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WO2014029941A1 - Transformateur tournant triphase-diphase a connexion scott - Google Patents

Transformateur tournant triphase-diphase a connexion scott Download PDF

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WO2014029941A1
WO2014029941A1 PCT/FR2013/051943 FR2013051943W WO2014029941A1 WO 2014029941 A1 WO2014029941 A1 WO 2014029941A1 FR 2013051943 W FR2013051943 W FR 2013051943W WO 2014029941 A1 WO2014029941 A1 WO 2014029941A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase
transformer
coil
axis
notch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2013/051943
Other languages
English (en)
Inventor
Cédric DUVAL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Transmission Systems SAS
Original Assignee
Hispano Suiza SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hispano Suiza SA filed Critical Hispano Suiza SA
Priority to BR112015003578-7A priority Critical patent/BR112015003578B1/pt
Priority to US14/420,800 priority patent/US9424987B2/en
Priority to EP13773284.8A priority patent/EP2888748B1/fr
Priority to CA2882190A priority patent/CA2882190C/fr
Priority to RU2015110048A priority patent/RU2638034C2/ru
Priority to CN201380043731.8A priority patent/CN104584155B/zh
Publication of WO2014029941A1 publication Critical patent/WO2014029941A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased 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
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18—Rotary transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • 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
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • H01F30/14—Two-phase, three-phase or polyphase transformers for changing the number of phases

Definitions

  • the present invention relates to the general field of transformers.
  • the invention relates to a three-phase-two-phase transformer.
  • FIG. 1 schematically shows the Scott assembly.
  • Two single-phase transformers 1 and 2 are used.
  • the transformer 1 comprises a primary 3 of ni turns and a secondary 6 of n 2 turns.
  • Transformer 2 comprises a primary 4 of ⁇ turns and a secondary 7 of n 2 turns.
  • connection point to the three-phase network.
  • the transformer 1 has its primary 3 of ni turns mounted between terminals A and B of the three-phase network.
  • the transformer 2 has its primary 4 ni 'turns mounted between the terminal C of the three-phase network and the midpoint 5 of the primary 3 of the transformer 1.
  • the primary voltages are in quadratures, it is the same for the secondary voltages Vi and V 2 .
  • one solution is to use a three-phase-two-phase fixed transformer and two rotating transformers Single phase.
  • Another solution is to use three single-phase rotating transformers with a Leblanc connection.
  • the invention proposes a three-phase three-phase rotary transformer characterized in that it comprises a first single-phase rotating transformer and a second single-phase rotating transformer, the first transformer comprising a first body made of ferromagnetic material delimiting a first annular notch of axis A, a first toric coil of A-axis of turns in the first notch, a second ferromagnetic material body delimiting a second annular notch of axis A open towards the first notch, and a second toric coil of axis A of n 2 turns in the second notch, the second transformer comprising a third body of ferromagnetic material delimiting a third annular notch of axis A, a third toric coil of axis A of ni turns in the third notch, a fourth body of ferromagnetic material delimiting a fourth annular notch of axis A open towards the third notch, and a fourth toric coil of axis A of n 2 turns in the fourth notch,
  • the first body, said first coil, the third body and the third coil being fixed relative to each other and forming a three-phase portion of the transformer
  • the second body, said second coil, said fourth body and the fourth coil being fixed relative to each other and forming a two-phase part of the transformer, the three-phase portion and the two-phase portion being rotatable about the axis A, relative to each other.
  • the ratio between the section of the electrically conductive material of the first coil and the section of the electrically conductive material of the third coil may be equal to V3.
  • the second coil comprises a first half-coil and a second half-coil separated by the midpoint, the winding directions of the corresponding half-coils, for currents entering through the terminals of the second coil, to magnetic potentials of opposite meanings.
  • the two-phase portion further comprises at least one set of three-phase coils. This makes it possible to produce a multi-secondary transformer which can feed in a balanced manner any number of charges greater than one.
  • the three-phase portion may surround the two-phase portion relative to the axis A or vice versa. This corresponds to a realization called "in U".
