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L'invention concerne un procédé de fabrication de lamelles de sec- tion trapézoïdale pour un noyau ferromagnétique affectant pratiquement la forme d'un tore creux, subdivisé par des plans radiaux, c'est-à-dire des plans passant par l'axe du tore, en particulier pour un transformateur ou une bobine de self.
Ce type de transformateur à culasse permet de réaliser,' par rap- port au noyau constitué par un empilage de tôles en forme de E et I, une économie d'environ 17% en fer et d'environ 8% en cuivre; de plus le champ de dispersion du transformateur ( ou de la bobine de self) peut être très faible. La fabrication de lamelles de section trapézoïdale présente des difficultés ; l'invention fournit un procédé de fabrication approprié et suffisamment bon marché.
Suivant l'invention, des rubans ou des fils sont pliés en forme de U et sont ensuite aplatis de façon à présenter la section trapézoïdale désirée. De préférence, la forme définitive de la lamelle en forme de U est choisi de façon qu'elle soit trapézoïdale vue dans la direction des bras du U ; deux bras ont alors une largeur différente et deux lamelles en forme de U, assemblées de façon à constituer une figure rectangulaire, forment une lamelle de noyau complète.
On obtient un grand avantage en partant de rubans ou de fils dont les cristaux ont été orientés dans le direction longitudinale desdits rubans ou fils par une opération mécanique* L'orientation des cristaux (texture) est conservée après l'incurvation et la direction de cette orientation correspond partout avec celle du fluc magnétique du transformateur, de sorte que l'on tire tout le parti possible des propriétés magnétiques avantageusement inhérentes à la texture.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant tu texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Les figs. 1 à 4. illustrent diverses phases du procédé conforme à l'invention;
La fig. 5 représente un transformateur dont le noyau est constitué par des lamelles réalisées conformément à l'invention,
Dans le procédé conforme à l'invention on part d'une pièce oblongue de matière ferromagnétique présentant partout la même section transversale (1), de préférence *lui morceau de fil de fer doux ou bien une bande de matière découpée, par exemple suivant la ligne en pointillés 3 sur la fig. 1, dans une tôle de fer 7 laminée dans la direction longitudinale (flèche 5) de la bande.
Dans les deux cas, 1.'orientation des cristauxobtenue par tréfilage, respectivement par laminage- est parallèle à la direction longitudinale du fil ou du ruban le Celui-ci est plié en forme de U (fig. 2) et est aplati - par exemple de la manière usuelle à l'aide d'une forte presse dans une matrice appropriée - de manière à obtenir la forme représentée sur les figs. 3 et 4.
Comme le montrent ces figures, la lamelle en forme de U ainsi obtenue présente, dans la direction des bras du U (fige 4), une section trapézoïdale, ce qui implique que, pour une môme section de la matière, la largeur de l'un des bras est notablement plus grande que colle de l'autre bras. La fige 5 représente un transformateur à culasse comportant un noyau en forme de tore creux constitué par deux parties Il et 13 séparées par une surface transversale, à savoir une surface plane (entrefer 9) perpendiculaire à l'axe du tore;
La partie 11 peut être constituée par des
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lamelles isolées, par exemple à l'aide de minces couches de papier, et affectant la forme représentée sur la fige 3 ; la partie supérieure 13 peut être constituée par des lamelles en forme de U, à bras plus courts, affectant la forme représentée en pointillés sur la fig. 3. La fabrication de deux sortes de lamelles, à longueurs de bras différentes, permet de constituer des noyaux de trois dimensions axiales différentes, à savoir le type représenté sur la figo 5, un type plus court uniquement constitué par des lamelles 15 et un type long uniquement constitué par des lamelles 1.
