sont jointives dans la cheminée centrale 12 du circuit, et qui sont écartées l'une de l'autre sur la face périphérique extérieure latérale du circuit ; cette première couche 260 est recouverte par une seconde couche 261, représentée partiellement sur la figure 9, formée de spires radiales également jointives dans la cheminée centrale 12, elle-même surmontée d'une troisième couche 262 de même structure, qui la recouvre.A partial wrapping can join the insulators 50, 51, 52 and 53 around the magnetic circuit. The sub-assembly thus formed is easy to handle, and then receives, by winding, in a known manner, the first internal electrical winding 26. In the embodiment shown, the internal winding 26 consists of a suitable number of turns of flat electrical conductor with rectangular section. There is shown a three-layer winding, a first layer 260 formed of radial turns which are contiguous in the central chimney 12 of the circuit, and which are spaced from one another on the lateral external peripheral face of the circuit; this first layer 260 is covered by a second layer 261, shown partially in Figure 9, formed of radial turns also contiguous in the central chimney 12, itself surmounted by a third layer 262 of the same structure, which covers it.

Une calotte torique supérieure 56 est emboîtée contre le flanc supérieur 28 de l'enroulement électrique intérieur 26, et une calotte torique inférieure 57 est emboîtée contre le flanc inférieur 30 de l'enroulement électrique intérieur 26. Les calottes toriques supérieure 56 et inférieure 57 sont réalisées en une matière électriquement isolante présentant une certaine souplesse. De préférence, les calottes supérieure 56 et inférieure 57 sont identiques. Elles présentent respectivement des contours dépassants extérieurs circulaires 58 et 59 de diamètre seulement un peu supérieur au diamètre extérieur de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur 26. Les calottes 56 et 57 sont limitées par un contour intérieur dépassant, respectivement 60 et 61, circulaire de diamètre seulement un peu inférieur au diamètre intérieur de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur 26. Les contours extérieurs dépassants 58 et 59 des deux calottes 56 et 57 sont séparés l'un de l'autre par un espace 62 favorisant le transfert d'énergie calorifique depuis l'enroulement intérieur 26 vers l'exté­rieur. De même, les contours intérieure dépassants 60 et 61 sont séparés l'un de l'autre par un espace 63 favorisant le passage d'énergie calorifique depuis l'enroulement intérieur 26 vers la cheminée centrale 12.An upper toric cap 56 is fitted against the upper flank 28 of the inner electrical winding 26, and a lower toric cap 57 is fitted against the lower flank 30 of the inner electrical winding 26. The upper toric caps 56 and lower 57 are made of an electrically insulating material having a certain flexibility. Preferably, the upper 56 and lower 57 caps are identical. They respectively have circular external protruding contours 58 and 59 of diameter only a little greater than the external diameter of the ring formed by the internal electrical winding 26. The caps 56 and 57 are limited by an internal contour protruding respectively 60 and 61 , circular in diameter only a little less than the inside diameter of the ring formed by the inside electric winding 26. The projecting outside contours 58 and 59 of the two caps 56 and 57 are separated from each other by a space 62 promoting the transfer of heat energy from the inner winding 26 to the outside. Likewise, the protruding interior contours 60 and 61 are separated from each other by a space 63 favoring the passage of heat energy from the interior winding 26 towards the central chimney 12.

Les calottes supérieure 56 et inférieure 57 sont conformées pour s'appliquer à faible jeu sur l'enroulement intérieur 26. Après leur mise en place, elles peuvent être maintenues en position par tous moyens, par exemple par quelques tours de ruban répartis en deux ou trois zones de la périphérie du circuit.The upper 56 and lower 57 caps are shaped to be applied with little play on the inner winding 26. After their installation, they can be held in position by any means, for example by a few turns of ribbon divided in two or three zones on the periphery of the circuit.

