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Dispositif pour alimenter un circuit par l'intermédiaire d'un ignitron.
L'invention concerne un dispositif pour alimenter un* charge inductive et/ou une petit* charge par une source de tension alternative et par 1' intermédiaire d'un ignitron.
Afin d'éviter une extinction de l'ignitron par suite d'un accroissement trop lent de l'intensité du courant dans la charge) il est connu d'augmenter au début cette intensité de courant à l'aide d'un circuit auxiliaire, contenant un condensateur, et insé- r entre une électrode de l'ignitron et une borne de la charge op- posée à l'ignitron.
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Pans des dispositifs connus, go circuit auxiliaire est
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constitua par le montage en série d'un condensateur et d'une rétif-
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tançât et peut tire monté en parallèle avec la charge ou avec 1',1-:, : guitron. Dazw le prêter cas, le courant dans la charge est augmen- té au début pur le ourant de charge du condensateur, courant dont l'1ntcnnitÓ est limitée par la résistance. La constante de temps du circuit auxiliaire ost petite par rapport à une de.ai-période
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de la tension alternative d'alimentation, de sorte que la tension
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aux boriiou du c'm.1onl14\t.tlur reste pratiquement égale in celle aux
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borne. de la charge, alors que l'intensité du courant dans le cir- cuit auxiliaire, après une pointe initiale, reste assez faible.
Dans le second cas, la tension aux bornes du condensateur
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est pratiquement égale à celle appliquée z l'ignitron. Au ao,*aent où linitron est t...Jorcl, le condensateur se décharge par l'intar- medialre de la résistance et de l'ignt,t,rot après quoi la tension aux bornes d.: condensateur reste égale a celle de l'ignitron, donc
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très basse. Dans les deux cas, l'augmentation initiale du courant dans
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l'ignitron eat de courte durée et d'amplitude 1 initie j d'une part,
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la capacité du condensateur est limitée par des considérations ,
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pratiques et par le fait que 14 fréquence propre du circuit dit., , 2"4.o1.fln fora 4 par le qond 4#Ateir de charge inductive doit ':1, .
, . '.. , ' 1-' -plus élevée que lu "fréquence- de la tension alternative d'a11u.8f1t&";' ,.M,9n, et, d'autre part, la r,lar de la résistance doit être* choisi,* ,81 élevée que, le circuit de résonance soit amorti d'une zonier< sous-eritique, faute de quo des oscillations gênantes de ce circuit seraient ene drées par les pointes de courant se produisant lors de lPa=rça4t et/ou lors de l'extinction do l'ignitront De ce fait, le courant total dans l'1&n1tron peut, dans certaines circonstances, baisser nouveau ',uxqu'on deçà de la va- leur de maintien ava,,t que le courant de charge ait atteint la va- leur de CLintien ,
de sorte que It tâche cathodique disparaît avant cet Instant ou n'est pas encore ?t*Ale à cet instant et/ou n'émet
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pas encore suffisaient d'ions pour assurer le passage de la de'* charge par l'anode principale de l'ignitron. Dans le cas d'une charge inductive ou faible, par exemple lors de l'alimentation du transformateur d'un appareil de soudage électrique, l'ignitron peut donc s'éteindre et, se réamorcer éventuellement ensuite, etc. il travaille alors comme un contact qui vibre, le soudage est mau- vais, irrégulier, ou impossible et de plus la durée de vie de l'ignitron est fortement réduite.
L'expérience a prouvé que l'on peut éviter de télé phéno- mènes nuisibles en faisant en sorte qu'à partir du début de l'a- morçage et pendant une période d'amorçage de l'ordre de grandeur de 100 u sec., le courant dans l'ignitron ait une intensité plus élevée que celle à l'amorçage.
La présente invention fournit un circuit auxiliaire perfec- tionné, à l'aide duquel l'intensité du courant de charge du début peut être augmentée dans une mesure relativement plus grande et pendant un temps plus Ions.
Le dispositif conforme à l'invention présente la particu- tarifé que le circuit auxiliaire comprend le montage en série d'un condensateur shunté par une résistance et d'un redresseur monté dans le sens direct par rapport au courant de l'électrode de l'igni. tron reliée au circuit auxiliaire.
Cette disposition permet de faire circuler dans le circuit auxiliaire une impulsion de courant très intense et de longue durée et de ce fait assurer un bon fonctionnement de l'ignitron,même dans des conditions défavorables.