Le circuit mangnétique formé par l'ensemble de deux lamellles 1 et 5 a partout la même section, de sorte que la valeur moyenne de l'induction magnétique (B) est partout la même, ce qui implique que la matière du noyau est utilisée aussi efficacement que possible;
Sur la moitié de droite de la fig. 5 un secteur de 90 du noyau 11, 13 est enlevé pour montrer l'emplacement de l'enroulement 17. Cet enroulement est purement annulaire, contrairement aux enroulementspples ou moins rectangulaires que demande le transformateur dont le noyau est constitué par des tôles en forme de E ou en forme de I. La forme annulaire offre un grand avantage: elle peut être enroulée le plus facilement et avec le meilleur facteur de remplissage de cuivre, et, de plus, pour une section de fer donnée, la longueur moyenne des spires est minimum.
Lé noyau entourant l'enroulement, la longueur du circuit magnétique- et donc la quantité de fer requise, peut être réduite au mimimum et le champ dedispersion extérieur est limité à une petite zone dans le voisinage de @ l'entrefer 9.
En un endroit, un petit secteur du noyau 11, 13 est ouvert pour . le passage des languettes de connexion 19 de l'enroulement 17. A travers l'ouverture centrale du tore on peut passer un boulon 21, ce qui permet de monter de façon très simple le noyau sur un support en forme de plaque (non représenté sur le dessin) sans l'intervention d'étriers de fixation.
Les lamelles des deux parties 11 et 13 peuvent être collées à l'aide d'une colle appropriée, de manière à constituer un ensemble robuste, après quoi, de préférence,les surfaces terminales qui limitent l'entrefer 9 sont aplanies par exemple par meulage ou au lapidaire, afin d'obtenir un entrefer aussi petit que possible,
Comme il a ,déjà été mentionné, la texture de la matière de départ reste conservée pendant le pliage et également pendant l'aplatissement et une variation de la direction d'orientation des cristaux dans les lamelles peut correspondre à la variation des lignes -de 'force magnétique dans le noyau (voir par exemple la ligne en pointillés 22 sur la fig.3). On peut tirer tout le parti possible des propriétés magnétiques favorables inhérentes à la texture.
Il en est également ainsi, mais à un degré moindre, lorsque la longueur de l'un des bras de chaque lamelle ou la longueur des bras de l'une des deux lamelles représentées sur la fig. 3, par exemple des lamelles 15 est nulle, cas dans lequel seules les lamelles 1 sont pliées en forme de U. Dans ce cas, l'orientation cristalline aux extrémités des lamelles où l'un des bras est supprimé, donc en, deum endroits du circuit mangétique ne présente pas la direction requise. Toutefois, on obtient encore un avantage par rapport aux noyaux constitués par des tôles U et I empilées, car, dans ce dernier genre de noyau, l'orientation cristalline n'a pas la direction désirée en plus de deux endroits.
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The invention relates to a method of manufacturing lamellae of trapezoidal section for a ferromagnetic core having substantially the shape of a hollow torus, subdivided by radial planes, that is to say planes passing through the axis of the core. toroid, in particular for a transformer or a choke coil.
This type of yoke transformer makes it possible to achieve, compared with the core constituted by a stack of sheets in the form of E and I, a saving of about 17% in iron and about 8% in copper; moreover, the dispersion field of the transformer (or of the choke coil) can be very weak. The manufacture of strips of trapezoidal section presents difficulties; the invention provides a suitable and sufficiently inexpensive manufacturing process.
According to the invention, ribbons or threads are folded into a U-shape and are then flattened so as to present the desired trapezoidal section. Preferably, the final shape of the U-shaped lamella is chosen so that it is trapezoidal when viewed in the direction of the arms of the U; two arms then have a different width and two U-shaped lamellae, assembled so as to constitute a rectangular figure, form a complete core lamella.
A great advantage is obtained by starting from ribbons or threads whose crystals have been oriented in the longitudinal direction of said ribbons or threads by a mechanical operation * The orientation of the crystals (texture) is retained after the curvature and the direction of this orientation corresponds everywhere with that of the magnetic flux of the transformer, so that full advantage is taken of the magnetic properties advantageously inherent in the texture.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing forming, of course, part of the invention.
