Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La présente invention concerne une bobine d'induc-
tance shunt.
Il est connu en effet d'utiliser des bobines d'in-
ductance shunt pour compenser l'énergie réactive capacitive
dans les longues lignes de transport d'énergie électrique gé-
néralement a haute tension, et pour augmenter la stabilite
des reseaux.
Il existe deux types de bobines d'inductance shunt:
l'une dans l'air à manteau magnetique et l'autre à noyau de
fer avec entrefers. Ce second type de bobine d'inductance
est de plus en plus utilisé a cause des possibilités qu'elle
offre aux utilisateurs au niveau de sa caracteristique de sa-
turation. Un noyau d'une telle bobine est alors constitue
par un empilement vertical de tronçons de fer séparés par des
entrefers. Dans une réalisation connue, les tôles d'un tron-
çon sont disposées sensiblement radialement de façon a former
vue de dessus un disque avec un trou central. Le disque est
réalisé par portions. Une portion est constituée par une
jutaposltion de tôles placées dans des plans verticaux de lon-
gueur dégradée par paquets de tales. Une portion comporte gé-
néralement six a huit paquets réalisant des gradins. Dans
cette réalisation connue, la direction de laminage des t81es
est axiale, parall81e a la direction du champ magnetique prin-
cipal.
Dans une telle disposition, il est difficile d'obte-
nir un coefficient de remplissage, superieur à 0,8 dans des
conditions acceptables. D'autre part, étant donné le sens de
laminage des t81es, il est nécessaire de disposer d'autant de
rouleaux de t81es magnétiques de largeur différente qu'il y a
de paquets de t81es de longueur différente dans une portion,
ou bien alors on n'utilise qu'un seul rouleau ayant une lar-
geur correspondant a la longueur du plus long paquet de tôles
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~ `
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d'une portion mais alors.cela nécessite, pour les paquets de
moindre longueur, une decoupe supplementaire dans le sens
perpendiculaire d'o~ plus de travail et de nombreuses chutes
de tôles. . ~.
La présente invention a pour but d'ameliorer le coef-
ficient de remplissage, de faciliter la fabrication industrielle
des noyaux et de conserver des pertes fer totales, dues aux
flux magnétique principal et aux pertes supplémentaires dues
aux franges entre tronçons (ou galettes) successifs, minimales.
lO - La présente invention a donc pour objet une bobine élec-
trique d'inductance shunt pour lignes de transport d'énergie
électrique comprenant un noyau magnetique autour duquel est
placé en enroulement électrique, et un manteau magnetique pour
la fermeture du circuit m.agnétique, ledit noyau magnétique
comportant un empilement vertical de troncons de fer, séparés
les uns des autres par des entrefers, chaque tronçon se pré-
sentant sous la forme d'un disque ~avec un trou central, et
j u~ tQD~si~A
étant constitué par une ~ d'une pluralité de por-
tlons, chaque portion comportant une succession de tôles ma-
gnétiques situées dans des plans verticaux paralleles à l'axe
de l'enroulement électrique, caractérisée en ce qu'une dite
portion est formée d'un premier paquet de t81es de longeurs
toutes identiques et d'un second paquet de t81es de longueurs
régulierement d~croissantes d'une tôle a la suivante, et en
ce que la direction de laminage des tôles est perpendiculai-
re à l'axe de la bobine.
Selon une réalisation avantageuse de l'invention,
ledit premier paquet de tôles est divisé en deux parts prenant
en sandwich ledit second paquet de tôles.
La fabrication.industrielle de telles portions de
tronçons est alors grandement facilitée puisqu'on n'a alors
besoin que d'un seul rouleau de tôle de largeur correspondant
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a l'epaisseur des tronçons quitte à le refendre dans la
longueur pour obtenir la bonne largeur. Une machine automa-
tique programmée peut alors facilement couper les tôles à la
longueur voulue et il n ' y a aucune chute.
Le coefficient de remplissage dans une telle dis-
position est superieur ou égal à 0,94 ce qui est meilleur que
tous-les cas connus, et les pertes magnetiques totales qui
sont dues aux pertes du flux principal et aux pertes du flux
de fuite des franges entre tronçons successifs sont globale-
ment tres voisines. En effet, si les pertes dues aux flux
principal sont, dans la disposition selon l'invention, de
l'ordre de deux fois et demi superieures à celles dans la
dlsposition connue citée ci-dessus, à cause du sens de
lamlnage des tôles qui est dans l'invention, perpendiculaire
l'axe de la bobine, par contre, dans la disposition selon
l'lnventlon, les pertes dues aux franges sont négligeables.