  • the three-phase portion and the two-phase portion may be located next to each other in the direction of the axis A. This corresponds to an embodiment called "E” or "Pot".
  • FIG. 1 is an electrical diagram of a fixed-phase, three-phase, Scott-connected transformer, according to the prior art
  • FIG. 2 is a sectional view of a three-phase-two-phase rotary transformer, according to a first embodiment of the invention
  • FIGS. 3A and 3B are electrical diagrams representing several connection variants of the coils of the transformer of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a sectional view of a three-phase-two-phase rotary transformer, according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of a variant of the transformer of FIG. 2, having a plurality of secondary elements, and
  • FIG. 6 is a sectional view of a variant of the transformer of Figure 4, having several secondary. Detailed description of embodiments
  • FIG. 2 is a sectional view of a transformer 10 according to a first embodiment of the invention.
  • the transformer 10 is a three-phase-two-phase rotary transformer.
  • the transformer 10 comprises two single-phase rotary transformers, namely a transformer 11 and a transformer 21.
  • the transformer 11 comprises:
  • a body 12 made of ferromagnetic material in the form of a ring of axis A, in which is formed a notch 14 open towards the axis A,
  • a toroidal coil 17 of axis A of n 2 turns, in the notch 15.
  • the bodies 12 and 13 are rotatable relative to each other, about the axis A.
  • the transformer 21 comprises:
  • a toric coil 27 of axis A of n 2 turns, in the notch 25.
  • toroid is not used in the limiting sense referring to a solid generated by the rotation of a circle about an axis.
  • the section of a toroidal coil can be rectangular, in particular.
  • the coil 26 is composed of two half-coils 26a and 26b each having 2 turns.
  • the bodies 22 and 23 are movable in rotation relative to one another, about the axis A.
  • the bodies 12 and 22 and the coils 16 and 26 are fixed relative to each other.
  • the coils 16 and 26 may be connected to a three-phase source.
  • the bodies 12 and 22 and the coils 16 and 26 are part of a three-phase portion 31 of the transformer 10.
  • the bodies 13 and 23 and the coils 17 and 27 are fixed relative to each other.
  • the coils 17 and 27 may be connected to a two-phase source.
  • the bodies 13 and 23 as well as the coils 17 and 27 thus form part of a two-phase part 32 of the transformer 10.
  • the three-phase portion 31 and the two-phase portion 32 are rotatable about the axis A, relative to each other.
  • the three-phase portion 31 is a stator and the two-phase portion 32 is a rotor, or vice versa.
  • the three-phase portion 31 and the two-phase portion 32 are both rotatable relative to a fixed reference mark that is not shown.
  • the magnetic circuit of the transformer 11, formed by the bodies 12 and 13, is separated from the magnetic circuit of the transformer 21, formed by the bodies 22 and 23, by a space 33.
  • the transformers 11 and 12 are segregated magnetically.
  • FIG. 2 also shows the magnetic core 18 of the transformer 11 and the magnetic core 28 of the transformer 21.
  • magnetic core is meant a part of the magnetic circuit in which the flux of the same direction created by a coil is the most important.
  • FIG. 3A is an electrical diagram showing the connection of the coils 16 and 26. In Figure 3, we note:
  • Oap, Obp, Ocp the terminals of the coils 16, 26b and 26a, respectively, opposite to the terminals Ap, Bp and Cp,
  • Iap, Ibp and Icp the three-phase currents entering the terminals Ap, Bp and Cp, respectively
  • the terminal Oap of the coil 16 is connected to the terminals Obp and Ocp of the coils 26b and 26c, which constitute the midpoint of the coil 26.
  • the winding direction of the coils 16, 26a and 26b is represented by a black dot, with the following convention:
  • FIG. 3B represents a variant of the winding directions, which also makes it possible to obtain magnetic potentials Pb and Pc in opposite directions.
  • Vi the two- phase voltages and currents in the coils 17 and 27.
  • the transformer 10 is a three-phase-two-phase transformer with Scott connection.
  • the primary voltages are in quadratures, it is the same for the secondary voltages Vi and V 2 .
