FR2516719A1 - Generateur d'arc electrique a decharge commandee - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES GENERATEURS PROPRES A PROVOQUER ENTRE LES ELECTRODES D'UN ECLATEUR UN ARC ELECTRIQUE. CE DISPOSITIF COMPREND UNE SOURCE 1 QUI ALIMENTE UN PREMIER CONVERTISSEUR G QUI APPLIQUE AUX BORNES DE L'ECLATEUR 20 UN SIGNAL CONTINU DONT LA TENSION MAXIMALE EST INFERIEURE A LA TENSION D'AMORCAGE DE L'ECLATEUR 20. UN SECOND CONVERTISSEUR E CAPABLE DE FOURNIR AUX BORNES DE L'ECLATEUR 20 UN SIGNAL A TRES HAUT POTENTIEL APTE A PERCER LA RIGIDITE DIELECTRIQUE INTER-ELECTRODES. DEUX CIRCUITS VALVE F ET H PERMETTENT A CHACUN DESDITS SIGNAUX D'ATTEINDRE L'ECLATEUR 20, MAIS INTERDISENT A CES SIGNAUX D'ETRE REAPPLIQUES SUR LE CIRCUIT DE SORTIE DESDITS CONVERTISSEURS. UNE ELECTRODE 21 ASSURE LA SYNCHRONISATION DU SIGNAL D'AMORCAGE ET LE PASSAGE DU PREMIER SIGNAL. PARMI LES APPLICATIONS LES PLUS INTERESSANTES DE L'INVENTION, ON PEUT CITER UN GENERATEUR D'ALLUMAGE POUR MOTEUR A EXPLOSION, GENERATEUR DE PLASMA, ETC.

Description

La présente invention concerne les dispositifs générateurs d'impulsions électriques à très haute tension, impulsions dont la fourniture est synchronisable par le moyen d'une électrode de commande prévue à cet effet.

Dans des dispositifs connus de ce genre, notamment utillsés dans 1' allumage des moteurs à explosion pour obtenir une étincelle aux bornes des
bougies en synchronisme avec le cycle moteur, deux principes sont actuellement en usage: d'une part, le stockage d'une quantité d'énergie magnétique dans le primaire d'un transformateur élévateur de tension, d' autre part1 le stockage d'une quantité d'énergie électrique aux bornes d'une capacité qui peut se décharger sur le primaire d'un transformateur élévateur de tension.

Le premier de ces principes est le plus anciennement utilisé, il correspond à la bobine de Ruhmkorff. Un courant intense circule dans le primaire d 'un transformateur elévateur de tension. Ce courant entretient dans le 2 circuit magnétique une énergie magnétique égale au produit )4 .L.I .-La commande de ce courant est assurée par des contacts dont le point d ou- verture est calé sur l'arbre de distribution. A l'ouverture de ces contacts, le courant primaire est brutalement rompu et le dI/dt ainsi créé induit une surtension aux bornes dudit primaire.Cette surtension, aspli- fiée parle rapport de transformation, se retrouve aux bornes de l'enrou- lement secondaire; son amplitude est telle qu'elle peut établir sans difficulté un arc entre électrodes. Les dispositifs construits suivant ce principe présentent l'avantage d'une fabrication simple et éprouvée? mais les inconvénients techniques qu'ils entrainent sont nombreux: usure ra- pide des grains de contact, temps de stockage de l'énergie magnétique trop lent pour les moteurs modernes à régime élevé, mauvais transfert fxe l'énergie électrique, etc...

Un premier progrès aété réalisé dans les dispositifs de ce genre en remplaçant les contacts mécaniques par un semi-conducteur assurant statique- ment la rupture du courant primaire. Avec ce progrès, la plupart des incon -vénients inhérents au premier système disparaissent. Néanmoins, l'inconvénient du mauvais translert de 1 1énergie primaire à l'arc demeure. Or, dans le cas des moteurs à explosion, l'énergie présente dans l'étincelle d'ållu- mage joue un róle préDondérant au niveau de ses caractéristiques de eonsom- mation spécifique, de montée en régime et de pollution.

Le second de ces principes n'a été exploité industriellement qu'à une époque beaucoup plus recente. Ainsi, son extension dans l'allumage des moteurs à explosion est-elle encore tres limitée. Ceci tient au fait que le princi- pe de la décharge capacitive nécessite une irise en oeuvre plus compliquée pour des avantages à peine supérieurs au système précédent, l'inconvénient du mauvais tranfert de l'énergie électrique dans l'arc est inchangé.

Pour bien mettre en évidence cet inconvénient majeur qui affecte aussi bien les dispositifs construits suivant le principe du stockage aagnétique, que les dispositifs construits suivant le principe du stockage électrique, nous allons décrire ci-dessous, en détail, un dispositif à stockage électrique moderne.

Ce dispositif performant est illustré par la figure 1, ci-annexée.

La source 1 alimente un convertisseur de tension constitué par les transistors de commutation 2 et 3 qui sont associés au transformateur élévateur 8. Ces transistors conduisent alternativement et font circuler cycliquement un courant dans les enroulements primaires 6 et 7. L'entretien des oscillations est assuré par les résistances de polarisation 4 et 5. L'enroulement secondaire 9 fournit un courant alternatif qui est redressé par le pont des diodes 10, 11, 12 et 13, lequel charge le condensateur 14 à une tension de plusieurs centaines de volts.Ce condensateur possède un circuit de décharge qui comprend le thyristor 16 et le primaire 15 du transformateur élévateur 18. ainsi, dès que le thyristor 16 entre en conduction, un courant intense circule dans le primaire 15 et l'énergie magnétique induite crée aux bornes de l'enroulement secondaire 19 une tension qui est égale, à peu près, au produit de la tension primaire par le rapport de transformation du transformateur 18. De sorte que Si l'énergie dans le condensateur 14 est emmagasinée à un potentiel de 300 volts, par exemple, et que le rapport entre enroulement primaire et secondaire est de 100, la tension instantanée disponible entre les bornes de l'éclateur 20 peut atteindre 30.000 V.Un arc peut ainsi s'établir, et l'énergie emmagasinée dans le condensateur 14 peut y être récupérée en partie.