Au total les pertes ne sont pas supérieures. Alnsi, l'inté-
rêt de cette dlspositlon demeure, même dans le cas de tôles
magnétlques dont les cristaux sont orlentés dans le sens du
lamlnage, blen que dans ce cas, la direction de l'lnduction
solt perpendlaulaire au sens préférentiel d'utillsation des
t81es.
L'invention sera mieux comprise a la lumière de la
description d'un exemple de réalisation de l'invention faite
cl-apres en regard du dessin annexé dans lequel:
La figure l montre en vue de dessus une portion
d'un tron~on de noyau magnétlque d'une bobine d'inductance
shunt selon l'art antérieur connu.
La figure 2 montre un rouleau de tôle magnétique.
La figure 3 montre en vue de dessus une portion
d'un tronçon de noyau magnétique d'une bobine d'inductance
shunt selon l'invention.
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La figure 4 montre la position des differentes
portions dans un troncon.
Les figures 5 et 6 montrent en vue de dessus et de
face un troncon complet prêt a être imprégne.
La flgure 7 represente sch~matiquement une machine
a decouper les tôles.
En se reportant a la figure l qui montre une por-
.tion d'un tronSon de noyau d'une bobine d'inductance shuntselon l'art anterieur connu, on voit qu'une portion l est
constituée par la jutaposition de plusieurs paquets 2, 3, 4,
5, quatre en l'occurence, de tôles 6.
Dans chaque paquet, les tôles ont la même longueur
mais celle-ci est decroissante du paquet 2 au paquet 5. Les
t81es 6 sont placees verticalement c'est-a-dire dans des
plans paralleles a l'axe 7 de la bobine qui est aussi celui
du tronCon 8. Cette portlon 1 comporte ainsi des.gradins et
l'assemblage d'une pluralité de telles portions 1 pour former
le tronCon complet 8 laisse des vides 9 et le coefficient de
rempllssage dépasse difficilement 0,8. Ces vides sont
ensulte comblés lors de l'imprégnation par de la résine poly-
~mérisable .
Dans cette disposition connue, la direction de
laminage des tôles est parallele a l'axe 7 de la bobine et
symbolisée par le signe repéré lO, or pour découper les
, . _ , . ., .. ~ . ...
tôles, on
(~
~,.",.. , . , .- - - , ,
:
.
-
.; . .
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part de rouleaux tel que ?e rouleau 11 de la figure 2 dont ladirection du laminage est celle indiquee sur cette figure 2
par la flèche F. Il est donc nécessaire pour chaque paquet 2,
3, 4 ou 5 d'utiliser un rouleau 11 dont la largeur L corres-
pond à la longueur L du paquet considéré. On coupe alors des
tôles sur une longueur e égale a l'épaisseur e ~figure 6) du
tronçon 8. Si l'on veut n'utiliser qu'un seul rouleau de lar-
geur unique on est alors obligé de prendre un rouleau de lar-
geur correspondant à la longueur du paquet le plus long : le
~aquet 2 sur la figure 1 et alors pour les paquets suivants
3, 4 et 5 il est nécessaire de couper dans le rouleau 11 des
toles sur une longueur e mais aussi dans le sens perpendicu-
laire selon une direction y de façon à obtenir des tôles cor-
respondant à la longueur despaquets 3, 4 et S. Outre la coupe
supplémentaire nécessitée, cette derniere solution occasionne
des chutes importantes. ~ cause donc de l'orientatlon des
tôles 6 dans les portions 1 bn est obligé de limiter le nombre
de paquets constituant une portion 1 puisqu'il aut autant de
rouleaux de largeurs diérentes qu'il y a de paquets (la so-
lution a rouleau de largeur unique étantexclueà cause deschutes et de la complication). On augmente donc la largeur
de maniere à obtenir un compromis raisonnable entre le nombre
de paquets et le coefficient de remplissage. Dans l'esprit
de l'hommé de l'art, la disposition des tôles de telle sorte
que le sens du laminage soit celui indiqué par le signe réfé-
rencé 10 c'est-à-dire parallele à l'axe 7 de la bobine est
évident puisqu'il correspond au sens du flux principal de la
bobine.
L'invention réside justement dans le fait, comme
on le voit sur la figure 3, de disposer les t81es de telle
sorte que leur sens de laminage soit, pour chaque tale, per-
pendiculaire ~ l'axe 7 de la bobine soit dans le sens Fl. On
,. ~ . :-
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peut alors degrader la longueur des tôles de l'une à la sui-
vante et non plus par paquets et il suffit d'avoir un rouleau
de tôle dont la largeur correspond cette fois-ci à l'épaisseur
constante e, figure 6, du tronçon 1.
La machine étant programmée de manière a couper des
largeurs de tôles variables ce qui n'offre aucune difficulté.