Chaque calotte 56 ou 57 comprend un rebord intérieur 64 recouvrant partiellement la face cylindrique intérieure de l'enroulement électrique intérieur 26, et un rebord extérieur 65 recouvrant partielle­ment la face cylindrique latérale extérieure de l'enroulement électrique intérieur 26. Ces rebords assurent l'emboîtage des calottes 56 et 57 sur l'enroulement intérieur, et leur épaisseur définit l'épaisseur de la lame d'air séparant l'enroulement électrique intérieur 26 de l'enroule­ment électrique extérieur ou du shunt magnétique.Each cap 56 or 57 comprises an inner rim 64 partially covering the inner cylindrical face of the inner electrical winding 26, and an outer rim 65 partially covering the outer lateral cylindrical face of the inner electrical winding 26. These edges ensure the fitting caps 56 and 57 on the inside winding, and their thickness defines the thickness of the air gap separating the inside electric winding 26 from the outside electric winding or the magnetic shunt.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, les contours extérieurs 58 et 59 des deux calottes 56 et 57 ont une forme particulière : ainsi, le contour extérieur 58 de la calotte 56 comprend une gorge annulaire 66, et le contour extérieur 59 de la calotte 57 comprend une gorge annulaire 67, les gorges 66 et 67 se faisant face l'une à l'autre comme le présente la figure.In the embodiment of FIG. 4, the external contours 58 and 59 of the two caps 56 and 57 have a particular shape: thus, the external contour 58 of the cap 56 comprises an annular groove 66, and the external contour 59 of the cap 57 comprises an annular groove 67, the grooves 66 and 67 facing each other as shown in the figure.

Un noyau magnétique auxiliaire 42, constitué d'un empilage de tôles magnétiques, de forme rectangulaire, cintrées, présente un bord supérieur 68 engagé dans la gorge 66 et un bord inférieur 69 engagé dans la gorge 67. Lors du bobinage de l'enroulement extérieur, par dessus les calottes 56 et 57, les parois des gorges 66 et 67 tendent à se resserrer et à pincer les bords du noyau magnétique 42. Il en résulte un maintien très serré des tôles, évitant les bruits et les vibrations, et facilitant leur montage. Malgré le serrage, il reste possible de faire coulisser l'une des tôles formant le noyau magnétique 42, pour le réglage ultérieur du transformateur. Dans ce mode de réalisation, le noyau magnétique 42 présente un profil ouvert, en forme de secteur annulaire avec un seul entrefer 47.An auxiliary magnetic core 42, consisting of a stack of magnetic sheets, of rectangular shape, curved, has an edge upper 68 engaged in the groove 66 and a lower edge 69 engaged in the groove 67. When winding the outer winding, over the caps 56 and 57, the walls of the grooves 66 and 67 tend to tighten and pinch the edges of the magnetic core 42. This results in very tight retention of the sheets, avoiding noise and vibration, and facilitating their mounting. Despite the tightening, it remains possible to slide one of the sheets forming the magnetic core 42, for subsequent adjustment of the transformer. In this embodiment, the magnetic core 42 has an open profile, in the form of an annular sector with a single air gap 47.

L'enroulement électrique extérieur 48, formé de spires radia­les, recouvre l'ensemble d'isolement électrique intermédiaire ainsi formé. Les calottes 56 et 57 forment le support de l'enroulement électrique extérieur 48. Par le fait de l'existence des contours dépassants 58, 59, 60 et 61 contre lesquels elles sont en appui, les spires internes de l'enroulement électrique extérieur 48 comportent chacune deux parties opposées 90 et 92 en appui contre les faces externes des calottes 56 et 57, et deux parties opposées 91 et 93 tendues entre les contours dépassants respectifs en regard l'un de l'autre des calottes 56 et 57. Les parties tendues 91 et 93 de spires sont séparées et isolées de l'enroulement électrique intérieur 26 par l'espace 62 ou 63 dépourvu d'isolant électrique solide, qui favorise le transfert d'énergie calorifique.The external electrical winding 48, formed by radial turns, covers the intermediate electrical isolation assembly thus formed. The caps 56 and 57 form the support for the exterior electrical winding 48. By virtue of the existence of the protruding contours 58, 59, 60 and 61 against which they are supported, the internal turns of the exterior electrical winding 48 each have two opposite parts 90 and 92 bearing against the external faces of the caps 56 and 57, and two opposite parts 91 and 93 stretched between the respective protruding contours opposite one another of the caps 56 and 57. The parts tensioned 91 and 93 of turns are separated and isolated from the internal electrical winding 26 by the space 62 or 63 devoid of solid electrical insulation, which promotes the transfer of heat energy.

