TRANSFORMATEUR TOURNANT TRIPHASE A FLUX LIES LIBRE

Description

Arrière-plan de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte au domaine général des transformateurs. En particulier, l'invention concerne un transformateur triphasé tournant.

[0002] Un transformateur triphasé tournant permet de transférer de l'énergie et/ou des signaux entre deux axes tournants l'un par rapport à l'autre, sans contact.

[0003] Les figures 1 et 2 représentent chacune un transformateur triphasé 1 tournant selon l'art antérieur.

[0004] Le transformateur 1 comprend trois transformateurs monophasés tournants 2 correspondant à des phases U, V et W. Chaque transformateur monophasé tournant 2 comprend une partie 3 et une partie 4 tournant autour d'un axe A l'une par rapport à l'autre. La partie 3 est par exemple un stator et la partie 4 un rotor, ou inversement. En variante, la partie 3 et la partie 4 sont toutes les deux mobiles en rotation par rapport à un repère fixe non représenté. Une bobine 5 torique est logée dans une encoche 6 délimitée par un corps en matériau ferromagnétique de la partie 3. Une bobine 7 torique est logée dans une encoche 8 délimitée par un corps en matériau ferromagnétique de la partie 4. Pour chaque transformateur monophasé tournant 2, les bobines 5 et 7 forment les bobines primaire et secondaire (ou inversement).

[0005] La figure 1 représente une variante appelée « en U » dans laquelle la partie 3 entoure la partie 4 par rapport à l'axe A, et la figure 2 représente une variante appelée « en E » ou « en Pot » dans laquelle la partie 3 et la partie 4 sont l'une à côté de l'autre selon la direction axiale.

[0006] Le transformateur triphasé 1 de la figure 1 ou 2 présente une masse et un volume importants puisqu'il n'est pas possible d'utiliser au mieux les flux magnétiques de chaque phase, contrairement à un transformateur triphasé à flux forcés statique dans lequel il est possible de coupler les flux. De plus, dans le cas de la figure 2, il est nécessaire d'utiliser des conducteurs électriques de sections différentes en fonction de la distance entre l'axe de rotation et la phase, pour conserver l'équilibre des résistances.

[0007] Le document US 2011/0050377 décrit un transformateur triphasé tournant à quatre colonnes. Ce transformateur présente une masse et un volume importants. Ce document décrit également un transformateur triphasé tournant à cinq colonnes. Ce transformateur présente une masse et un volume importants. De plus, il utilise un bobinage radial passant dans des encoches dans les colonnes centrales du circuit magnétique, ce qui est plus complexe que le bobinage torique utilisé dans les transformateurs des figures 1 et 2.

[0008] Il existe donc un besoin pour améliorer la topologie d'un transformateur triphasé.

Objet et résumé de l'invention

[0009] L'invention propose un transformateur triphasé tournant selont les revendications indépendantes 1 ou 2.

[0010] La première partie peut par exemple servir de primaire. Dans ce cas, si l'on fait circuler dans les bobines primaires des courants triphasés de sens appropriés, les potentiels magnétiques des bobines primaires conduisent à un couplage des flux, compte tenu des sens d'enroulement précités. Ce couplage permet un dimensionnement réduit du transformateur en termes de volume et de masse. De plus, le primaire du transformateur n'utilise que des simples bobines toriques d'axe A, ce qui permet une structure particulièrement simple. Autrement dit, l'invention fournit un transformateur triphasé tournant qui présente, grâce au couplage des flux, une masse et un volume réduits, notamment par rapport à l'utilisation de trois transformateurs tournants monophasés, et qui utilise une forme de bobinage particulièrement simple.

[0011] Dans un mode de réalisation, la première bobine, la deuxième bobine, la troisième bobine, la quatrième bobine, la cinquième bobine et la sixième bobine présentent chacune le même nombre de tours.

[0012] Les phases de la première partie sont alors équilibrées en résistance.

[0013] Selon un mode de réalisation, le deuxième corps délimite une cinquième encoche annulaire d'axe A, une sixième encoche annulaire d'axe A, une septième encoche annulaire d'axe A et une huitième encoche annulaire d'axe A,
les bobines de la deuxième partie comprenant une septième bobine torique d'axe A dans la cinquième encoche, une huitième bobine torique d'axe A dans la sixième encoche, une neuvième bobine torique d'axe A dans la sixième encoche, une dixième bobine torique d'axe A dans la septième encoche, une onzième bobine torique d'axe A dans la septième encoche et une douzième bobine torique d'axe A dans la huitième encoche,
la septième bobine et la huitième bobine étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant circulant dans la septième bobine et la huitième bobine, à deux potentiels magnétiques de sens opposés,
la neuvième bobine et la dixième bobine étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant circulant dans la neuvième bobine et la dixième bobine, à deux potentiels magnétiques de sens opposés,
la onzième bobine et la douzième bobine étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant circulant dans la onzième bobine et la douzième bobine, à deux potentiels magnétiques de sens opposés.