  • the balance of the resistances is made by choosing the sections of the conducting materials of the coils 16, 26a and 26b appropriately: the sections of the coils 26a and 26b are equal if their average distance from the axis of rotation is equal.
  • the section of the coil 16 is that of the coils 26a and 26b for a mean distance equal to the axis of rotation. Indeed, if one wishes to keep the equilibrium of resistances at the level of the phases, the one which is longer must also have a larger section in order to compensate for its greater length.
  • the magnetic coupling effected by the magnetic circuit of the single-phase rotating transformer 21 having two phases makes it possible to have a coupling coefficient 3 on the flows created with respect to a single-phase transformer per phase. This coefficient makes it possible either to reduce the number of coil turns per phase or to reduce the absorbed magnetizing current.
  • the transformer 10 has several advantages. It allows the transfer of energy or signals between a three-phase source and a two-phase source in rotating marks relative to each other, without contact and in a balanced manner.
  • the volume and the mass of the transformer 10, corresponding to the volumes and the masses of the two single-phase rotary transformers 11 and 21, can be reduced compared with the three-transformer solution mentioned in the introduction, in which the three-phase-two-phase transformation is made by a first fixed transformer, then the change of reference is made by two single-phase rotary transformers.
  • axis A toroidal coils of particularly simple structure In Figure 2, the coils 26a and 26b are shown next to each other but other positions may be suitable. For example, in the notch 24, the coils 26a and 26b may be next to each other in the axial direction, one around the other with respect to the axis A, or mingle with each other. one to another.
  • the transformer 10 may be considered as a variant "U" in which the three-phase portion surrounds the two-phase portion relative to the axis A.
  • the two-phase portion may surround the three-phase portion relative to the axis A.
  • FIG. 4 is a sectional view of a transformer 110 according to a second embodiment of the invention.
  • Transformer 110 is a three-phase, two-phase, rotating transformer and may be considered an "E" or "Pot” variant of the "U-shaped" transformer.
  • the three-phase portion and the two-phase portion are located next to each other in the direction of the axis A, and the notches 14 and 15 are open towards each other in the direction of the axis A.
  • FIG. 4 the same references as in FIG. 2 are used to designate the corresponding elements, without risk of confusion, and a detailed description is therefore not necessary.
  • a transformer may comprise several secondary.
  • a transformer according to the invention may comprise, at the primary, a three-phase portion of the type of the three-phase portion 31 of the transformer 10 or 110 and, at the secondary, a two-phase secondary portion of the type of the two-phase portion 32 of the transformer 10 and at least one set of additional three-phase or two-phase coils.
  • FIG. 5 shows an example of transformer 210 with several secondary.
  • the transformer 210 may be considered as a variant of the transformer 10 further comprising, at the secondary, a set of three-phase coils.
  • the elements corresponding to elements of the transformer 10 are designated by the same references, without risk of confusion.
  • the transformer 210 includes a further one toric coil 40 of axis A of n 3 turns, in the notch 15, and a coil 41 toric axis A of n 3 turns, in the notch 25.
  • the coil 41 is composed of two half-coils 41a and 41b of n3 / 2 turns each.
  • the connection of the coils 40, 41a and 41b to each other and to the secondary three-phase source is correspondingly to the connection of the coils 16, 26a and 26b.
  • FIG. 6 shows another example of transformer 310 with several secondary.
  • the transformer 310 may be considered as a variant of the transformer 110 further comprising, at the secondary, a set of three-phase coils.
  • the elements corresponding to elements of the transformer 110 are designated by the same references, without risk of confusion.
  • the transformer 310 further comprises a toric coil 50 of axis A of n ' 3 turns, in the notch 15, and a coil 51 toric A axis of n 3 turns, in the notch 25.
  • the coil 51 is composed of two half-coils 51a and 51b of n3 / 2 turns each.