Les faces externes des contours 58, 59, 60 et 61 des calottes 56 et 57 présentent avantageusement une section transversale arrondie, comme le représente la figure 4, ou la figure 6. Grâce à cette section arrondie, la spire moyenne d'enroulement extérieur 48 présente une longueur réduite, et le bobinage est plus régulier. La face externe des calottes 56 et 57 présente en outre une particularité permettant de résoudre les problèmes liés au bobinage d'un conducteur électrique plat de grosse section sur un noyau torique. Le problème que l'on rencontre est illustré sur les figures 7 et 8. Par le fait que les spires d'une première couche 70 sont jointives dans la zone 71 en regard de la cheminée centrale 12 du circuit, les mêmes spires sont écartées dans la zone extérieure 72. Lorsque l'on enroule une couche supérieure de spires au-dessus de la couche inférieure 70, par exemple lorsque l'on positionne le conducteur 73, ce conducteur recouvre à chevauchement deux conducteurs de la couche inférieure 70 au voisinage de la zone 71, mais tend à s'insérer entre deux conducteurs de la couche inférieure 70 au voisinage de la zone extérieure 72. Le passage du chevauchement à l'insertion s'effectue dans une zone intermédiaire, dans laquelle le conducteur 73 est plié et vient en appui en deux points latéraux 74 et 75 sur chacun des conducteurs de la couche inférieure 70. Ces appuis latéraux ponctuels sont le siège d'une pression importante, produisant l'endommagement des isolants de conducteur.The external faces of the contours 58, 59, 60 and 61 of the caps 56 and 57 advantageously have a rounded cross section, as shown in FIG. 4, or FIG. 6. Thanks to this rounded section, the mean outer winding turn 48 has a reduced length, and the winding is more regular. The outer face of the caps 56 and 57 also has a special feature which makes it possible to solve the problems linked to the winding of a flat electrical conductor of large section on a toric core. The problem encountered is illustrated in FIGS. 7 and 8. By the fact that the turns of a first layer 70 are contiguous in the zone 71 opposite the central chimney 12 of the circuit, the same turns are discarded in the outer zone 72. When an upper layer of turns is wound above the lower layer 70, for example when the conductor 73 is positioned, this conductor overlaps two conductors of the lower layer 70 in the vicinity of the zone 71, but tends to be inserted between two conductors of the lower layer 70 in the vicinity of the external zone 72. The transition from the overlap to the insertion takes place in an intermediate zone , in which the conductor 73 is folded and comes to bear at two lateral points 74 and 75 on each of the conductors of the lower layer 70. These punctual lateral supports are the seat of significant pressure, producing damage to the conductor insulators .

Les solutions classiques consistent à multiplier les couches de ruban isolant entre couches d'enroulement électrique. Il en résulte une augmentation de volume, et surtout une isolation thermique néfaste empêchant le refroidissement des spires internes.Conventional solutions consist in multiplying the layers of insulating tape between layers of electrical winding. This results in an increase in volume, and above all a harmful thermal insulation preventing the cooling of the internal turns.

Pour éviter cet inconvénient, les calottes 56 et 57 compren­nent, sur leurs faces planes externes, des cales 75, réparties régulièrement en cercle en une zone intermédiaire entre le contour intérieur et le contour extérieur des calottes. Les cales 75 ont une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur du conducteur plat, et sont séparées l'une de l'autre par un espace 76 de largeur supérieure à la largeur du conducteur plat formant l'enroulement. Ainsi, pour former l'enroulement extérieur 48, une première couche d'enroulement 77 est constituée par des spires de conducteur engagées chacune entre deux cales successives. Une seconde couche d'enroulement 78 est constituée par des spires de conducteur passant chacune sur la face supérieure d'une cale, comme le représente la figure 9. Ainsi, comme on le voit sur la figure 8, la cale 75 évite le contact ponctuel latéral entre les conducteurs de la couche inférieure 70 et le conducteur 73 de la couche supérieure.To avoid this drawback, the caps 56 and 57 comprise, on their outer flat faces, shims 75, regularly distributed in a circle in an intermediate zone between the inner contour and the outer contour of the caps. The spacers 75 have a height substantially equal to the thickness of the flat conductor, and are separated from each other by a space 76 of width greater than the width of the flat conductor forming the winding. Thus, to form the outer winding 48, a first winding layer 77 is formed by conductor turns each engaged between two successive shims. A second winding layer 78 is constituted by turns of conductor each passing over the upper face of a block, as shown in FIG. 9. Thus, as seen in FIG. 8, the block 75 avoids point contact lateral between the conductors of the lower layer 70 and the conductor 73 of the upper layer.

Les calottes 56 et 57 assurent le maintien mécanique du noyau magnétique 42. Comme le représente la figure 9, les calottes 56 et 57 peuvent également assurer le maintien des écrans électrostatiques 37 et 49, disposés entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire du transformateur.The caps 56 and 57 ensure the mechanical retention of the magnetic core 42. As shown in FIG. 9, the caps 56 and 57 can also ensure the maintenance of the electrostatic screens 37 and 49, arranged between the primary winding and the secondary winding of the transformer.

