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.APPAREIL .ELECTRIQUE.
La présente invention concerne les générateurs électroniques d'os- cillations à haute fréquence, et en particulier les générateurs pouvant être utilisés pour le chauffage à haute fréquence.
Les générateurs de fréquences convenant aur chauffage à haute fré- quence par induction et résistance comportent fréquemment des tubes électroni- ques à commande par grille dont le circuit de grille est couplé au circuit de plaque par inductance mutuelle., celle-ci étant réalisée au moyen d'un enroule- ment placé dans le circuit de grille de commande et associé inductivement à l'enroulement inducteur du circuit oscillante Quand de telles dispositions sont prises, des difficultés se présentent dans certains cas parce que la self- induction de grille de commande doit être placée très près d'une grande partie des spires de la self du circuit oscillante
Quand la réactance de la charge est principalement inductive,
la chute de tension dans ledit enroulement inducteur n'est qu'une partie de la chute de tension aux bornes du condensateur du circuit oscillant et elle variera avec les variations de la réactance de la charge, quand celle-ci s'échauffe.
Il s'ensuit que la tension disponible pour fournir de l'énergie excitatrice à la grille est faible comparée à celle appliquée par le générateur-aux bornes du condensateur du circuit oscillant et qu'elle subit des variations très gê- nantes. De plus, le fait de devoir coupler la grille à la self du circuit os- cillant entraine des complications coûteuses au cas où la self du circuit oscil- lant doit être placée à une certaine distance de la base du tube électronique.
Conformément à l'invention, le renvoi d'énergie vers le circuit de grille de commande se fait par des moyens mécaniquement indépendants du cir- cuit oscillant et l'enroulement de grille peut être placé près de l'oscillateur à tube électronique.
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Diverses formes d'exécution préférées de l'invention sont représen- tées à titre d'exemple au dessin annexée
La figure 1 est un schéma de connexions d'un circuit au moyen duquel les principes de l'invention sont appliqués à un générateur électronique de courant électrique à grille de commandée
Les figures 2, 3 et 4 sont des schémas de connexion de circuits différents servant au même bute
Comme la figure 1 le montre en détail, le tube électrique à décharge 1 a son anode reliée an moyen d'une self appropriée 2 à une borne positive d'une source de courant continu 2A, dont la borne négative est mise à la terre. La cathode du tube 1 est aussi mise à la terre et reliée à une extrémité d'une charge 3 du type à échauffement par induction ou par un autre moyen d'absorption de la chaleur.
La charge 3 est aussi reliée à un circuit oscillant comprenant une self variable 4 et un condensateur 5 courants dans la technique du chauf- fage par haute fréquence précitée. L'anode du tube 1 est reliée au circuit oscillant 4. 5 par l'intermédiaire d'un condensateur de blocage 7 classique.
Le renvoi d'énergie du circuit anodique au circuit de la grille de commande du tube 1 se fait au moyen d'un transformateur ayant un enroulement primaire 8 fortement couplé à un enroulement secondaire 9 dont une des extrémi- tés est connectée à l'électrode de commande du tube 1. L'autre extrémité est mise à la terre par un condensateur approprié 11 shunté par une résistance 12.
L'enroulement primaire 8 est de préférence proportionné de façon à laisser passer un courant qui représente une fraction assez petite du courant traversant le condensateur 5 du circuit oscillant. Par exemple.. le courant circulant dans l'enroulement 8 peut valoir de 10 à 20% du courant passant dans le condensateur shunt 5. L'enroulement 9 est de préférence couplé à l'enroule- ment primaire 8 aussi étroitement que le'permettent les conditions de tension et il a un nombre de spires suffisant pour appliquer l'excitation voulue à la grille de commande du tube 1 de façon que celui-ci produise les oscillations désirées. La fréquence des oscillations est évidemment fixée par l'accord du circuit composé du condensateur 5, de la self 4 et de la charge 3.
Le conden- sateur de grille 11 et sa résistance de fuite 12 sont calculés de manière clas- sique afin de donner la polarisation négative désirée à la grille de commande du tube 1.
