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PERFECTIONNEMENTS AUX CIRCUITS PRODUCTEURS DE COURANTS HAUTE FREQUENCE.
La présente invention a pour objet un dispositif à tubes électroniques pèur transformation d'énergie! elle a trait ,en particulier, à des circuits oscillateurs à tubes, dans lesquels un circuit de charge à haute fréquence est alimente par une source de courant alternatifde fréquence industrielle,
Dans certains procèdes Industriels, tels que le chauffage, il est désirable d'alimenter un circuit de charge en courant alternatif de relativement haute fré- quence, en partant d'une source de courant alternatif de fréquence industrielle.
La présente invention permet d'alimenter un circuit à HF au moyen d'un ap- pareil de construction simple, et disposé de manière à offrir une plus grande sou- plesse de commande que les appareils connus jusqu'ici.
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Conformément à l'invention, l'appareil comprend un circuit oscillant et deux tubes électroniques montés en oscillateurs symétriques qui fournissent l'énergie au circuit de charge. Plusieurs dispositifs d'excitation sont prévus de manière à rendre les valves simultanément conductrices pendant une partie prédéterminée de certaines parties choisies à l'avance dans chaque cycle de la tension alternative d'alimentation, et provoquent ainsi l'alimentation du circuit de charge pendant les intervalles de temps correspondants.
L'invention sera bien oomprise si l'on se reporte à la description qui suit et au dessin qui l'accompagne à titre d'exemple non limitatif et dans lequel : la figure 1 est un schéma conforme à l'invention, la source de courant in- dustriel ayant une fréquence de l'ordre de grandeur de 50-60 périodes/sec., la figure 2 représente certaines caractéristiques de fonctionnement de l'appareil de la figure 1,
En se reportant à la figure 1, on a représenté le schéma d'un appareil con- forme à l'invention, transmettant un courant alternatif de fréquence relativement élevée à un circuit de charge 1, en partant d'une source de courant 2 à fréquence industrielle, telle qu'un secteur à 50-60 pér./sec. On dispose un circuit oscillant qui peut comporter un condensateur 3,
connecté de manière à être chargé par le cou- rant du secteur 2, à travers une impédance appropriée, telle qu'une résistance 4.
Le circuit de charge 1 est alimenté par le circuit oscillant, et un transformateur 5 peut accoupler ces deux circuits.
Le transformateur 5 peut comporter un primaire 6 et un secondaire 7. Si on le désire, l'inductance du transformateur peut être utilisée somme réactance in- ductive qui, en coopérant avec la réactance capacitive du condensateur 3, constitue- rait le circuit oscillant accordé, La fréquence naturelle du circuit oscillant peut être, bien entendu, commandée ou réglée de nombreuses manières, parmi lesquelles on a choisi, par exemple, le réglage par la variation de capacité du condensateur 3, qui est réglable. L'inductance efficace du transformateur 5 peut être commandée ou réglée au moyen d'un dispositif à prises variables, associé avec le primaire 6.
Afin de constituer un circuit symétrique de décharge pour le condensateur 3 et afin de faire osciller le circuit oscillant, on dispose deux valves électriques 8 et 9 connectées en opposition, c'est-à-dire que ces valves laissent passer le cou- rant en sens inverse par rapport au circuit qui leur est associa Ces valves, bien qu'en n'y étant pas limitées, peuvent être du type comportant un milieu ionisable tel qu'un gaz ou une vapeur, et chaque valve comporte une anode 10. une ca-
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-thode 11, telle qu'une certaine quantité de mercure, et un dispositif de commande tel qu'un élément de contrôle d'allumage par immersion 12.
Cet élément 12 peut être en une matière telle que le oarbure de bore, ou le carbure de silicium, ayant une résistivité électrique relativement grande par rapport à celle du mercure, et ayant une extrémité qui se prolonge en-dessous de la surface du mercure de la cathode.
Des valves électriques de cette nature nécessitent l'envoi d'une valeur minimum critique prédéterminée de courant entre les éléments 12 et les cathodes associées 11, pour ren- dre les valves conductrices*
Conformément à l'invention, on prévoit des moyens d'excitation pour rendre les valves 8 et 9 conductrices simultanément pendant des parties prédéterminées de certaines parties choisies à l'avance dans chaque cycle de la tension alternative d'alimentation"
Bien entendu, lorsque le circuit oscillant transmet des courate HF au air- cuit de charge 1, les valves 8 et 9 conduisent le courant HF d'une manière alternée, suivant la direction du courant passant dtune plaque du condensateur 3 à l'autre pla- que.
Toutefois, les moyens d'excitation maintiennent les valves 8 et 9 en condition de conductibilité, en entretenant des taches cathodiques sur les cathodes associées 11, pendant les intervalles de temps prédéterminés.