  • the connection of the coils 50, 51a and 51b to each other and to the secondary three-phase source is correspondingly to the connection of the coils 16, 26a and 26b.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

TRANSFORMATEUR TOURNANT TRIPHASE-DIPHASE
A CONNEXION SCOTT
Arrière-plan de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine général des transformateurs. En particulier, l'invention concerne un transformateur triphasé-diphasé.
Dans certaines situations, il peut s'avérer nécessaire de transférer de façon équilibrée de l'énergie ou des signaux d'une source triphasée vers une source diphasée. Il existe des transformateurs fixes triphasés-diphasés, notamment l'un connu sous le nom de montage Scott et l'autre connu sous le nom de montage Leblanc.
La figure 1 représente schématiquement le montage Scott. On utilise deux transformateurs monophasés 1 et 2. Le transformateur 1 comprend un primaire 3 de ni spires et un secondaire 6 de n2 spires. Le transformateur 2 comprend un primaire 4 de ηΊ spires et un secondaire 7 de n2 spires.
Sur la figure 1, on note :
- A, B et C, les point de connexion au réseau triphasé.
- Ia, Ib et Ic : Les courants triphasés entrant aux points A, B et C.
- i, Ii, V2, 12 : Les tensions et courants diphasés.
Le transformateur 1 a son primaire 3 de ni spires monté entre les bornes A et B du réseau triphasé. Le transformateur 2 a son primaire 4 de ni' spires monté entre la borne C du réseau triphasé et le point milieu 5 du primaire 3 du transformateur 1.
Les tensions primaires sont en quadratures, il en est de même pour les tensions secondaires Vi et V2.
Pour un rapport ru'= (V3 / 2) ni, les tensions secondaires Vi et V2 sont de même valeur et sont en quadrature. Le rapport des courants est donné par :
I2
Lorsqu'on souhaite transférer de façon équilibrée de l'énergie ou des signaux d'une source triphasée vers une source diphasée dans des repères tournants l'un par rapport à l'autre, une solution consiste à utiliser un transformateur fixe triphasé-diphasé et deux transformateurs tournants monophasés. Une autre solution consiste à utiliser trois transformateurs tournants monophasés avec une connexion Leblanc.
Ces deux solutions nécessitent toutefois une masse et un volume importants. De plus, dans le premier cas, on rencontre des problèmes d'appel de courant lors de la mise sous tension et d'aimantation résiduelle.
Il existe donc un besoin pour une solution améliorée permettant de transférer de façon équilibrée de l'énergie d'une source triphasée vers une source diphasée dans des repères tournants l'un par rapport à l'autre.
Objet et résumé de l'invention
L'invention propose un transformateur tournant triphasé- diphasé caractérisé en ce qu'il comprend un premier transformateur tournant monophasé et un deuxième transformateur tournant monophasé, le premier transformateur comprenant un premier corps en matériau ferromagnétique délimitant une première encoche annulaire d'axe A, une première bobine torique d'axe A de ru' spires dans la première encoche, un deuxième corps en matériau ferromagnétique délimitant une deuxième encoche annulaire d'axe A ouverte vers la première encoche, et une deuxième bobine torique d'axe A de n2 spires dans la deuxième encoche, le deuxième transformateur comprenant un troisième corps en matériau ferromagnétique délimitant une troisième encoche annulaire d'axe A, une troisième bobine torique d'axe A de ni spires dans la troisième encoche, un quatrième corps en matériau ferromagnétique délimitant une quatrième encoche annulaire d'axe A ouverte vers la troisième encoche, et une quatrième bobine torique d'axe A de n2 spires dans la quatrième encoche,
dans lequel un terminal de la première bobine est relié au point milieu de la troisième bobine,
le premier corps, ladite première bobine, le troisième corps et la troisième bobine étant fixe les uns par rapport aux autres et formant une partie triphasée du transformateur,
le deuxième corps, ladite deuxième bobine, ledit quatrième corps et la quatrième bobine étant fixe les uns par rapport aux autres et formant une partie diphasée du transformateur, la partie triphasée et la partie diphasée étant mobiles en rotation autour de l'axe A, l'une par rapport à l'autre.