[0014] Dans ce mode de réalisation, le secondaire est réalisé selon le même principe que le primaire. Le secondaire contribue donc également à limiter la masse et le volume du transformateur, et permet la réalisation du transformateur en utilisant uniquement des bobines toriques d'axe A.

[0015] La septième bobine, la huitième bobine, la neuvième bobine, la dixième bobine, la onzième bobine et la douzième bobine peuvent présenter chacune le même nombre de tours.

[0016] Les phases de la deuxième partie sont alors équilibrées en résistance.

[0017] Selon un mode de réalisation, le premier corps comprend une couronne, une première jambe, une deuxième jambe, une troisième jambe, une quatrième jambe et une cinquième jambe délimitant lesdites encoches du premier corps.

[0018] Selon une première alternative de l'invention, la deuxième partie entoure la première partie par rapport à l'axe A ou inversement. Cela correspond à une réalisation d'un transformateur appelée « en U ».

[0019] Selon une deuxième alternative de l'invention, la première partie et la deuxième partie sont situées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe A. Cela correspond à une réalisation d'un transformateur appelée « en E » ou « en Pot ».

[0020] Selon un mode de réalisation, le premier corps et le deuxième corps en matériau ferromagnétique entourent complètement les bobines primaires et les bobines secondaires.

[0021] Dans ce cas, le transformateur est cuirassé magnétiquement.

Brève description des dessins

[0022] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les figures :

• les figures 1 et 2 sont chacune une vue en coupe d'un transformateur triphasé tournant selon l'art antérieur,
• la figure 3 est une vue en coupe d'un transformateur tournant triphasé cuirassé magnétiquement, à flux liés libre, selon un mode de réalisation de l'invention,
• la figure 4 est une vue en perspective éclatée du circuit magnétique du transformateur de la figure 3,
• la figure 5 est un schéma électrique représentant la connexion des bobines du transformateur de la figure 3, et
• la figure 6 est une vue en perspective éclatée du circuit magnétique d'un transformateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Description détaillée d'un mode de réalisation

[0023] La figure 3 est une vue en coupe d'un transformateur 10 selon un mode de réalisation de l'invention. Le transformateur 10 est un transformateur tournant triphasé cuirassé magnétiquement, à flux liés libre.

[0024] Le transformateur 10 comprend une partie 11 et une partie 12 aptes à tourner autour d'un axe A l'une par rapport à l'autre. La partie 11 est par exemple un stator et la partie 12 un rotor, ou inversement. En variante, la partie 11 et la partie 12 sont toutes les deux mobiles en rotation par rapport à un repère fixe non représenté.

[0025] La partie 11 comprend une couronne 13 d'axe A et cinq jambes 14, 15, 16, 17 et 18 en matériau ferromagnétique. Chacune des jambes 14, 15, 16, 17 et 18 s'étend radialement à distance de l'axe A, à partir de la couronne 13. La jambe 14 se trouve à une extrémité de la couronne 13, la jambe 18 se trouve à une autre extrémité de la couronne 13, et les jambes 15, 16 et 17 occupent des positions intermédiaires entre les jambes 14 et 18.

[0026] La couronne 13 et les jambes 14 et 15 délimitent une encoche 19 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'extérieur (c'est-à-dire à l'opposé de l'axe A). La couronne 13 et les jambes 15 et 16 délimitent une encoche 20 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'extérieur. La couronne 13 et les jambes 16 et 17 délimitent une encoche 21 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'extérieur. La couronne 13 et les jambes 17 et 18 délimitent une encoche 22 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'extérieur. De manière générale, la couronne 13 et les jambes 14 à 18 forment un corps en matériau ferromagnétique délimitant quatre encoches 19 à 22 annulaires ouvertes radialement vers l'extérieur.

[0027] La partie 12 comprend une couronne 23 d'axe A et cinq jambes 24, 25, 26, 27 et 28 en matériau ferromagnétique. Chacune des jambes 24, 25, 26, 27 et 28 s'étend radialement vers l'axe A, à partir de la couronne 23. La jambe 24 se trouve à une extrémité de la couronne 23, la jambe 28 se trouve à une autre extrémité de la couronne 23, et les jambes 25, 26 et 27 occupent des positions intermédiaires entre les jambes 24 et 28.