On dispose donc plusieurs circuits d'excitation 13, 14, 15, 16 pour trans- mettre aux éléments de commande 12 des impulsions électriques de valeur et de durée prédéterminées, afin de maintenir simultanément conductrices les valves 8 et 9 pen- dant des Intervalles prédéterminés de temps dans chaque cycle de la tension de la source 2.
Pour rendre les valves 8 et 9 conductrices pendant certaines parties des demi-périodes de tension, ayant une polarité déterminée, telles que des parties des demi-périodes positives de la source 2, on prévoit deux circuits d'excitation 13,14 qui sont disposés de façon à transmettre des courants de valeur et de durée prêdd- terminées, afin de rendre les valves 8 et 9 simultanément conductrices pendant ces Intervalles prédéterminées de temps* Si l'on désire rendre les valves 8 et 9 con- ductrices pendant les demi-périodes négatives de la tension du circuit 2, on prévoit des circuits d'excitation 15 et 16,
dont la polarité est telle qu'ils produisent des Impulsions électriques pendant des Intervalles de temps décalés de 180 par rapport à ceux correspondant aux circuit d'excitation 13, 14.
Les circuits d'excitation 13, 14, 16 & 16 sont analogues comme construc- tion et comme disposition, et pour faciliter l'exposé. on ne considérera en
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détail que le circuit 13.
Cette description s'appliquera bien entendu aux autres circuits,
Le circuit d'excitation 13 est disposé pour transmettre à l'élément de oon- tr8le 12 de la valve 8, une impulsion de courant, dont la valeur est supérieure à la valeur minimum critique de courant nécessaire pour rendre conductrice la valve 8. ce circuit d'excitation comprend un condensateur 38, qui est chargé par une source appro priée de courant unidirectionnel, ou chargé par le circuit 2 à courant alternatif, à travers un transformateur 39, comportant un primaire 40 et qui peut comporter plu- sieurs secondaires 17, 18, 19, 20.
Des moyens appropriés de redressement, tels qu'au redresseur unidirectionnel 21, sont connectés dans le circuit secondaire 17 avec un condensateur 38, de manière à charger ce dernier suivant la polarité indiquée, Une résistance de contrôle 22 peut être mise dans le circuit pour limiter ou contrôler la valeur de la charge du condensateur 38. L'impulsion transmise à l'élément de con- trôle 12 est produite par la décharge de ce condensateur* La décharge peut être ef- fectuée en utilisant un dispositif approprié de contrôle de décharge électrique 23 qui est de préférence du type comportant un milieu ionisable, et une anode 24, une cathode 25 et une grille de contrôle 26.
Le circuit de décharge peut aussi compor- ter une résistance 27 de limitation de courant, et peut comprendre une inductance 28 qui sert à rendre le tube à décharge 23 non conducteur après chaque décharge du con- densateur 38, de telle sorte que la grille 26 puisse reprendre sa fonction de con- trôle,
Pour que le tube à décharge 23 devienne conducteur dans les circuits d'ex- citation 13 à 16, et, par conséquent, pour amorcer la décharge au condensateur 38, on dispose un transformateur ayant un noyau 29, un primaire 30 et plusieurs secon- daires 31,32, 33, 34, qui sont connectés respectivement aux tubes à décharge 23 et aux circuits d'excitation 13 à 16.
Une source appropriée de tension de polarisation négative unidirectionnelle, telle qu'une batterie 35, peut être utilisée pour appli- quer sur la grille 26 une tension pour laquelle le tube 23 n'est pas conducteur et une résistance 36 de limitation de courant peut être mise en série avec 35 et le secondaire 31.
On remarquera qu'en raison de la polarité des secondaires 31 & 32, les tubes à décharges 23 des circuits d'excitation 13-14 sont rendus simultanément con- ducteurs, et transmettent par conséquent des impulsions électriques correspondantes aux éléments de contrôle 12 des valves 8 et 9. En outre, les tubes à décharge 23 des circuits d'excitation 15-16 sont au.si rendus simultanément conducteurs en
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raison de la polarité correspondante des secondaires 33 & 34.
Toutefois, les circuits 15 & 16 sont rendus conducteurs à des moments décalé de 180 par rapport aux périodes de fonctionnement des circuits 13-14. Ce décalage de phase est obtenu au moyen des connexions relatives des enroulements 31,32 et 33, 34.
Si l'on veut régler la partie des cycles de la tension alternative d'ali- mentation pendant laquelle des impulsions sont transmises aux éléments de contrôle 12, on prévoit un dispositif approprié pour commander le moment de la production et de la transmission de ces impulsions vers les éléments de contrôle 12. Par exemple on dispose un appareil approprié de déphasage,, comme l'appareil tournant 37, con- necté entre le primaire 30 et le secteur alternatif 2, afin de régler la phase de la tension de fonctionnement appliquée aux grilles de contrôle 25 des tubes à dé- charge 23. L'appareil déphaseur 37 contrôle également la quantité d'énergie trans- mise au circuit I.