Comme le même transformateur formé de deux transformateurs tournants monophasés réalise d'une part la transformation triphasé- diphasé et d'autre part la transmission entre deux repères tournants l'un par rapport à l'autre, ces deux fonctions sont réalisées avec un volume et une masse limités. De plus, on a constaté que cette connexion permettait d'obtenir un transfert équilibré.
Selon un mode de réalisation,
Figure imgf000005_0001
(V3 / 2) ni.
Le rapport entre la section du matériau conducteur électrique de la première bobine et la section du matériau conducteur électrique de la troisième bobine peut être égal à V3. Ainsi, on peut compenser le nombre de tours différent entre les deux bobines. Cela permet un équilibrage des résistances. En cas d'éloignement différent des bobines par rapport à l'axe de rotation, ce rapport doit être réévalué en conséquence.
Selon un mode de réalisation, la deuxième bobine comprend une première demi-bobine et une deuxième demi-bobine séparées par le point milieu, les sens de bobinages des demi-bobines correspondant, pour des courants entrant par les terminaux de la deuxième bobine, à des potentiels magnétiques de sens opposés.
La partie diphasée comprend en outre au moins un ensemble de bobines triphasées. Cela permet de réaliser un transformateur à plusieurs secondaires qui peut alimenter de façon équilibrée un nombre de charges quelconque supérieur à un.
La partie triphasée peut entourer la partie diphasée par rapport à l'axe A ou inversement. Cela correspond à une réalisation appelée « en U ».
La partie triphasée et la partie diphasée peuvent être situées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe A. Cela correspond à une réalisation appelée « en E » ou « en Pot ».
Brève description des dessins
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 : - la figure 1 est un schéma électrique d'un transformateur triphasé-diphasé fixe à connexion Scott, selon l'art antérieur,
- la figure 2 est une vue en coupe d'un transformateur tournant triphasé-diphasé, selon un premier mode de réalisation de l'invention,
- les figures 3A et 3B sont des schémas électriques représentant plusieurs variantes de connexion des bobines du transformateur de la figure 2,
- la figure 4 est une vue en coupe d'un transformateur tournant triphasé-diphasé, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 5 est une vue en coupe d'une variante du transformateur de la figure 2, présentant plusieurs secondaires, et
- la figure 6 est une vue en coupe d'une variante du transformateur de la figure 4, présentant plusieurs secondaires. Description détaillée de modes de réalisation
La figure 2 est une vue en coupe d'un transformateur 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le transformateur 10 est un transformateur tournant triphasé-diphasé.
Le transformateur 10 comprend deux transformateurs tournants monophasés, à savoir un transformateur 11 et un transformateur 21.
Le transformateur 11 comprend :
- un corps 12 en matériau ferromagnétique, en forme d'anneau d'axe A, dans lequel est ménagé une encoche 14 ouverte vers l'axe A,
- une bobine 16 torique d'axe A de ηΊ spires, dans l'encoche 14, - un corps 13 en matériau ferromagnétique, en forme d'anneau d'axe A, entouré par le corps 12 par rapport à l'axe A, et dans lequel est ménagé une encoche 15 ouverte vers l'encoche 14, et
- une bobine 17 torique d'axe A de n2 spires, dans l'encoche 15.
Les corps 12 et 13 sont mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe A.
De manière correspondante, le transformateur 21 comprend :
- un corps 22 en matériau ferromagnétique, en forme d'anneau d'axe A, dans lequel est ménagé une encoche 24 ouverte vers l'axe A,
- une bobine 26 torique d'axe A de ni spires, dans l'encoche 24, - un corps 23 en matériau ferromagnétique, en forme d'anneau d'axe A, entouré par le corps 22 par rapport à l'axe A, et dans lequel est ménagé une encoche 25 ouverte vers l'encoche 24, et
- une bobine 27 torique d'axe A de n2 spires, dans l'encoche 25.
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 représenté, la section d'une bobine torique peut être rectangulaire, notamment.
La bobine 26 est composées de deux demi-bobines 26a et 26b présentant chacune ni 2 spires. Les corps 22 et 23 sont mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, autour de l'axe A.