[0028] La couronne 23 et les jambes 24 et 25 délimitent une encoche 29 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'intérieur (c'est-à-dire vers l'axe A). La couronne 23 et les jambes 25 et 26 délimitent une encoche 30 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'intérieur. La couronne 23 et les jambes 26 et 27 délimitent une encoche 31 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'intérieur. La couronne 23 et les jambes 27 et 28 délimitent une encoche 32 annulaire d'axe A ouverte radialement vers l'intérieur. De manière générale, la couronne 23 et les jambes 24 à 28 forment un corps en matériau ferromagnétique délimitant quatre encoches 29 à 32 annulaires ouvertes radialement vers l'intérieur.

[0029] Chacune des jambes 14 à 18 de la partie 11 fait face à une des jambes 24 à 28 de la deuxième partie 12 en délimitant un entrefer 33. Le transformateur 10 présente donc cinq pairs de jambes (jambes 14 et 24, jambes 15 et 25, jambes 16 et 26, jambes 17 et 27 et jambes 18 et 28), chaque pair de jambe formant une colonne du transformateur 10. Autrement dit, le transformateur 10 est un transformateur à cinq colonnes. Les couronnes 13 et 23 ainsi que les jambes 14 à 18 et 24 à 28 forment un circuit magnétique du transformateur 10. La figure 4 est une vue en perspective éclatée du circuit magnétique du transformateur 10.

[0030] La partie 11 du transformateur 10 comprend des bobines 34 à 39 et la partie 12 comprend des bobines 40 à 45.

[0031] La bobine 34 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 19. La bobine 35 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 20 et est reliée en série avec la bobine 34. La bobine 36 est une bobine torique d'axe A et se trouve dans l'encoche 20. La bobine 37 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 21 et est reliée en série avec la bobine 36. La bobine 38 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 21. Enfin, la bobine 39 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 22 et est reliée en série avec la bobine 38. Chacune des bobines 34 à 39 présente n₁ tours.

[0032] Par bobine torique d'axe A, on entend une bobine dont les tours sont enroulés autour de l'axe A. Le terme « torique » n'est pas utilisé dans le sens limitatif faisant référence à un solide engendré par la rotation d'un cercle autour d'un axe. Au contraire, comme dans les exemples représentés, la section d'une bobine torique peut être rectangulaire, notamment.

[0033] De manière correspondante, la bobine 40 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 29. La bobine 41 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 30 et est reliée en série avec la bobine 40. La bobine 42 est une bobine torique d'axe A et se trouve dans l'encoche 30. La bobine 43 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 31 et est reliée en série avec la bobine 42. La bobine 44 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 31. Enfin, la bobine 45 est une bobine torique d'axe A qui se trouve dans l'encoche 32 et est reliée en série avec la bobine 44. Chacune des bobines 40 à 45 présente n₂ tours.

[0034] Les bobines 34 et 40 entourent un noyau magnétique 46 situé dans la couronne 13. Par « noyau magnétique », on entend une partie du circuit magnétique dans laquelle le flux de même sens créé par une bobine est le plus important. Un courant circulant dans la bobine 19 ou la bobine 40 correspondent donc à un potentiel magnétique dans le noyau magnétique 46. De manière correspondante, les bobines 35, 36, 41 et 42 entourent un noyau magnétique 47 situé dans la couronne 13, les bobines 37, 38, 43 et 44 entourent un noyau magnétique 48 situé dans la couronne 13, et les bobines 39 et 45 entourent un noyau magnétique 49 situé dans la couronne 13.

[0035] Dans la suite de la description, on considère que la partie 11 et les bobines 34 à 39 correspondent au primaire du transformateur 10, et que la partie 12 et les bobines 40 à 45 correspondent au secondaire du transformateur 10. Cependant, primaire et secondaire peuvent bien entendu être inversés.

[0036] La figure 5 est un schéma électrique qui représente la connexion des bobines 34 à 39 du transformateur 10 et les potentiels magnétiques correspondants.