Les gorges annulaires 66 et 67 assurant le maintien du noyau magnétique 42 peuvent être interrompues sur une partie de leur périphé­rie, permettant la manipulation des tôles du circuit magnétique 42 pour leur déplacement par coulissement périphérique. Les tôles sont accessi­bles dans la zone de l'entrefer 47, zone qui n'est pas entièrement recouverte par le circuit électrique extérieur 48. En réalité, le circuit électrique extérieur 48 recouvre la totalité du tore, à l'exception d'une partie de l'entrefer 47.The annular grooves 66 and 67 ensuring the maintenance of the magnetic core 42 can be interrupted on a part of their periphery, allowing the manipulation of the sheets of the magnetic circuit 42 for their displacement by peripheral sliding. The sheets are accessible in the area of the air gap 47, an area which is not entirely covered by the external electrical circuit 48. In reality, the external electrical circuit 48 covers the entire toroid, with the exception of part of the air gap 47.

On peut profiter de la présence des calottes 56 et 57 pour prévoir, dans leurs surfaces supérieure ou inférieure, des cheminées de passage des conducteurs pour maintenir et assurer le passage des extrémités des enroulements intérieurs.One can take advantage of the presence of caps 56 and 57 to provide, in their upper or lower surfaces, chimneys for the passage of conductors to maintain and ensure the passage of the ends of the inner windings.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4 à 9, seules les calottes 56 et 57 sont munies de cales 75. De manière étonnante, on a pu constater que la présence de ces cales 75 améliore considérablement la régularité de disposition des spires de l'enroule­ment extérieur 48. Il en résulte une amélioration sensible de la reproductibilité des caractéristiques électriques du transformateur ainsi obtenu, de sorte qu'il devient quasiment inutile de régler ces caractéristiques électriques, après montage, par manipulation des tôles du noyau magnétique 42.In the embodiment shown in FIGS. 4 to 9, only the caps 56 and 57 are provided with shims 75. Surprisingly, it has been observed that the presence of these shims 75 considerably improves the regularity of arrangement of the turns of the external winding 48. This results in a significant improvement in the reproducibility of the electrical characteristics of the transformer thus obtained, so that it becomes almost useless to adjust these electrical characteristics, after assembly, by manipulation of the sheets of the magnetic core 42.

On peut en outre envisager d'utiliser des calottes comprenant des cales 75 non plus entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire du transformateur, mais entre des couches successives d'enroulement, procurant ainsi les mêmes avantages. On pourrait égale­ment utiliser des cales 75 sur les calottes 50 et 51 de circuit magnétique. Les cales 75 peuvent aussi être avantageusement utilisées avec des conducteurs électriques à section ronde.One can also consider using caps comprising shims 75 either between the primary winding and the secondary winding of the transformer, but between successive layers of winding, thus providing the same advantages. Wedges 75 could also be used on the magnetic circuit caps 50 and 51. The shims 75 can also be advantageously used with electrical conductors of round section.

Les calottes 56 et 57 entre enroulements électriques peuvent avantageusement être percées de lumières réparties sur leurs surfaces. De telles lumières, telles que les lumières 79 et 80, ménagées sur les portions de surfaces parallèles aux conducteurs et qui n'ont pas d'effet de maintien mécanique de ces conducteurs, favorisent les échanges thermiques depuis l'enroulement intérieur vers l'extérieur, sans pertur­ber l'isolation électrique et le positionnement des conducteurs.The caps 56 and 57 between electrical windings can advantageously be pierced with lights distributed over their surfaces. Such lights, such as lights 79 and 80, formed on the portions of surfaces parallel to the conductors and which have no mechanical holding effect on these conductors, promote heat exchanges from the inside winding to the outside. , without disturbing the electrical insulation and the positioning of the conductors.