Dans le transformateur 10, les corps 12 et 22 ainsi que les bobines 16 et 26 sont fixes les uns par rapport aux autres. Les bobines 16 et 26 peuvent être reliées à une source triphasée. Les corps 12 et 22 ainsi que les bobines 16 et 26 font donc partie d'une partie triphasée 31 du transformateur 10. De même, les corps 13 et 23 ainsi que les bobines 17 et 27 sont fixes les uns par rapport aux autres. Les bobines 17 et 27 peuvent être reliées à une source diphasée. Les corps 13 et 23 ainsi que les bobines 17 et 27 font donc partie d'une partie diphasée 32 du transformateur 10.
La partie triphasée 31 et la partie diphasée 32 sont mobiles en rotation autour de l'axe A, l'une par rapport à l'autre. Par exemple, la partie triphasée 31 est un stator et la partie diphasée 32 est un rotor, ou inversement. En variante, la partie triphasée 31 et la partie diphasée 32 sont toutes les deux mobiles en rotation par rapport à un repère fixe non représenté.
Par ailleurs, le circuit magnétique du transformateur 11, formé par les corps 12 et 13, est séparé du circuit magnétique du transformateur 21, formé par les corps 22 et 23, par un espace 33. Autrement dit, les transformateurs 11 et 12 sont ségrégues magnétiquement.
La figure 2 représente également le noyau magnétique 18 du transformateur 11 et le noyau magnétique 28 du transformateur 21. 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.
La figure 3A est un schéma électrique qui représente la connexion des bobines 16 et 26. Sur la figure 3, on note :
- Ap, Bp et Cp : les terminaux des bobines 16, 26b et 26a, respectivement, reliés au réseau triphasé,
- Oap, Obp, Ocp : les terminaux des bobines 16, 26b et 26a, respectivement, opposé aux terminaux Ap, Bp et Cp,
- Iap, Ibp et Icp : les courants triphasés entrant aux terminaux Ap, Bp et Cp, respectivement,
- Pa : le potentiel magnétique dans le noyau magnétique 18, correspondant au courant Iap,
- Pb : le potentiel magnétique dans le noyau magnétique 28, correspondant au courant Ibp, et
- Pc : le potentiel magnétique dans le noyau magnétique 28, correspondant au courant Icp,
Comme représenté sur la figure 3A, le terminal Oap de la bobine 16 est relié aux terminaux Obp et Ocp des bobines 26b et 26c, qui constituent le point milieu de la bobine 26.
Par ailleurs, sur la figure 2, on a représenté le sens de bobinage des bobines 16, 26a et 26b par un point noir, avec la convention suivante :
- Si le point noir est sur la gauche et que le courant entre du côté du point noir, le potentiel magnétique correspondant va vers la droite,
- Si le point noir est sur la gauche et que le courant entre du côté opposé au point noir, le potentiel magnétique correspondant va vers la gauche,
- Si le point noir est sur la droite et que le courant entre du côté du point noir, le potentiel magnétique correspondant va vers la droite,
- Si le point noir est sur la droite et que le courant entre du côté opposé au point noir, le potentiel magnétique correspondant va vers la gauche.
On constate donc que, compte tenu du sens de bobinage des bobines 26a et 26b, les potentiels magnétiques Pb et Pc dans le noyau magnétique 28 sont de sens opposés. La figure 3B représente une variante des sens de bobinage, qui permet également d'obtenir des potentiels magnétiques Pb et Pc de sens opposés.
Ci-après, on note Vi, Ii, V2 et I2 les tensions et courants diphasés dans les bobines 17 et 27. On constate que le transformateur 10 est un transformateur tournant triphasé-diphasé à connexion Scott. De manière similaire au transformateur 1 fixe triphasé-diphasé à connexion Scott de la figure 1, les tensions primaires sont en quadratures, il en est de même pour les tensions secondaires Vi et V2.