[0037] Sur la figure 5, on note :

• Ap, Bp et Cp, les points d'entrée des bobines primaires du transformateur 10.
• I_ap, I_bp et I_cp, les courants entrant respectivement aux points Ap, Bp et Cp. Le courant I_ap circule dans les bobines 34 et 35 qui forment une phase primaire A. De manière correspondante, le courant I_bp circule dans les bobines 36 et 37 qui forment une phase primaire B et le courant I_cp circule dans les bobines 38 et 39 qui forment une phase primaire C. Toute autre correspondance entre les phases A, B et C et les pairs de bobines en série et possible, si la même correspondance est réalisée au secondaire.
• O_ap, O_bp et O_cp, les points de connexion permettant l'ensemble des couplages électrique identiques à tout transformateur triphasé fixe (étoile-étoile, étoile-triangle, triangle-triangle, triangle-étoile, zigzag...).
• Les points noirs indiquent la relation entre le courant circulant dans une bobine et le sens du potentiel magnétique correspondant : Si le point est sur la droite du bobinage, le sens de bobinage fait que le potentiel magnétique créé est de même sens que le courant entrant. Si le point est sur la gauche du bobinage, le sens de bobinage fait que le potentiel magnétique créé est de sens inverse par rapport au courant entrant.
• Pa et -Pa les potentiels magnétiques dans les noyaux 46 et 47 correspondant au courant I_ap, Pb et -Pb les potentiels magnétiques dans les noyaux 47 et 48 correspondant au courant I_bp, et Pc et -Pc les potentiels magnétiques dans les noyaux 46 et 47 correspondant au courant I_cp.

[0038] On constate sur la figure 5 que, grâce au choix des sens de bobinage et des connexions en série représenté sur la figure 5, des courants triphasés équilibrés I_ap, I_bp et I_cp correspondent, dans le noyau 46, à un potentiel magnétique Pa, dans le noyau magnétique 47, à des potentiels magnétiques -Pa et Pb égaux en modules et de sens opposés, et dans les noyaux magnétiques 48 et 49, à des potentiels magnétiques - Pb, -Pc et Pc symétriques respectivement à Pb, -Pa et Pa. Dans cette situation, les flux sont liés correctement.

[0039] En variante, d'autres modes de connexion des bobines et de sens de bobinages permettent d'obtenir la même organisation des potentiels magnétiques.

[0040] Ainsi, dans le transformateur 10, le couplage magnétique effectué par le circuit magnétique avec les topologies de bobinages représentées permet d'avoir le même coefficient de couplage 5/4 sur les flux créés que sur un transformateur triphasé à flux liés à cinq colonnes fixe par rapport à un transformateur monophasé. Pour avoir le meilleur coefficient de couplage, il faut que les réluctances de chaque colonne dues principalement à l'entrefer 33 soient égales et fortement prépondérantes devant la réluctance des couronnes 13 et 23. En fait pour avoir un transformateur triphasé tendant vers l'équilibre parfait, il faut que la réluctance des couronne 13 et 23 soient le plus faible possible par rapport aux réluctances de chaque colonne. Ceci étant difficilement réalisable physiquement, une solution consiste à modifier les réluctances des colonnes et des parties des couronnes entre deux colonnes de façon à obtenir un équilibrage parfait.

[0041] Si n₂ est le nombre de tours des bobines du secondaire, comme tout transformateur triphasé le rapport des tensions est donné en première approximation par n_2/n₁ et celui des courants par n₁/n₂. Le transformateur 10 tournant présente les mêmes propriétés que tout transformateur triphasé à flux liés fixe et entre autre de pouvoir posséder plusieurs secondaires.

[0042] Le transformateur 10 présente plusieurs avantages.

[0043] Notamment, on peut constater que le circuit magnétique entoure complètement les bobines 34 à 39 et 40 à 45. Le transformateur 10 est donc cuirassé magnétiquement. De plus, les bobines 34 à 39 et 40 à 45 sont toutes des bobines toriques d'axe A. Le transformateur 10 ne nécessite donc pas de bobines de forme plus complexe.

[0044] Par ailleurs, comme chaque phase présente le même nombre de tours de même longueur (à savoir 2*n₁ dans le cas du primaire et 2*n₂ dans le cas du secondaire), les phases du transformateur 10 sont équilibrées en résistance, sans nécessiter des conducteurs de sections différentes.

[0045] Enfin, le transformateur 10 présente une masse et un volume réduit. En effet, grâce au couplage des flux, le transformateur 10 peut être dimensionné, à iso-pertes joules, avec une masse et un volume réduits par rapport aux transformateurs des figures 1 et 2.

[0046] En jouant sur les réluctances des différentes colonnes, il est possible de s'approcher d'un équilibrage en réluctances des phases du transformateur 10. Pour améliorer l'équilibrage des phases, on peut envisager de libérer un degré de liberté à savoir le nombre d'ampères-tours des phases. Ainsi, dans une variante non représentée, les bobines ne présentent toutes pas exactement le même nombre de tours n₁ ou n₂.