De préférence, ce passage de la décharge à l'anode de l'ignitron doit s'effectuer pendant une période d'accroissement du courant dans l'ignitron* Ce résultat est obtenu lorsque l'on in- aère dans le circuit auxiliaire, conformément à l'invention, une self inductance additionnelle qui est montée en série avec le re- dresseur et le montage en parallèle du condensateur et de la résis- tance et qui forme, avec le condensateur, un circuit en série à fréquence propre plus élevée que la fréquence de la tension d'a-
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limentation.
La description du dessin annexe, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre cornaient l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Les Fies-1 , 2 et 3 sont les schéma de montage de trois
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exemples de réalisation du dispositif confome à l'invention.
Les fieures 4 à 7 sont des diagrammes courant-temps et ten8ion-te;rlpS permettant d'expliquer le fonctionnement de ce dis- positif.
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L'exemple de réalisation représenté sur la i'11l.1 comprend un transfumateur de soudage 1, dont l'enroulement primaire la est shunté par une résistance 2. Ce montage en parallèle fora la charge d'une source de tension alternative 3 qui y est connectée
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par 1' Intermédiaire de deux ignitrons 4 et 5 montés tete-beche.
Afin d'assurer un passage du courant, les ignitrons 4 et 5 sont amorcés à l'aide de thyratrons 6 et gt La cathode de chaque thyratron est reliée à l'électrode d'amorçage de l'ignitron corés- pondant. L'anode du thyratron 6 est connectée, par l'intermédiaire d'une résistance 7, à l'anode de l'initron 4 et à l'une des bornes de la source de tension 3, tandis que l'anode du thyra-, tron 8 est connectée à l'autre borne de la source de tension 3 par l'intermédiaire du montage en série d'une première résistance 9 et d'un condensateur 11 shunté par une seconde résistance 15.
Le montage en parallèle de l'enroulement primaire du transformateur
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de soudage 1 et de la rÓsiatanoe 2 est monté en série avec un con. densateur 10 shunté par une seconde résistance 14 et d'un redresseur 16 dont l'anode est reliée à la cathode de l'ignitron 4.
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Les thyratrons 6 et 8 sont amorçÓs à tour de rôle par de brèves impulsions de tension positive appliquées à leur électrode de commande respective et engendrées par une source d'impulsions synchrone avec la source de tension 3, la phase de ces impulsions pouvant éventuellement être réglée par rapport à la tension de la
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source de tension 3 afin de pouvoir ajuster Itinstant d'amoroagt des thyratrons 6 et 8 et donc également des i ni trôna 4 et 5, ainsi que la partit de chaque alternance de la tension d'alimentation transmise par ces ignitrons.
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Dans un dispositif connu du ebie genre, l'anode du Uiyra. tron 8 est reliée par l'intermédiaire de la résistance 9, corres- pondant à la résistance 7 et de stae valeur que cette 4trnUr., à l'anode de l'lsnitron 5#tandis que les circuits de charge auxio l1a1re. 10, 14j 16 et 11, 15, Si 9 sont resaplaaaa par un seul oon- densateur monté en série avec une r6'Utal1c,.La aapaaiti 411 4ondtn- aateur est alors llaitée par la condition que la fréquence propre du circuit constitué par 1* inductance effective agissant aux borne de l'onrouleraent primaire du transformateur de soudait 1 et par ce condensateur, duit être plus élevée que la fréquence de la source de tension alternative, par exemple trois fois plue élevée.
De plus, la résistance montée en série avec le condensa.
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teur doit être choisie si grande que le mêr-e circuit soit amorti de manière sous-critique*
Lorsque l'inductance de charge LB aux bornée de l'enroula
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ment pr maire du transformateur de soudage 1 est égale à 4#35 MH, tandis que la fréquence de la tension alternative de la source 3 est --*gale à 50 Hz, la capacité du condensateur ne saurait tire choisie plus grande qu'environ 11 F, tandis que la résistance couplée en série avec ce condensateur doit avoir une valeur d'au moins 20 ohms.
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Si la tension efficace de la source 3 est égale à 220 Y>Ito et que l'amorçage se produit à un instant to (flg.4) , auquel la valeur instantanée V de cette tension est égale à 260 volts, les variations dos courants de charge IB sont celles représentées sur
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la fig.5 âpres 200ju seo, le courant de charge atteint une in" densité de 12 ampères, dgale à l'intensité de courant requise pour l'aaorcace de la décharge entre la cathode et l'anode. L. circuit de charge auxiliaire connu est traversa à l'instant to par un ou
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rant 10 d'une intensité égale à 16 ancrai. L'Intensité do Ce courant diminue alors progressivement, Costa* il est représenté" sur la fige à mesure que le condensateur se charge.