On peut expliquer le fonctionnement de l'appareil de la figure 1, en consi- dêrant le système quand il fonctionne pour transmettre du courant alternatif de relativement HF au circuit de charge, à partir du secteur 2 à fréquence Industriel- le. A moins que des impulsions de courant de contrôle ne soient transmises aux éléments de contrôle 12, les valves 8 et 9 ne sont pas conductrices et, par oonsé- quent, aucun courant n&est transmis au circuit de charge 1. Quand des Impulsions sont transmises à ces éléments 12, les valves 8 et 9 sont rendues conductrices et le circuit oscillant est mis en oscillation et des cousants HF sont fournis au circuit 1, pendant la période de conductibilité des valves 8 et 9.
En considérant le système comme destiné à transmettre des courante HF au circuit 1, pendant un seul intervalle de temps compris dans chaque cycle de ten- sion du secteur 2, les circuits d'excitation 13-14 transmettent des impulsions de courant de grandeur, de forme d'onde et de durée correspondante aux éléments de contrôle 12, en maintenant les valves 8 & 9 simultanément conductrices pendant cet Intervalle de temps, Bien entendu, les valves 8 & 9 ne conduisent pas le courant simultanément, en raison du fait que le courant HF est alternatif,
Lorsque la plaque de droite du condensateur 3 est chargée approximativement à sa tension positive maxima, le courant commencera à s'écouler à travers la valve 9, quand une Impulsion de courant sera transmise à l'élément 12.
Le courant con- tinue à passer dans cette valve 9 dans la même direction, même après que la: tension du condensateur 3 se sera renversée en raison de l'énergie accumu-
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-lée dans l'inductance du transformateur 5. Quand le courant est tombé à sa va- leur nulle et qu'à ce moment la plaque de gauche a une tension voisine de sa valeur positive maxima, la valve 8 commence à laisser passer du courant. A ce moment, les oscillations HF se produisent quand les valves 8 & 9 sont excitées, mais l'oscilla- tion HF amortie peut atteindre la valeur 0 avant la fin de la période d'excita- tion des éléments 12. Par exemple, les valves 8 & 9 peuvent être excitées pendant 15 degrés (électriquement parlant) par rapport à la tension du secteur 2, et les oscillations HF peuvent atteindre 0, après quinze degrés électriques.
C'est-à-dire que le courant HF est transmis alternativement par les valves 8 & 9 mais, pendant l'intervalle de temps prédéterminé, les deux valves sont maintenues conductrices par l'énergie anpropriée envoyée aux éléments de contrôle 12.
Si l'on désire produire des courants HF deux fois par période de la tension du circuit 2,comme, par exemple, à la fois pendant les demi-périodes positive et négative, on peut utiliser les circuits d'excitation 15 & 16, et ces circuits trane mettent des impulsions aux éléments 12, pendant des intervalles de temps décalée sensiblement de 180 par rapport à ceux correspondant aux circuits d'excitation 13-14.
Le déphaseur 37 peut être employé pour régler le moment, pendant les cycles de la tension de 2, auquel les impulsions HF sont amorcées. Bien entendu, ce dé- phaseur 37 peut être utilisé pour contrôler la quantité d'énergie transmise au circuit de charge 1.
On va examiner maintenant le fonctionnement des circuits d'excitation 13-16.
Si on considère en particulier le circuit 13, le condensateur 38 est chargé par l'enroulement 17, à travers le dispositif 21 à conduction unidirectionnelle, et se décharge dans le circuit comprenant la résistance 27, l'inductance 28, l'élément de contrôle 12 de la valve 8 et le tube à décharge 23, à un moment prédéterminé pen- dant le cycle de la tension du eecteur 2, déterminé par le déphaseur 37.
La valeur du courant transmis à l'élément de contrôle et sa durée sont déterminées par les constantes du circuit d'excitation 13, Pour avoir plus de détails sur ces bircuits
13 à 16, il suffit de se reporter aubrevet belge n 418.223 déposé le 4 novembre 1936 par la société demanderesse,
On peut mieux se rendre compte de la manière dont les valves 8 et 9 fonc- tionnent pendant chaque cycle de la tension du secteur 2, en se reportant aux caractéristiques de fonctionnement représentées figure 2.
La courbe A représente la tension du secteur 2,
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Quand on n'utilise que les circuits d'excitation 13 et 14, les @alves 8 et 9 conduisent le courant 17 Pendant les intervalles a-b et c-d. Quand on utilise les quatres circuits d'excitation 13 à 16, les valves 8 et 9 conduisent le courant HF et, par conséquent, alimentent le circuit de charge 1, pendant les intervalles a-b, c-d, e-f,g-h.
Bien qu'on ait représenté qu'une variante de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particulière, donnée à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci- dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.
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