[0047] La position des bobines représentée sur la figure 3 est un exemple et d'autres positions peuvent convenir. Par exemple, dans une encoche, deux bobines peuvent être l'une à côté de l'autre dans la direction axiale, l'une autour de l'autre par rapport à l'axe A, ou mêlées l'une à l'autre.

[0048] Le transformateur 10 peut être considéré comme une variante « en U ». Dans un mode de réalisation non représenté, le transformateur conforme à l'invention est une variante « en E » ou « en Pot » du transformateur 10 « en U ». Dans cette variante, de manière similaire à la figure 2, la partie 11 et la partie 12 sont situées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe A. La figure 6 est une vue en perspective éclatée du circuit magnétique de ce transformateur « en E ». Sur la figure 6, les mêmes références que sur la figure 4 sont utilisés pour désigner des éléments correspondants.

Revendications

1. Transformateur (10) triphasé tournant comprenant une première partie (11) et une deuxième partie (12) mobiles l'une par rapport à l'autre et en rotation autour d'un axe A, la deuxième partie (12) entourant la première partie (11) par rapport à l'axe A ou inversement et la première partie (11) comprenant un premier corps en matériau ferromagnétique et des bobines (34, 35, 36, 37, 38, 39), la deuxième partie (12) comprenant un deuxième corps en matériau ferromagnétique et des bobines (40, 41, 42, 43, 44, 45), le premier corps comportant une première encoche (19) annulaire d'axe A, une deuxième encoche (20) annulaire d'axe A, une troisième encoche (21) annulaire d'axe A et une quatrième encoche (22) annulaire d'axe A, caractérisé en ce que les bobines de la première partie (11) comprennent une première bobine (34) torique d'axe A dans la première encoche (19), une deuxième bobine (35) torique d'axe A dans la deuxième encoche (20), une troisième bobine (36) torique d'axe A dans la deuxième encoche (20), une quatrième bobine (37) torique d'axe A dans la troisième encoche (21), une cinquième bobine (38) torique d'axe A dans la troisième encoche (21) et une sixième bobine (39) torique d'axe A dans la quatrième encoche (22),
la première bobine (34) et la deuxième bobine (35) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant (Iap) circulant dans la première bobine (34) et la deuxième bobine (35), à deux potentiels magnétiques de sens opposés (Pa, -Pa),
la troisième bobine (36) et la quatrième bobine (37) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant (Ibp) circulant dans la troisième bobine (36) et la quatrième bobine (37), à deux potentiels magnétiques de sens opposés (Pb, -Pb), la cinquième bobine (38) et la sixième bobine (39) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant (Icp) circulant dans la cinquième bobine (38) et la sixième bobine (39), à deux potentiels magnétiques de sens opposés (Pc, -Pc).

2. Transformateur (10) triphasé tournant comprenant une première partie (11) et une deuxième partie (12) mobiles l'une par rapport à l'autre et en rotation autour d'un axe, la première partie et la deuxième partie étant situées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe A et la première partie (11) comprenant un premier corps en matériau ferromagnétique et des bobines (34, 35, 36, 37, 38, 39), la deuxième partie (12) comprenant un deuxième corps en matériau ferromagnétique et des bobines (40, 41, 42,43,44,45), le premier corps comportant une première encoche (19) annulaire d'axe A, une deuxième encoche (20) annulaire d'axe A, une troisième encoche (21) annulaire d'axe A et une quatrième encoche (22) annulaire d'axe A, caractérisé en ce que les bobines de la première partie (11) comprennent une première bobine (34) torique d'axe A dans la première encoche (19), une deuxième bobine (35) torique d'axe A dans la deuxième encoche (20), une troisième bobine (36) torique d'axe A dans la deuxième encoche (20), une quatrième bobine (37) torique d'axe A dans la troisième encoche (21), une cinquième bobine (38) torique d'axe A dans la troisième encoche (21) et une sixième bobine (39) torique d'axe A dans la quatrième encoche (22),
la première bobine (34) et la deuxième bobine (35) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant (Iap) circulant dans la première bobine (34) et la deuxième bobine (35), à deux potentiels magnétiques de sens opposés (Pa, -Pa),
la troisième bobine (36) et la quatrième bobine (37) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant (Ibp) circulant dans la troisième bobine (36) et la quatrième bobine (37), à deux potentiels magnétiques de sens opposés (Pb, -Pb), la cinquième bobine (38) et la sixième bobine (39) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant (Icp) circulant dans la cinquième bobine (38) et la sixième bobine (39), à deux potentiels magnétiques de sens opposés (Pc, -Pc).