La figure 10 représente un autre mode de réalisation du dispositif selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, qui concerne un transformateur torique, mais qui peut concerner n'importe quel dispositif comportant des enroulements électriques bobinés autour d'un noyau magnétique torique, le dispositif comporte sensiblement les mêmes constituants que dans le mode de réalisation de la figure 4, à savoir : un circuit magnétique torique 20, avec des isolants 50, 51, 52 et 53, dont la section extérieure présente une forme rectangulaire à coins arrondis ; un enroulement électrique intérieur 26 est bobiné autour du circuit magnétique isolé ; des éléments isolants rigides sont appliquées contre deux surfaces opposées de l'enroulement électrique intérieur 26 ; un enroulement électrique extérieur 48 est bobiné autour des éléments isolants rigides.Figure 10 shows another embodiment of the device according to the present invention. In this embodiment, which relates to a toroidal transformer, but which can relate to any device comprising electrical windings wound around a toric magnetic core, the device comprises substantially the same components as in the embodiment of the figure 4, namely: a toroidal magnetic circuit 20, with insulators 50, 51, 52 and 53, the outer section of which has a rectangular shape with rounded corners; an internal electrical winding 26 is wound around the isolated magnetic circuit; rigid insulating elements are applied against two opposite surfaces of the internal electrical winding 26; an external electrical winding 48 is wound around the rigid insulating elements.

Dans ce second mode de réalisation, les éléments isolants rigides comprennent un premier élément isolant rigide sous forme d'un manchon cylindrique intérieur 166, un second élément isolant rigide sous forme d'un manchon cylindrique extérieur 167, les deux manchons 166 et 167 étant réalisées en une matière électriquement isolante. Chaque manchon cylindrique a une hauteur seulement un peu supérieure à la hauteur axiale de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur 26, de sorte que les bords inférieur et supérieur des manchons dépassent légèrement au-dessous et au-dessus de l'enroulement électrique intérieur 26, comme le représente la figure. Les bords respectifs supérieurs 158 et 160 du manchon cylindrique extérieur 167 et du manchon cylindrique intérieur 166 sont séparés par un espace 163 favorisant le transfert d'énergie calorifique depuis l'enroulement électrique intérieur 26 vers l'extérieur ; de même, les bords respectifs inférieure 159 et 161 du manchon cylindrique extérieur 167 et du manchon cylindrique intérieur 166 sont séparés par un espace 162 favorisant le transfert d'énergie calorifique depuis l'enroulement électrique intérieur 26 vers l'extéri­eur.In this second embodiment, the rigid insulating elements comprise a first rigid insulating element in the form of an inner cylindrical sleeve 166, a second rigid insulating element in the form of an outer cylindrical sleeve 167, the two sleeves 166 and 167 being produced of an electrically insulating material. Each cylindrical sleeve has a height only slightly greater than the axial height of the ring formed by the internal electrical winding 26, so that the lower and upper edges of the sleeves slightly protrude below and above the winding electric interior 26, as shown in the figure. The respective upper edges 158 and 160 of the outer cylindrical sleeve 167 and the inner cylindrical sleeve 166 are separated by a space 163 promoting the transfer of heat energy from the inner electrical winding 26 to the outside; similarly, the respective lower edges 159 and 161 of the outer cylindrical sleeve 167 and the inner cylindrical sleeve 166 are separated by a space 162 promoting the transfer of heat energy from the inner electrical winding 26 to the outside.

De même que dans le mode de réalisation précédent, les manchons intérieur 166 et extérieur 167 peuvent être munis de lumières telles que les lumières 179 et 180, favorisant le transfert d'énergie calorifique.As in the previous embodiment, the inner 166 and outer 167 sleeves can be provided with lights such as the lights 179 and 180, promoting the transfer of heat energy.

La face externe des bords 158, 159, 160 et 161 des manchons cylindriques présentent une section transversale arrondie, améliorant l'enroulement des conducteurs, comme dans les modes de réalisation précédents.The outer face of the edges 158, 159, 160 and 161 of the cylindrical sleeves have a rounded cross section, improving the winding of the conductors, as in the previous embodiments.

Sur la figure, on voit que les bords 158, 159, 160 et 161 des manchons cylindriques épousent la forme arrondie des bords de l'enroule­ment électrique intérieur 26. Une telle forme arrondie peut être réalisée de plusieurs façons, de façon à permettre l'insertion des manchons autour de l'enroulement électrique intérieur 26. Par exemple, on peut prévoir des manchons munis d'une fente longitudinale, permettant leur écartement ou leur rétrécissement ; ou l'on peut prévoir de former, par exemple par thermoformage, les parties arrondies après disposition du manchon sur l'enroulement électrique, ou l'on peut prévoir des manchons en deux parties, une première partie s'engageant par le haut de l'enroulement électrique intérieur 26, et une seconde partie s'engageant par le bas.In the figure, it can be seen that the edges 158, 159, 160 and 161 of the cylindrical sleeves follow the rounded shape of the edges of the internal electrical winding 26. Such a rounded shape can be produced in several ways, so as to allow the insertion of the sleeves around the internal electrical winding 26. For example, sleeves provided with a longitudinal slot can be provided, allowing their spacing or narrowing; or provision may be made to form, for example by thermoforming, the rounded parts after the sleeve has been arranged on the electrical winding, or provision may be made for sleeves in two parts, a first part engaging from the top of the internal electrical winding 26, and a second part engaging from below.