Comme les enroulements 8, 9 du transformateur sont tout à fait in- dépendants au point de vue construction de la self 4 du circuit oscillant 4, 5, cette disposition des éléments a l'avantage de permettre de maintenir le tube électronique 1 alimentant la charge 3 dans ses meilleurs conditions de fonction- nement en réglant l'inductance mutuelle entre les enroulements 8 et 9, par exem- ple, indépendamment de tout réglage et de toute disposition du circuit oscil-
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liant 4, 5
La figure 2 donne le schéma d'un circuit semblable à celui de la figure 1, sauf que le circuit oscillant et la charge se trouvent à une certaine distance du générateur 1 et de son transformateur d'excitation de grille 8, 9, une ligne de transmission 6 reliant les deux parties de l'installation.
Une ligne reliant la grille de l'oscillateur au circuit oscillant éloigné. est inu- tile à cause du transformateur de tension de grille.
La figure 3 représente en variante un circuit pouvant convenir à certains types de charges haute fréquence. Les éléments semblables des figures 1 et 3 portent les mêmes références, et il suffira de décrire en détail les éléments spéciaux de la figure 3 différents de ceux de la figure la Ainsi les constituants 1 à 7 de la figure 3 sont semblables à ceux déjà décrits avec ré- férence à la figure 1. Cependant le circuit de feed-back qui retourne de l'é- nergie du circuit plaque du tube 1 à s,a grille de commande à la figure 2, com- prend un condensateur 21 en série avec une self variable 22 et avec un circuit comprenant un condensateur 11 en parallèle avec une résistance 12.
Le point de jonction du condensateur 21 et de la self 22 est relié à la grille de comman- de du tube 1, tandis que les extrémités opposées des deux circuits précités de commande de grille sont reliées respectivement à la terre et à la ligne qui
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transporte l'énergie de l'anode du tube 1 à la charge.
En réglant et proportionnant convenablement les valeurs de la self 22, de la résistance 12 et du condensateur 21, on peut appliquer en feedback à sa grille de commande la tension appropriée qui fera que le tube 1 engendre des oscillationso Ainsi, l'impédance totale du canal comprenant le condensa- teur 21, la résistance 12, la self 22 et le condensateur 11 est telle que ce canal conduit un courant qui vaut de 10 à 20 % du courait traversant le con- densateur 5.
L'impédance en ohms de la self 22 vaut,à la fréquence de charge,
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de 20 à 25% de'l'impédance en ohmà:;Jiu .t>ndensa-bel1r 2;r:rt'6t'd5limpédance du. condensa- beur 11.. .?à lai'A#We=>frégumde,%&i1t?tié 1. à 20 % de la valeur ohmique de la self 22
Le dispositif de circuit décrit avec référence à la figure 3 est destiné à être utilisé à des fréquences de 450 kilo-cycles ou moins, et l'expé- rience a montré que le dispositif qui vient d'être décrit convient particuliè- rement bien pour des fréquences de cet ordreo
La figure 4 représente un circuit semblable à celui de la figure 3 pour le retour d'énergie à la grille de l'oscillateur 1,
mais la charge est placée à une certaine distance de l'oscillateur et du transformateur d'excita- tion de grille et alimentée au moyen d'une ligne de transmission 60 REVENDICATIONS.
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.ELECTRICAL APPLIANCE.
The present invention relates to electronic high frequency oscillation generators, and in particular to generators which can be used for high frequency heating.
Frequency generators suitable for high frequency induction and resistance heating frequently include grid-controlled electronic tubes, the grid circuit of which is coupled to the plate circuit by mutual inductance., This being achieved by means of a winding placed in the control gate circuit and inductively associated with the inductor winding of the oscillating circuit When such arrangements are made, difficulties arise in some cases because the control gate self-induction must be placed very close to a large part of the coil coil of the oscillating circuit
When the reactance of the load is mainly inductive,
the voltage drop in said inductor winding is only a part of the voltage drop across the capacitor of the oscillating circuit and it will vary with the variations in the reactance of the load, when the latter heats up.
It follows that the voltage available to supply excitation energy to the grid is low compared to that applied by the generator to the terminals of the capacitor of the oscillating circuit and that it undergoes very troublesome variations. Moreover, the fact of having to couple the grid to the choke of the oscillating circuit leads to costly complications in the event that the choke of the oscillating circuit has to be placed at a certain distance from the base of the electron tube.
According to the invention, the energy return to the control gate circuit is effected by means mechanically independent of the oscillating circuit and the gate winding can be placed near the electron tube oscillator.
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Various preferred embodiments of the invention are shown by way of example in the accompanying drawing.