3. Transformateur (10) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la première bobine (34), la deuxième bobine (35), la troisième bobine (36), la quatrième bobine (37), la cinquième bobine (38) et la sixième bobine (39) présentent chacune le même nombre (n1) de tours.

4. Transformateur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel
le deuxième corps comporte une cinquième encoche (29) annulaire d'axe A, une sixième encoche (30) annulaire d'axe A, une septième encoche (31) annulaire d'axe A et une huitième encoche (32) annulaire d'axe A,
les bobines de la deuxième partie (12) comprenant une septième bobine (40) torique d'axe A dans la cinquième encoche (29), une huitième bobine (41) torique d'axe A dans la sixième encoche (30), une neuvième bobine (42) torique d'axe A dans la sixième encoche (30), une dixième bobine (43) torique d'axe A dans la septième encoche (31), une onzième bobine (44) torique d'axe A dans la septième encoche (31) et une douzième bobine (45) torique d'axe A dans la huitième encoche (32),
la septième bobine (40) et la huitième bobine (41) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant circulant dans la septième bobine (40) et la huitième bobine (41), à deux potentiels magnétiques de sens opposés,
la neuvième bobine (42) et la dixième bobine (43) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant circulant dans la neuvième bobine (42) et la dixième bobine (43), à deux potentiels magnétiques de sens opposés,
la onzième bobine (44) et la douzième bobine (45) étant reliées en série et présentant chacune un sens de bobinage correspondant, pour un courant circulant dans la onzième bobine (44) et la douzième bobine (45), à deux potentiels magnétiques de sens opposés.

5. Transformateur (10) selon la revendication 4, dans lequel la septième bobine (40), la huitième bobine (41), la neuvième bobine (42), la dixième bobine (43), la onzième bobine (44) et la douzième bobine (45) présentent chacune le même nombre de tours.

6. Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier corps comprend une couronne (13), une première jambe (14), une deuxième jambe (15), une troisième jambe (16), une quatrième jambe (17) et une cinquième jambe (18) délimitant lesdites encoches (19, 20, 21, 22) du premier corps.

7. Transformateur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier corps et le deuxième corps sont en matériau ferromagnétique et entourent complètement lesdites bobines.

Ansprüche

1. Dreiphasen-Drehtransformator (10), umfassend einen ersten Teil (11) und einen zweiten Teil (12), die zueinander beweglich und um eine Achse A drehbeweglich sind,
wobei der zweite Teil (12) den ersten Teil (11) in Bezug auf die Achse A umgibt, oder umgekehrt, und wobei der erste Teil (11) einen ersten Körper aus ferromagnetischem Material und Spulen (34, 35, 36, 37, 38, 39) umfasst, wobei der zweite Teil (12) einen zweiten Körper aus ferromagnetischem Material und Spulen (40, 41, 42, 43, 44, 45) umfasst,
wobei der erste Körper eine erste Ringnut (19) mit der Achse A, eine zweite Ringnut (20) mit der Achse A, eine dritte Ringnut (21) mit der Achse A und eine vierte Ringnut (22) mit der Achse A umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Spulen des ersten Teils (11) eine erste Ringspule (34) mit der Achse A in der ersten Nut (19), eine zweite Ringspule (35) mit der Achse A in der zweiten Nut (20), eine dritte Ringspule (36) mit der Achse A in der zweiten Nut (20), eine vierte Ringspule (37) mit der Achse A in der dritten Nut (21), eine fünfte Ringspule (38) mit der Achse A in der dritten Nut (21) und eine sechste Ringspule (39) mit der Achse A in der vierten Nut (22) umfassen,
wobei die erste Spule (34) und die zweite Spule (35) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der ersten Spule (34) und der zweiten Spule (35) fließenden Strom (lap) zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen (Pa, -Pa) entspricht,
wobei die dritte Spule (36) und die vierte Spule (37) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der dritten Spule (36) und der vierten Spule (37) fließenden Strom (lbp) zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen (Pb, -Pb) entspricht,
wobei die fünfte Spule (38) und die sechste Spule (39) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der fünften Spule (38) und der sechsten Spule (39) fließenden Strom (lcp) zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen (Pc, -Pc) entspricht.