Les essais ont montré que bien que le sens de la-
minage des tôles soit perpendiculaire au flux principal, les
pertes totales sont sensiblement les memes et ceci grâce à la
diminution considérable des pertes dans le flux de franges
entre les différents tronçons 8. On a donc une fabrication
beaucoup plus simple et un meilleur coefficient de remplissa-
ge, en conséquence à sectlon utile de fer égale, le diamètre
extérieur du troncon est plus faible donc les masses de fer,
de cuivre de l'enroulement et des isolants sont plus faibles.
La figure 3 montre donc une portion 1 d'un tronçon
8 réalisé selon l'invention. Cette portion est constituée de
deux paquets 12 et 13 de toles 6 ayant toutes une longueur
identique.
Ces deux paquets 12 et 13 prennent en sandwich un
paquét de tôles 1~ qui ont toutes des longueurs différentes.
La figure ~ montre le jutaposition des différentes
portions 1 dans le tron~on 8.
Les figures 5 et 6 montrent un tronçon complet
prêt a l'imprégnation. Pour le maintien des tôles, on a placé
a la périphérle externe et interne des cylindres lS et 16 mé-
caniquement résistants et isolants et sur le dessus et le
dessous une toile en tissus de verre 17 et 18.
Sur le dessus du tronçon, sont placés des sépara-
teurs 19 de maniere a réaliser un entrefer entre le tronçon
et le suivant qui sera posé au-dessus. Ces séparateurs sont
en ardoise.
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L'ensemble est alors placé dans un four dans lequel
on réalise le vide, on verse alors goutte a goutte une résine
d'imprégnation telle qu'une résine époxy polymérisable puis on
exécute le traitement thermique pour la polymérisation.
La figure 7 montre ainsi une machine à découper les
t81es comprenant un dispositif de réception des tôles coupées
apte à constituer des paquets de t81es tel que le paquet de
t81e 1 figure 3. La machine comprend essentiellement trois
parties :
- des moyens d'amenée de la tôle, non représentés, mais compre-
nant d'une manière classigue une butée fixe, une butée mobile
dont le déplacement est assuré par une vis mère, et une pince
mobile se déplacant entre les deux butées: la pince prend la
tale a la fin de sacourse arrière limitée par la butee mobile,
l'entra$ne vers l'avant jusqu'à la butée fixe lâche la tôle
aprè~ la coupe, l'écartement entre la butée fixe et mobile
d~termlnant la longueur de tale coupée.
- la ¢lsallle proprement dite comprenant un couteau mobile 20,
une contre lame flxe 21 et un dispositlf de blocage de la tale
22.
- un dlsposltlf de r~ception 23 comportant un bâti 24 sur le-
quel est placee une palette 25 orientable d'un angle ~ ajusta-
ble ~ volonte autour d'un axe 26 perpendiculaire au sens d'a-
vancement 27 de la tôle grâce ~ un vérin 28. La palette 25
comporte des joues latérales 29 a écartement réglable. Un
verln 30 permet le déplacement vertlcal du bâtl 24. On peut
ainsi faire en sorte que la hauteur de chute de la tôle coupée
soit constante. Enfin, un vérin 31 permet le déplacament vers
l'aval du bâti 24 pour l'évacuation du paquet de tôles 32 cou-
pées. Tous les mouvements : de la palette 25, des verins 28,30, 31, du couteau 20, de l'amenée de la longueur de tôles,
sont automatiques et progra~mes.
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~ .
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Pour réaliser un paquet de tôles tel que la portion
1 représentée sur la figure 3, on commence par régler la palet-
te 25 en position horizontale, l'angle a étant égal a 0 et les
tales arrivant dans le sens de la fleche F (fig. 1) on décou-
pe d'abord les t81es du paquet 12 puis automatiquement, d'apras
le programme, le verin 28 assure la rotation de la palette 25
autour de son axe 26 d'un angle a égal à l'angle a de la portion
1 et l'on coupe alors le paquet de t~les 14 qui tombent alors
horizontalement, la machine est ~galement programmee pour au-
gmenter pas a pas la longueur de chaque t81e. Le pas y estpar exemple de 1,76 mm pour des tôles de 35 centiame de milli-
matre d'épaisseur g pour un angle a de 1115'correspondant ~
trente deux portions 1 dans un tronçon 8. La formule du pas
y est : Y = tg
Sans changer l'angle a on découpe le paquet 13 de
tale~ de longueur identique. Pendant tout le temps du décou-
page le vérin 30 abalsse le bati 24 d'une mani2re continue de
maniare a ce que la hauteur de chute des tôles coupées soit
constante. Enfin, le v~rln 31 pousse le b~ti 24 vers la droite
et l'on peut prendre le paquet de t81es 32.
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