Pour un rapport ru'= (V3 / 2) ru, les tensions secondaires Vi et V2 sont de même valeur et sont en quadrature. Le rapport des courants est donné par :
^ pc 2 f%2 L'équilibrage des résistances s'effectue en choisissant les sections des matériaux conducteurs des bobines 16, 26a et 26b de manière appropriée : les sections des bobines 26a et 26b sont égales si leur éloignement moyen par rapport à l'axe de rotation est égal. La section de la bobine 16 est fois celle des bobines 26a et 26b pour un éloignement moyen égal par rapport à l'axe de rotation. En effet, si l'on désire conserver l'équilibre des résistances au niveau des phases, celle qui est plus longue doit aussi avoir une section plus importante afin de compenser sa longueur plus importante. Le couplage magnétique effectué par le circuit magnétique du transformateur 21 tournant monophasé possédant deux phases permet d'avoir un coefficient de couplage 3 sur les flux créés par rapport à un transformateur monophasé par phase. Ce coefficient permet soit de réduire le nombre de tours de bobine par phase, soit de diminuer le courant magnétisant absorbé.
Le transformateur 10 présente plusieurs avantages. Il permet de transférer de l'énergie ou des signaux entre une source triphasée et une source diphasée dans des repères tournants l'un par rapport à l'autre, sans contact et de manière équilibrée. De plus, le volume et la masse du transformateur 10, correspondant aux volumes et aux masses des deux transformateurs 11 et 21 tournants monophasés, peut être réduit par rapport à la solution à trois transformateurs citée en introduction, dans laquelle la transformation triphasée-diphasée est réalisée par un premier transformateur fixe, puis le changement de repère est réalisé par deux transformateurs tournants monophasés. Enfin, il nécessite uniquement des bobines toriques d'axe A de structure particulièrement simple. Sur la figure 2, les bobines 26a et 26b sont représentées l'une à côté de l'autre mais d'autres positions peuvent convenir. Par exemple, dans l'encoche 24, les bobines 26a et 26b 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.
Le transformateur 10 peut être considéré comme une variante « en U » dans laquelle la partie triphasée entoure la partie diphasée par rapport à l'axe A. En variante, la partie diphasée peut entourer la partie triphasée par rapport à l'axe A.
La figure 4 est une vue en coupe d'un transformateur 110 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le transformateur 110 est un transformateur tournant triphasé-diphasé, et peut être considéré comme une variante « en E » ou « en Pot » du transformateur 10 « en U ». Dans cette variante, la partie triphasée et la partie diphasée sont situées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe A, et les encoches 14 et 15 sont ouvertes l'une vers l'autre dans la direction de l'axe A. Sur la figure 4, les mêmes références que sur la figure 2 sont utilisées pour désigner les éléments correspondants, sans risque de confusion, et une description détaillée n'est donc pas nécessaire.
De manière connue dans le domaine des transformateurs, un transformateur peut comprendre plusieurs secondaires. Ainsi, un transformateur conforme à l'invention peut comprendre, au primaire, une partie triphasée du type de la partie triphasée 31 du transformateur 10 ou 110 et, au secondaire, une partie secondaire diphasée du type de la partie diphasée 32 du transformateur 10 ainsi qu'au moins un ensemble de bobines triphasées ou diphasées supplémentaire.
Cela permet d'alimenter de manière équilibrée, à partir d'une source triphasée, un nombre quelconque de charges. Par exemple, pour alimenter 11 charges, on peut utiliser trois charges sur le secondaire triphasé et deux charges sur le secondaire diphasé (11 = 3*3 + 2).
La figure 5 représente un exemple de transformateur 210 à plusieurs secondaires. Le transformateur 210 peut être considéré comme une variante du transformateur 10 comprenant en outre, au secondaire, un ensemble de bobines triphasées. Les éléments correspondants à des éléments du transformateur 10 sont désignés par les mêmes références, sans risque de confusion. Le transformateur 210 comprend un outre une bobine 40 torique d'axe A de n 3 spires, dans l'encoche 15, et une bobine 41 torique d'axe A de n3 spires, dans l'encoche 25. La bobine 41 est composée de deux demi-bobines 41a et 41b de n3/2 spires chacune. La connexion des bobines 40, 41a et 41b entre elles et à la source triphasée secondaire se fait de manière correspondante à la connexion des bobines 16, 26a et 26b.