L'expérience acquise dans l'utilisation des ignitrons prouve que l'on n'obtient de décharge stable que lorsque pendant au moino 100 u sec, eo#pté à partir de l'instant d'amorçage po$ l'intensité d" courait est plus grande que celle requise pour l'amorçage do la décharge entre la cathode et l'anode, par exemple
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supérieur* 12 Orbr8.
Dana l'pxcnpie décrit, nais avec le circuit de Charge auxilintre co u, cette condition est tout iuste remplie s ta (rl.5) plus le (fie*6) reste plus grand que 12 ampères pen- dant les premières 100 sec après to. L'instant de l'amorçage entre la cathode et l'anode n'est cependant pas très rigoureuse- ment diter.siné dans ces 100 ? sec, étant donné que le courant IB + 1e reste pratiquement constant et variera donc en fonction de la charge lorsque l'amorçage ne se produit pas immédiatement après l'instant t . Dans le cas d'une charge plus faible encore, la décharge deviendra douteuse et dans certaines circonstances, elle no se produira même pas, de sorte que la qualité de la soudure laisse souvent à désirer.
L'insertion d'un redresseur 16, dans le circuit de charge auxiliaire 10, 14, 16 et d'un redresseur 8 dans le circuit de
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charge auxiliaire 11, .5, g, 9 de chacun des ignitrons 4 et 5, OOU1:;e il est représenta sur la 1'18.1, permet d'abaisser la valeur de la résistance en série 7, respectivement 9, de chacun de ces circuits de charge auxiliaires les phénomènes de résonance de ces circuits de charge auxiliaires, avec l'inductance du circuit de charge 1 sont maintenant exclus et les résistances ? et 9 ne ser- vent plus à amortir d'une manière nous critique un tel circuit de résonance mais uniquement à limite? la valeur de pointe du courant dans le thyratron correspondant.
On choisira par exemple la valeur
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des résistances 7 et 9 égale à 5 ohas, tandis que les résistances
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14 et 15 sont choisies de façon que le condensateur correspondant 10, respectivement 11, soit déchargé après un temps égal à moins d'une demi-période de la tension d'alimentation. Lorsqu'on choisit pour les condensateurs 10 et 11, une valeur de 10, f, chacune des résistances 14 et 15 peut avoir une valeur de 300 ohms. Dans ces conditions, le courant icg dans chacun des circuits de charge auxiliaires présente la forme représentée sur la fig.6, Pendant 100 u sec après l'instant to, le courant IB + i dépasse à nouveau 12 ampères.
La valeur initiale du courant icg est cepen- dant beaucoup plus grande qu'avec le circuit de charge auxiliaire connu et est égale à 53 ampères, de sorte que l'amorçage de la décharge entre la cathode et l'anode de chaque ignitron peut s'éta- blir Immédiatement après to,à un instant qui est pratiquement indépendant du courant de charge IB.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig.2, les circuits de charge auxiliaires comprennent une inductance commun.
18. Une autre différence est que le circuit de charge auxiliaire avec le condensateur 11 comprend, pour l'ignitron, 5, un redresseur 17 dont la cathode est reliée au noeud de la cathode de l'igni- tron 4 et de l'anode de l'ignitron 5, tandis que l'anode du thyra- tron 8 est reliée à ce point par l'intermédiaire de la régis tance 9, de même valeur que la résistance 7. Sur la fig.2, la faible char- ge inductive 1, 2 est représentée par un rectangle.
Ensemble avec l'inductance 18, chacun des condensateurs 10 et 11 forme un circuit de résonance et les valeurs de ces conden- sateurs et de cette inductance sont choisies de façon que la fré- quence de résonance de chacun des circuits auxiliaires 10, 18, 14, 16 et 11, 18, 15, 17 corresponde à une demi-période d'un peu plus de 100 u sec, par exemple de 113 u sec (fig.7) . La courbe ip en trait plein de cette figure montre les variations du courant dans un circuit de charge auxiliaire, non amorti, avec un conden- sateur 10, 11 de 5 wF et une inductance 18 de 250 H.
L'inten- sité de ce oourant augmente très rapidement et atteint, au bout de
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55 sec, une valeur maximale de 37 ampères. En réalité, chaque circuit de charge auxiliaire est cependant amorti par la résistance en parallèle 14, respectivement 15 de, par exemple, 600 ohms, par la résistance de passage de son redresseur 16, respectivement 17 et, avant l'amorçage de la décharge entre la cathode et l'anode de l'ignitron correspondant, par le thyratron 6 ou 8 avec sa ré-
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sistance li,miteuse d'intensité 7 ou 9. Le courant dans chacun de ces circuits varie donc de la manière représentée par la courbe
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en pointillés ipa et a une intensité maximale de t 25 ampères.