Ce second mode de réalisation est également compatible avec la prévision de cales 75 évitant le chevauchement des conducteurs de spires successives. Ainsi, on prévoit les cales 75 sur le bord supérieur 158 et sur le bord inférieur 159 du manchon cylindriques extérieur 167, comme le représente la figure.This second embodiment is also compatible with the provision of shims 75 avoiding the overlapping of the conductors of successive turns. Thus, the spacers 75 are provided on the upper edge 158 and on the lower edge 159 of the outer cylindrical sleeve 167, as shown in the figure.

On comprendra que, dans les modes de réalisation qui ont été représentés sur les figures 3 à 10, les éléments isolants rigides tels que la calotte torique supérieure 56, la calotte torique inférieure 57, le manchon cylindrique extérieur 167 et le manchon cylindrique intérieur 166, sont disposés entre un enroulement électrique intérieur 26 et un enroulement électrique extérieur 48 formant deux enroulements électri­quement séparés d'un transformateur.It will be understood that, in the embodiments which have been shown in FIGS. 3 to 10, the rigid insulating elements such as the upper toric cap 56, the lower toric cap 57, the external cylindrical sleeve 167 and the internal cylindrical sleeve 166, are disposed between an internal electrical winding 26 and an external electrical winding 48 forming two electrically separated windings of a transformer.

La même technique d'isolation peut toutefois être utilisée avantageusement entre deux couches successives de conducteurs d'un même enroulement électrique, permettant d'une part d'isoler électriquement les couches successives, permettant d'autre part le transfert d'énergie calorifique vers l'extérieur, permettant enfin, pour certaines applica­tions, de faciliter le bobinage en guidant les conducteurs.The same insulation technique can however be used advantageously between two successive layers of conductors of the same electrical winding, allowing on the one hand to electrically insulate the successive layers, allowing on the other hand the transfer of heat energy to the exterior, finally allowing, for certain applications, to facilitate winding by guiding the conductors.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisa­tion qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendica­tions ci-après.The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below.

Claims (12)