De manière correspondante, la figure 6 représente un autre exemple de transformateur 310 à plusieurs secondaires. Le transformateur 310 peut être considéré comme une variante du transformateur 110 comprenant en outre, au secondaire, un ensemble de bobines triphasées. Les éléments correspondants à des éléments du transformateur 110 sont désignés par les mêmes références, sans risque de confusion. Le transformateur 310 comprend en outre une bobine 50 torique d'axe A de n'3 spires, dans l'encoche 15, et une bobine 51 torique d'axe A de n3 spires, dans l'encoche 25. La bobine 51 est composée de deux demi- bobines 51a et 51b de n3/2 spires chacune. La connexion des bobines 50, 51a et 51b entre elles et à la source triphasée secondaire se fait de manière correspondante à la connexion des bobines 16, 26a et 26b.

Claims

REVENDICATIONS
1. Transformateur (10, 110, 210, 310) tournant triphasé-diphasé caractérisé en ce qu'il comprend un premier transformateur (11) tournant monophasé et un deuxième transformateur (21) tournant monophasé, ledit premier transformateur (11) comprenant un premier corps (12) en matériau ferromagnétique délimitant une première encoche (14) annulaire d'axe A, une première bobine (16) torique d'axe A de ni' spires dans la première encoche (14), un deuxième corps (13) en matériau ferromagnétique délimitant une deuxième encoche (15) annulaire d'axe A ouverte vers ladite première encoche (14), et une deuxième bobine (17) torique d'axe A de n2 spires dans la deuxième encoche (15),
ledit deuxième transformateur (21) comprenant un troisième corps (22) en matériau ferromagnétique délimitant une troisième encoche (24) annulaire d'axe A, une troisième bobine (26) torique d'axe A de ni spires dans la troisième encoche (24), un quatrième corps (23) en matériau ferromagnétique délimitant une quatrième encoche (25) annulaire d'axe A ouverte vers ladite troisième encoche (24), et une quatrième bobine (27) torique d'axe A de n2 spires dans la quatrième encoche (25),
dans lequel un terminal (Oap) de la première bobine (16) est relié au point milieu (Obp, Ocp) de la troisième bobine (26),
ledit premier corps (12), ladite première bobine (16), ledit troisième corps (22) et ladite troisième bobine (26) étant fixe les uns par rapport aux autres et formant une partie triphasée (31) du transformateur (10), ledit deuxième corps (13), ladite deuxième bobine (17), ledit quatrième corps (23) et ladite quatrième bobine (27) étant fixe les uns par rapport aux autres et formant une partie diphasée (32) du transformateur (10), ladite partie triphasée (31) et ladite partie diphasée (32) étant mobiles en rotation autour de l'axe A, l'une par rapport à l'autre.
2. Transformateur (10, 110, 210, 310) selon la revendication 1, dans lequel ru'= (V3 / 2) ni.
3. Transformateur (10, 110, 210, 310) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le rapport entre la section du matériau conducteur électrique de la première bobine (16) et la section du matériau conducteur électrique de la troisième bobine (26) est égal à V3.
4. Transformateur (10, 110, 210, 310) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite deuxième bobine (26) comprend une première demi-bobine (26a) et une deuxième demi-bobine (26b) séparées par ledit point milieu (Obp, Ocp), les sens de bobinages desdites demi-bobines (26a, 26b) correspondant, pour des courants (Ibp, Icp) entrant par les terminaux (Bp, Cp) de la deuxième bobine (26), à des potentiels magnétiques de sens opposés (Pb, Pc).
5. Transformateur (210, 310) selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre au moins un ensemble de bobines triphasées ou diphasées supplémentaires.
6. Transformateur (10, 210) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la partie triphasée (31) entoure la partie diphasée (32) par rapport à l'axe A ou inversement.
7. Transformateur (110, 310) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la partie triphasée (31) et la partie diphasée (32) sont situées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe A.
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