Figure 1 is a circuit diagram of a circuit by means of which the principles of the invention are applied to an electronic generator of electric current with a controlled gate
Figures 2, 3 and 4 are connection diagrams of different circuits serving the same stop
As figure 1 shows in detail, the electric discharge tube 1 has its anode connected by means of a suitable inductor 2 to a positive terminal of a direct current source 2A, the negative terminal of which is earthed. The cathode of the tube 1 is also earthed and connected to one end of a load 3 of the type heated by induction or by some other means of absorbing heat.
Load 3 is also connected to an oscillating circuit comprising a variable inductor 4 and a capacitor 5 common in the aforementioned high frequency heating technique. The anode of the tube 1 is connected to the oscillating circuit 4. 5 via a conventional blocking capacitor 7.
The energy return from the anode circuit to the control grid circuit of the tube 1 is done by means of a transformer having a primary winding 8 strongly coupled to a secondary winding 9, one end of which is connected to the electrode. control of tube 1. The other end is earthed by a suitable capacitor 11 shunted by a resistor 12.
The primary winding 8 is preferably proportioned so as to pass a current which represents a fairly small fraction of the current passing through the capacitor 5 of the oscillating circuit. For example, the current flowing in winding 8 may be 10-20% of the current flowing in shunt capacitor 5. Winding 9 is preferably coupled to primary winding 8 as tightly as possible. voltage conditions and it has a sufficient number of turns to apply the desired excitation to the control grid of the tube 1 so that the latter produces the desired oscillations. The frequency of the oscillations is obviously fixed by the tuning of the circuit composed of the capacitor 5, the inductor 4 and the load 3.
The grid capacitor 11 and its leakage resistance 12 are conventionally calculated in order to give the desired negative bias to the control grid of the tube 1.
As the windings 8, 9 of the transformer are completely independent from the point of view of construction of the inductor 4 of the oscillating circuit 4, 5, this arrangement of the elements has the advantage of making it possible to maintain the electron tube 1 supplying the load. 3 in its best operating conditions by adjusting the mutual inductance between windings 8 and 9, for example, independently of any adjustment and any arrangement of the oscillating circuit.
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binder 4, 5
Figure 2 gives the diagram of a circuit similar to that of figure 1, except that the oscillating circuit and the load are at a certain distance from the generator 1 and its grid excitation transformer 8, 9, a line transmission 6 connecting the two parts of the installation.
A line connecting the grid of the oscillator to the distant oscillating circuit. is unnecessary because of the gate voltage transformer.
FIG. 3 represents a variant of a circuit which may be suitable for certain types of high frequency loads. Similar elements in Figures 1 and 3 bear the same references, and it will suffice to describe in detail the special elements of Figure 3 different from those of Figure 1a Thus the components 1 to 7 of Figure 3 are similar to those already described with reference to figure 1. However, the feedback circuit which returns energy from the plate circuit of tube 1 to s, to the control grid in figure 2, comprises a capacitor 21 in series with a variable inductor 22 and with a circuit comprising a capacitor 11 in parallel with a resistor 12.
The junction point of the capacitor 21 and the inductor 22 is connected to the control grid of the tube 1, while the opposite ends of the two aforementioned grid control circuits are respectively connected to the earth and to the line which
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carries the energy from the anode of tube 1 to the load.
By adjusting and appropriately proportioning the values of the inductor 22, of the resistor 12 and of the capacitor 21, we can apply in feedback to its control gate the appropriate voltage which will cause the tube 1 to generate oscillations o Thus, the total impedance of the channel comprising the capacitor 21, the resistor 12, the inductor 22 and the capacitor 11 is such that this channel conducts a current which is equal to 10 to 20% of the current flowing through the capacitor 5.
The impedance in ohms of the inductor 22 is, at the load frequency,
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from 20 to 25% of the impedance in ohmà:; Jiu .t> ndensa-bel1r 2; r: rt'6t'd5limpedance of. condenser 11 ...? at lai'A # We => frégumde,% & i1t? tié 1. at 20% of the ohmic value of choke 22
The circuit device described with reference to Figure 3 is intended for use at frequencies of 450 kilo-cycles or less, and experience has shown that the device just described is particularly well suited for use. frequencies of this order
FIG. 4 represents a circuit similar to that of FIG. 3 for the return of energy to the grid of oscillator 1,
but the load is placed some distance from the oscillator and the gate excitation transformer and supplied by means of a transmission line.