1 - Dispositif à enroulement électrique torique isolé, compre­nant :
- un circuit magnétique principal annulaire (20) fermé,
- des moyens d'isolement du circuit magnétique, définissant un ensemble annulaire à section sensiblement rectangulaire limité par une surface (50) supérieure en forme de couronne sensiblement plane, par une surface (51) inférieure en forme de couronne sensiblement plane, par une surface intérieure cylindrique (53) et par une surface extérieure cylindrique (52),
- au moins un enroulement électrique intérieur (26) bobiné sur les moyens d'isolement du circuit magnétique,
- des moyens d'isolement électrique intermédiaires entourant l'enroule­ment électrique intérieur,
- un enroulement électrique extérieur (48) bobiné autour de l'isolement électrique intermédiaire,
caractérisé en ce que :
- les moyens d'isolement électrique intermédiaire comprennent un premier (56, 166) et un second (57, 167) élément isolant rigides opposés appliqués respectivement directement contre deux surfaces opposées (28, 30 ; 29, 31) de l'enroulement électrique intérieur (26),
- les éléments isolants rigides débordent légèrement de part et d'autre des surfaces opposées contre lesquelles ils sont appliqués, définissant quatre contours (58, 59, 60, 61 ; 158, 159, 160, 161) dépassants,
- les contours dépassants (58, 60 ; 158, 160) du premier élément isolant (56, 166) sont séparés des contours dépassants respectifs opposés (59, 61 ; 159, 161) du second élément isolant (57, 167) par un espace (62, 63; 162, 163) dépourvu d'isolant électrique solide,
- les spires internes d'enroulement électrique extérieur (48) comportent deux parties opposées (90, 92 ; 191, 193) en appui contre les faces externes des éléments isolants rigides, et deux parties opposées (91, 93; 190, 192) tendues entre les contours dépassants respectifs en regard l'un de l'autre des éléments isolants rigides, les parties tendues (91, 93 ; 190, 192) d'enroulement électrique extérieur étant séparées et isolées de l'enroulement électrique intérieur (26) par l'espace (62, 63; 162, 163) dépourvu d'isolant électrique solide, qui favorise le transfer d'énergie calorifique.1 - Device with isolated toroidal electric winding, comprising:
- a closed annular main magnetic circuit (20),
- means for isolating the magnetic circuit, defining an annular assembly with a substantially rectangular section limited by an upper surface (50) in the form of a substantially planar crown, by a lower surface (51) in the form of a substantially planar crown, by a surface cylindrical interior (53) and by a cylindrical exterior surface (52),
- at least one internal electrical winding (26) wound on the means for isolating the magnetic circuit,
- intermediate electrical isolation means surrounding the interior electrical winding,
- an external electrical winding (48) wound around the intermediate electrical insulation,
characterized in that:
- the intermediate electrical isolation means comprise a first (56, 166) and a second (57, 167) opposite rigid insulating element applied respectively directly against two opposite surfaces (28, 30; 29, 31) of the interior electrical winding (26),
- the rigid insulating elements slightly protrude on either side of the opposite surfaces against which they are applied, defining four protruding contours (58, 59, 60, 61; 158, 159, 160, 161),
- the protruding contours (58, 60; 158, 160) of the first insulating element (56, 166) are separated from the respective opposite protruding contours (59, 61; 159, 161) of the second insulating element (57, 167) by a space (62, 63; 162, 163) devoid of solid electrical insulation,
- the internal turns of the external electrical winding (48) comprise two opposite parts (90, 92; 191, 193) bearing against the external faces of the rigid insulating elements, and two opposite parts (91, 93; 190, 192) stretched between the respective protruding contours facing each other of the rigid insulating elements, the tensioned parts (91, 93; 190, 192) of the external electric winding being separated and isolated from the internal electric winding (26) by the space (62, 63; 162, 163) devoid of solid electrical insulation, which promotes the transfer of heat energy. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que:
- le premier élément isolant rigide est une calotte torique supérieure (56) électriquement isolante en appui contre le flanc supérieur (28) de l'enroulement électrique intérieur (26), et le second élément isolant rigide est une calotte torique inférieure (57) électriquement isolante en appui contre le flanc inférieur (30) de l'enroulement électrique intérieur (26),
- chaque calotte torique (56, 57) est limitée par un contour dépassant extérieur circulaire (58, 59) de diamètre seulement un peu supérieur au diamètre extérieur de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur (26), et est limitée par un contour dépassant intérieur circulaire (60, 61) de diamètre seulement un peu inférieur au diamètre intérieur de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur (26),
- les contours dépassants respectifs de la calotte supérieure (56) et de la calotte inférieure (57) en regard l'un de l'autre sont séparés par un espace (62, 63) favorisant le transfert d'énergie calorifique.2 - Device according to claim 1, characterized in that:
- The first rigid insulating element is an electrically insulating upper toric cap (56) bearing against the upper flank (28) of the internal electrical winding (26), and the second rigid insulating element is an electrically insulating lower toric cap (57) insulating bearing against the lower side (30) of the internal electrical winding (26),
- each toric cap (56, 57) is limited by a circular external protruding contour (58, 59) of diameter only slightly greater than the external diameter of the ring formed by the internal electrical winding (26), and is limited by a circular internal protruding contour (60, 61) of diameter only a little less than the internal diameter of the ring formed by the internal electrical winding (26),
- The respective protruding contours of the upper cap (56) and the lower cap (57) facing each other are separated by a space (62, 63) promoting the transfer of heat energy. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque calotte (56, 57) comprend un rebord intérieur (64) et/ou extérieur (65) recouvrant partiellement la face cylindrique latérale correspondante de l'enroulement électrique intérieur (26).3 - Device according to claim 2, characterized in that each cap (56, 57) comprises an inner rim (64) and / or outer (65) partially covering the corresponding lateral cylindrical face of the inner electrical winding (26). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que :