2. Dreiphasen-Drehtransformator (10), umfassend einen ersten Teil (11) und einen zweiten Teil (12), die zueinander beweglich und um eine Achse drehbeweglich sind,
wobei der erste Teil und der zweite Teil in der Richtung der Achse A nebeneinander gelegen sind, und wobei der erste Teil (11) einen ersten Körper aus ferromagnetischem Material und Spulen (34, 35, 36, 37, 38, 39) umfasst, wobei der zweite Teil (12) einen zweiten Körper aus ferromagnetischem Material und Spulen (40, 41, 42, 43, 44, 45) umfasst,
wobei der erste Körper eine erste Ringnut (19) mit der Achse A, eine zweite Ringnut (20) mit der Achse A, eine dritte Ringnut (21) mit der Achse A und eine vierte Ringnut (22) mit der Achse A umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Spulen des ersten Teils (11) eine erste Ringspule (34) mit der Achse A in der ersten Nut (19), eine zweite Ringspule (35) mit der Achse A in der zweiten Nut (20), eine dritte Ringspule (36) mit der Achse A in der zweiten Nut (20), eine vierte Ringspule (37) mit der Achse A in der dritten Nut (21), eine fünfte Ringspule (38) mit der Achse A in der dritten Nut (21) und eine sechste Ringspule (39) mit der Achse A in der vierten Nut (22) umfassen,
wobei die erste Spule (34) und die zweite Spule (35) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der ersten Spule (34) und der zweiten Spule (35) fließenden Strom (lap) zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen (Pa, -Pa) entspricht,
wobei die dritte Spule (36) und die vierte Spule (37) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der dritten Spule (36) und der vierten Spule (37) fließenden Strom (Ibp) zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen (Pb, -Pb) entspricht,
wobei die fünfte Spule (38) und die sechste Spule (39) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der fünften Spule (38) und der sechsten Spule (39) fließenden Strom (lcp) zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen (Pc, -Pc) entspricht.

3. Transformator (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die erste Spule (34), die zweite Spule (35), die dritte Spule (36), die vierte Spule (37), die fünfte Spule (38) und die sechste Spule (39) jeweils die gleiche Anzahl (n1) an Windungen aufweisen.

4. Transformator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
der zweite Körper eine fünfte Ringnut (29) mit der Achse A, eine sechste Ringnut (30) mit der Achse A, eine siebte Ringnut (31) mit der Achse A und eine achte Ringnut (32) mit der Achse A umfasst,
wobei die Spulen des zweiten Teils (12) eine siebte Ringspule (40) mit der Achse A in der fünften Nut (29), eine achte Ringspule (41) mit der Achse A in der sechsten Nut (30), eine neunte Ringspule (42) mit der Achse A in der sechsten Nut (30), eine zehnte Ringspule (43) mit der Achse A in der siebten Nut (31), eine elfte Ringspule (44) mit der Achse A in der siebten Nut (31) und eine zwölfte Ringspule (45) mit der Achse A in der achten Nut (32) umfassen,
wobei die siebte Spule (40) und die achte Spule (41) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der siebten Spule (40) und der achten Spule (41) fließenden Strom zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen entspricht,
wobei die neunte Spule (42) und die zehnte Spule (43) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der neunten Spule (42) und der zehnten Spule (43) fließenden Strom zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen entspricht,
wobei die elfte Spule (44) und die zwölfte Spule (45) in Reihe verbunden sind und jeweils eine Wicklungsrichtung aufweisen, die für einen in der elften Spule (44) und der zwölften Spule (45) fließenden Strom zwei magnetischen Potentialen mit entgegengesetzten Richtungen entspricht.

5. Transformator (10) nach Anspruch 4, bei dem die siebte Spule (40), die achte Spule (41), die neunte Spule (42), die zehnte Spule (43), die elfte Spule (44) und die zwölfte Spule (45) jeweils die gleiche Anzahl an Windungen aufweisen.

6. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der erste Körper einen Kranz (13), einen ersten Schenkel (14), einen zweiten Schenkel (15), einen dritten Schenkel (16), einen vierten Schenkel (17) und einen fünften Schenkel (18), welche die Nuten (19, 20, 21, 22) des ersten Körpers begrenzen, umfasst.

7. Transformator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der erste Körper und der zweite Körper aus ferromagnetischem Material bestehen und die Spulen vollständig umgeben.

Claims

1. A rotary three-phase transformer (10) comprising a first portion (11) and a second portion (12) that are movable in rotation relative to each other about an axis A, the second portion (12) surrounding the first portion (11) around the axis A, or vice-versa and the first portion (11) comprising a first body of ferromagnetic material and coils (34, 35, 36, 37, 38, 39), the second portion (12) comprising a second body of ferromagnetic material and coils (40, 41, 42, 43, 44, 45);

· the first body comprising a first annular slot (19) of axis A, a second annular slot (20) of axis A, a third annular slot (21) of axis A, and a fourth annular slot (22) of axis A; characterized in that the coils of the first portion (11) comprise a first toroidal coil (34) of axis A in the first slot (19), a second toroidal coil (35) of axis A in the second slot (20), a third toroidal coil (36) of axis A in the second slot (20), a fourth toroidal coil (37) of axis A in the third slot (21), a fifth toroidal coil (38) of axis A in the third slot (21), and a sixth toroidal coil (39) of axis A in the fourth slot (22);