Figs. 1 to 4. illustrate various phases of the process according to the invention;
Fig. 5 shows a transformer, the core of which is formed by strips made in accordance with the invention,
In the process according to the invention, the starting point is an oblong piece of ferromagnetic material having the same cross section (1) everywhere, preferably a piece of soft iron wire or else a strip of material cut, for example according to the dotted line 3 in FIG. 1, in a sheet of iron 7 rolled in the longitudinal direction (arrow 5) of the strip.
In both cases, the orientation of the crystals obtained by wire drawing, respectively by rolling - is parallel to the longitudinal direction of the wire or of the strip The latter is bent in a U shape (fig. 2) and is flattened - for example in the usual way using a strong press in a suitable die - so as to obtain the shape shown in figs. 3 and 4.
As shown in these figures, the U-shaped lamella thus obtained has, in the direction of the arms of the U (fig. 4), a trapezoidal section, which implies that, for a same section of the material, the width of the one of the arms is noticeably larger than the other arm's glue. Fig. 5 shows a yoke transformer comprising a core in the form of a hollow torus consisting of two parts II and 13 separated by a transverse surface, namely a flat surface (air gap 9) perpendicular to the axis of the torus;
Part 11 can be made up of
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isolated coverslips, for example using thin layers of paper, and affecting the shape shown in fig 3; the upper part 13 may be formed by U-shaped strips, with shorter arms, having the shape shown in dotted lines in FIG. 3. The manufacture of two kinds of lamellae, with different arm lengths, makes it possible to constitute cores of three different axial dimensions, namely the type shown in FIG. 5, a shorter type consisting only of lamellae 15 and a type long only formed by lamellae 1.
The magnetic circuit formed by the set of two lamellas 1 and 5 has the same section everywhere, so that the average value of the magnetic induction (B) is everywhere the same, which implies that the material of the core is also used efficiently as possible;
On the right half of fig. 5 a sector of 90 of the core 11, 13 is removed to show the location of the winding 17. This winding is purely annular, unlike the small or less rectangular windings required by the transformer, the core of which is formed by sheet-shaped sheets. E or I-shaped. The annular shape offers a great advantage: it can be wound most easily and with the best copper fill factor, and, moreover, for a given iron section, the average length of the turns is minimum.
The core surrounding the winding, the length of the magnetic circuit - and therefore the amount of iron required, can be reduced to a minimum and the external dispersion field is limited to a small area in the vicinity of the air gap 9.
In one place, a small sector of the core 11, 13 is open for. the passage of the connection tabs 19 of the winding 17. A bolt 21 can be passed through the central opening of the torus, which allows the core to be mounted very simply on a plate-shaped support (not shown on the drawing) without the intervention of fixing brackets.
The lamellae of the two parts 11 and 13 can be glued using a suitable glue, so as to constitute a robust assembly, after which, preferably, the end surfaces which limit the air gap 9 are flattened, for example by grinding or the lapidary, in order to obtain an air gap as small as possible,
As already mentioned, the texture of the starting material remains maintained during bending and also during flattening and a variation in the direction of orientation of the crystals in the lamellae can correspond to the variation of the lines. magnetic force in the core (see for example the dotted line 22 in fig. 3). The favorable magnetic properties inherent in the texture can be taken as much as possible.
This is also the case, but to a lesser degree, when the length of one of the arms of each lamella or the length of the arms of one of the two lamellae shown in FIG. 3, for example of the lamellae 15 is null, case in which only the lamellae 1 are bent in a U-shape. In this case, the crystalline orientation at the ends of the lamellae where one of the arms is removed, therefore in, deum places of the feed circuit does not show the required direction. However, one still obtains an advantage over cores formed by stacked U and I sheets, since, in this latter type of nucleus, the crystal orientation does not have the desired direction in more than two places.