- les calottes (56, 57) comprennent, sur leurs faces planes externes, des cales (75) reparties régulièrement en cercle en une zone intermé­diaire entre le contour extérieur (58) et le contour intérieur (60), les cales (75) ayant une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur du conducteur formant l'enroulement, les cales étant séparées l'une de l'autre par un espace (76) de largeur supérieure à la largeur du conducteur,
- une première couche (77) d'enroulement est constituée par des spires de conducteur engagées chacune entre deux cales successives, une seconde couche (78) d'enroulement est constituée par des spires de conducteur passant chacune sur la face supérieure d'une cale.4 - Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that:
- The caps (56, 57) comprise, on their external flat faces, shims (75) distributed regularly in a circle in an intermediate zone between the outer contour (58) and the inner contour (60), the shims (75) having a height substantially equal to the thickness of the conductor forming the winding, the shims being separated from each other by a space (76) of width greater than the width of the conductor,
- A first winding layer (77) consists of conductor turns each engaged between two successive shims, a second winding layer (78) consists of conductor turns each passing over the upper face of a shim . 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que :
- le contour extérieur (58, 59) de chacune des calottes (56, 57) comprend une gorge annulaire (66, 67) faisant face à la gorge annulaire de l'autre calotte,
- un noyau magnétique (42), comprenant un empilage de tôles cintrées, est maintenu par les calottes (56, 57), les bords (68, 69) des tôles étant pincés respectivement dans la gorge de calotte supérieure (66) et dans la gorge de calotte inférieure (67).5 - Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that:
- the outer contour (58, 59) of each of the caps (56, 57) comprises an annular groove (66, 67) facing the annular groove of the other cap,
- A magnetic core (42), comprising a stack of curved sheets, is held by the caps (56, 57), the edges (68, 69) of the sheets being pinched respectively in the upper cup groove (66) and in the lower cap groove (67). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les gorges annulaires (66, 67) sont ouvertes sur une portion de leur périphérie, permettant la manipulation des tôles du noyau magnétique (42) par coulissement périphérique.6 - Device according to claim 5, characterized in that the annular grooves (66, 67) are open over a portion of their periphery, allowing the manipulation of the sheets of the magnetic core (42) by peripheral sliding. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les calottes tiennent, par leur contour, des écrans électrostatiques (37, 49) entre enroulement intérieur (26) et enroulement extérieur (48).7 - Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the caps hold, by their outline, electrostatic screens (37, 49) between inner winding (26) and outer winding (48). 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que:
- le premier élément isolant rigide est un manchon cylindrique intérieur (166) électriquement isolant, et le second élément isolant rigide est un manchon cylindrique extérieur (167) électriquement isolant,
- chaque manchon cylindrique a une hauteur seulement un peu supérieure à la hauteur axiale de l'anneau formé par l'enroulement électrique intérieur (26), de sorte que les bords inférieurs et supérieurs des manchons dépassent légèrement au-dessus et au-dessous de l'enroulement électrique intérieur,
- les bords respectifs dépassants (158, 160, 159, 161) du manchon cylindrique intérieur et du manchon cylindrique extérieur sont séparés par un espace (162, 163) favorisant le transfert d'énergie calorifique.8 - Device according to claim 1, characterized in that:
the first rigid insulating element is an electrically insulating inner cylindrical sleeve (166), and the second rigid insulating element is an electrically insulating outer cylindrical sleeve (167),
- each cylindrical sleeve has a height only slightly greater than the axial height of the ring formed by the internal electrical winding (26), so that the lower and upper edges of the sleeves slightly protrude above and below the internal electrical winding,
- The respective protruding edges (158, 160, 159, 161) of the inner cylindrical sleeve and the outer cylindrical sleeve are separated by a space (162, 163) promoting the transfer of heat energy. 9 - Dipositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments isolants rigides sont munis de lumières (79, 80 ; 179, 180) favorisant le transfert d'énergie calorifique.9 - Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the rigid insulating elements are provided with lights (79, 80; 179, 180) promoting the transfer of heat energy. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des éléments isolants rigides sont disposés entre un enroulement électrique intérieur (26) et un enroulement électrique extérieur (48) électriquement isolés l'un de l'autre pour former un transformateur à enroulement primaire et enroulement secondaire.10 - Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that rigid insulating elements are arranged between an inner electrical winding (26) and an outer electrical winding (48) electrically isolated from each other for form a transformer with primary winding and secondary winding. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments isolants rigides disposés entre couches successives d'un même enroulement électrique.11 - Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises rigid insulating elements arranged between successive layers of the same electrical winding. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les faces externes des contours d'éléments isolants rigides présentent une section transversale arrondie.12 - Device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the external faces of the contours of rigid insulating elements have a rounded cross section.
EP89420226A 1988-06-24 1989-06-22 Device with an electric, annular, insulated coil Withdrawn EP0348316A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142464A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Fazakas Andras Lifting hook assembly for hollow electric components, especially toroid transformers

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EP0298878A1 (en) * 1987-06-26 1989-01-11 Societe Pour L'application De L'optique Et De L'electronique A La Recherche Et A L'automatisation Optelec (Societe Anonyme) Toroidal transformer with an integrated self-induction device

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