· the first coil (34) and the second coil (35) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current (I_ap) flowing in the first coil (34) and in the second coil (35), correspond to two magnetic potentials of opposite directions (Pa, -Pa);

· the third coil (36) and the fourth coil (37) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current (I_bp) flowing in the third coil (36) and the fourth coil (37), correspond to two magnetic potentials of opposite directions (Pb, -Pb); and

· the fifth coil (38) and the sixth coil (39) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current (I_cp) flowing in the third coil (38) and the sixth coil (39), correspond to two magnetic potentials of opposite directions (Pc, -Pc).

2. A rotary three-phase transformer (10) comprising a first portion (11) and a second portion (12) that are movable in rotation relative to each other about an axis A, the first portion and the second portion are situated one beside the other in the direction of the axis A and the second portion (12) surrounding the first portion (11) around the axis A, or vice-versa and the first portion (11) comprising a first body of ferromagnetic material and coils (34, 35, 36, 37, 38, 39), the second portion (12) comprising a second body of ferromagnetic material and coils (40, 41, 42, 43, 44, 45);
the first body comprising a first annular slot (19) of axis A, a second annular slot (20) of axis A, a third annular slot (21) of axis A, and a fourth annular slot (22) of axis A; characterized in that the coils of the first portion (11) comprise a first toroidal coil (34) of axis A in the first slot (19), a second toroidal coil (35) of axis A in the second slot (20), a third toroidal coil (36) of axis A in the second slot (20), a fourth toroidal coil (37) of axis A in the third slot (21), a fifth toroidal coil (38) of axis A in the third slot (21), and a sixth toroidal coil (39) of axis A in the fourth slot (22);

· the first coil (34) and the second coil (35) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current (I_ap) flowing in the first coil (34) and in the second coil (35), correspond to two magnetic potentials of opposite directions (Pa, -Pa);

· the third coil (36) and the fourth coil (37) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current (I_bp) flowing in the third coil (36) and the fourth coil (37), correspond to two magnetic potentials of opposite directions (Pb, -Pb); and

· the fifth coil (38) and the sixth coil (39) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current (I_cp) flowing in the third coil (38) and the sixth coil (39), correspond to two magnetic potentials of opposite directions (Pc, -Pc).

3. A transformer (10) according to claim 1 or claim 2, wherein the first coil (34), the second coil (35), the third coil (36), the fourth coil (37), the fifth coil (38), and the sixth coil (39) all present the same number (n₁) of turns.

4. A transformer (10) according to anyone of claims 1 to 3, wherein

· the second body comprises a fifth annular slot (29) of axis A, a sixth annular slot (30) of axis A, a seventh annular slot (31) of axis A, and an eighth annular slot (32) of axis A;

· the coils of the second portion (12) comprise a seventh toroidal coil (40) of axis A in the fifth slot (29), an eighth toroidal coil (41) of axis A in the sixth slot (30), a ninth toroidal coil (42) of axis A in the sixth slot (30), a tenth toroidal coil (43) of axis A in the seventh slot (31), an eleventh toroidal coil (44) of axis A in the seventh slot (31), and a twelfth toroidal coil (45) of axis A in the eighth slot (32);

· the seventh coil (40) and the eighth coil (41) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current flowing in the seventh coil (40) and in the eighth coil (41), correspond to two magnetic potentials of opposite directions;

· the ninth coil (42) and the tenth coil (43) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current flowing in the ninth coil (42) and in the tenth coil (43), correspond to two magnetic potentials of opposite directions; and

· the eleventh coil (44) and the twelfth coil (45) being connected in series and presenting respective winding directions that, for a current flowing in the eleventh coil (44) and in the twelfth coil (45), correspond to two magnetic potentials of opposite directions.

5. A transformer (10) according to claim 4, wherein the seventh coil (40), the eighth coil (41), the ninth coil (42), the tenth coil (43), the eleventh coil (44), and the twelfth coil (45) all present the same number of turns.

6. A transformer according to any one of claims 1 to 5, wherein the first body comprises a ring (13), a first leg (14), a second leg (15), a third leg (16), a fourth leg (17), and a fifth leg (18) defining said slots (19, 20, 21, 22) of the first body.

7. A transformer (10) according to any one of claims 1 to 6, wherein the first and second bodies made are of ferromagnetic material and completely surround said coils.

Dessins