Jusqu'à l'instant to' , auquel l'intensité du courant dans un circuit de charge auxiliaire atteint une valeur d'environ 12 am- pères, le courant ii dans l'ignitron correspondant est égal au
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courant io de l'électrode d'a:.orç±1ge de cet ignitron.
A l'instant to' la décharge entre la cathode et l'anode du même ignitron s'a- morce et cornue le circuit de cette anode ne comprend pas de ré- sistance correspondant colle du thyratron 6 ou 8 avec sa résis- tance limiteuse d'intensité 7 ou 9, l'intensité du courant d'i-
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gnitron 1, augmente plus fortement que suivant la courbe 1p' A partir de ce moment, l'intensité du courant dans l'électrode d'amorçage de 1&itn baisse brusquement.
Par 11,t1 t. de la présence du redresseur 17, le tube à n'tst plus insère dans le circuit de charge auxiliaire de l'ignitron,
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d sorte que tout le dispositif est symétriquement en tête-bech$ et que les deux ignitrons travaillent à tour de rôle d'urJo1t manière identique.
L'1nduotence bzz de la fig.2 peut également être remplace par deux inductances insérées respectivement dans les circuits
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cathodiques des ignitrons 4 et 5, alors qu'une anode auxiliaire éventuelle de chaque ignitron est reliée à l'extrémité de l'induc- tance correspondante, opposée à la cathode de cet ignitron et/ou l'électrode d'amorçage de choque ignitron, est connectée par l'in-
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torzaddiaire d'un redresseur, monté dans 1t. sens direct, à l'extré- mité opposée à la cathode. De cette manière, pendant un temps assez
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long, l '1n tau! t4 du courant d'aaorçaga Il peut être aaintonue A une valeur élevée, Stbet b l'énergie accumulé* dons l'1nduotlno8.
Toutefois, les Inductances doivent 4tre dimensionneeo pour le courant principal d'un ignitrons, de sorte qu'elles seront totêt volumineuses et assez coûteuses.
Aussi pdihrat-at comme dans l'exewplt de réalisation re- présenté sur la fi*. 3 et suivant le brevet 1".\lg1 n* 612.794 1n.4rer des inductrice* 12 et 13 entre l'électrode d'M.oragt de chaque Ignitron 4 ou et la cathode du thyratron 6 ou 8 correspondant et relier lit cathode de chaque ignitron 4 ou 5 par l'intera<5âi&irt d'un r<'dre<tDcuf 19 ou 20, à la eathode du thyratron correspondant, l'anode du redresseur 19 ou 20 <kar.t reliée b la cathode de lui. gnitron correspondant 4 ou 5.
Lors de l'amorçage de l'ignitron 4 par exemple, le premier
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condensateur 10 ne charge par l'1ntorm(d1.ire du redresseur 16, le trajet entra la cathode et l'électrode d'amorçage de l'ignitron 4, l'inductance 12 du trajet cathode-anode du thyratron 6 et la résidence de limitation 7 de ce dernier. Par suite de ce courant
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de charge, de l'énergie est accumulée dans l'inductance 12 jusqupà l'instant to" " (fig.7). Après que toute l'énergie électrique du circuit oscillant, constitué par le condensateur et l'inductance 12 est passée dans cette inductance, le thyratron 4 .'éteint à
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l'inst&nt tao", car le condensateur 10 est Laintenat.t chargé à la tension de la source 3 et le thyratron ne reçoit donc plus de tension cathode-anode.
L'inductance 12 contrecarre cependant une brusque interruption du courant. Lors de l'extinction du thyratron 6, il se produit donc aux bornes de l'inductance 12 une contre-
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tension qui ne saurait entraîner un réaaorçage du thyratron 6, car elle engendre un courant par l'intermédiaire du redresseur 19 et du trajet entre la cathode et l'électrode d'amorçage de l'igni- tron 4. L'énergie électrique accumulée a l'instant to" dans l'in- ductance 12, est dissipée dans ce circuit. L'impulsion de courant
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d'amorçage est ainsi no tablât en t prolongée, comme remontre la
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fië'7 par la ligne i traita mixtes, et par exemple 140 M aeo aprew l'instant to' son intensité peut encore tire d'environ 12 tua" pères.
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Dans tau.. les cas rencontrés en pratique, un circuit auxi* Maire conforme à ltinvexitlon peut fournir une solution .at18tallan" te, sûre, et relativement meilleur marché du problème de l'amorcage d'un, ignitron, exposé dans le préambule.