Un tel dispositif, liii permet un faible déphasage entre l9ispulsion de com mande appliquée sur la gâchette 17 et l'impulsion de sortie, n'offre pas un bon transfert de l'énergie stockée dans le condensateur 14. En effet, dans ce type de dispositif, le rendement énergétique du transformateur ne peut être satisfaisant, car il doit répondre à de nombreux impératifs contradictoires.

Ainsi, ce transformateur doit emmagasiner une énergie magnétique impulsion nelle faible avec une puissance de crète énorme, car un condensateur de bonne qualité peut fournir plusieurs centainés de kilowatts à sa décharge. Prenons par exemple une quantité d'énergie stockée de 1 Foule dans le condensateur 14; si cette énergie est commutée en 10 microsecondes sur les bornes de l'enroulement primaire 15 la puissance instantanée développée est de: 1/10.10 6, soit 100 kW. il faut donc que le circuit magnétique du transformateur 18 soit capable de supporter des inductions énormes sans trop d'hystérésis.

D > ns la pratique, cela implique une masse magnétique de plusieurs kilo. Or, les pertes magnétiques croissant avec la masse magnétique, si énergie de la décharge est de valeur faible, inférieure à 1 Joule par exemple, les pertes dans le matériau deviennent relativement importantes. En conséquence, la construction d'un tel transformateur nécessite un compromis qui, en tout état de cause, -restera onéreux. En outre, un tel transformateur, nécessitant un rapport de transformation élevé, implique que son enroulement secondaire possède une inductance élevée, partant, un grand nombre de spires. Pratiquement, le fil utilisé pour cet enroulement doit être de section très faible, d'où une résistance ohmique importante qui se chiffre à plusieurs milliers d'ohms.De ce fait, dès qu'un courant apprèciable traverse ledit enroulement, la tension à ses bornes s'écroule . Ainsi, si un tel dispositif est tout à-fait apte à amorçer un arc au bornes d'un éclateur, il ne l'est plus pour entretenir cet
arc avec un bon rendement, car, après l'amorçage, la résistance de l'arc
revient subitement très faible. ainsi donc, la plus grande partie de l'énergie dissipée après amorçage de l'arc est absorbée par effet Joule dans la résistance ohmique importante de l'enroulement secondaire, alors que la ré~ sistance apparente de l'espace inter-électrodes, étant très faible, n'en dissipe qu'une petite fraction.Ceci est un grave inconvénient dans de nombreuses applications, telles que l'allumage des moteurs à combustion interne, car 1' effet recherché est celui d'une énergie calorifique maximale entre les- é3ec- trodes des bougies d'allumage
Le dispositif générateur d'impulsions à très haute tension, selon l'invention, permet d'éviter ces inconvénients, car il décompose le problème technique à résoudre en deux problèmes simples, à savoir: la production d'un sigr.al à très haut potentiel, par un dispositif classique, ce dispositif pouvant être synchronisé par un moyen de commande, ceci, sans déphasage notable; l'énergie utilisée pour fournir ce signal peut être très faible: quelques dizaines de mJ suffisent; la production concommitante d'un signal à très haute puissance dont le poten
tiel est inférieur, en tous cas, à la rigidité diélectrique de l'éclatcur,
mais supérieur, pendant un temps donné, à la tension de maintien de 1w3rc.

Ce dispositif nécessite donc deux générateurs indépendants fonctionnant en parallèle qui alimentent respectivement les deux principales- pheses fonctionnelles d'un arc électrique, phases représentées par la figure 2 ci-annexée.

La première phase correspond à l'ionisation de l'espace inter-électrode, sa durée, de l'ordre de 10 microsecondes en pratique, s.' étend du point A , qui correspond au signal de commande de synchronisation au point C , qui correspond à l'amorçage de l'arc; dans cette première phase, la tension aux bornes de l'éclateur peut atteindre au point B des valeurs très élevées pouvant attein
dre une quarantaine de kV. L'énergie mise en jeu durant cette phase est très faible car le courant fourni à ce très haut potentiel est quasi; nul. Conne, de plus, la durée de cette phase doit être aussi faible que possible pour ne pas introduire de dép'.asage sensible entre le signal dé commande et le début du temps de maintien de l'arc, il est préférable de ne mettre en jeu que des énergies faibles à ce stade.En effet, cette première phase s'effectuant avan tageusewert au moyen d'un transformateur, il est donc intéressant de construire ce dernier sans matériau magnétique, donc sans hystérésis, ce qui présente l' avantage d'un temps de montée du signal aussi court que possible. Un avantage supplémentaire de ce type de transformateur, dans la mesure où son rendement propre ne joue pratiquement plus sur la quantité- d'énergie convertie, tient à son coût de revient faible et à son volume restreint.

La seconde phase est comprise entre le point C et D. La durée de cette phase est couramment supérieure à .1 milliseconde. Cette phase correspond à la transformation de l'énergie électrique en énergie calorifique,il est donc essentiel que la transformation qui fournit énergie de maintien de l-iarc stopère avec un rendement aussi élevé que possible. Or, il apparait sur la figure 2 que la phase de maintien qui s'étend entre.les points C et D correspond à une tension d'arc assez faible, d'environ 500 volts dans l'exemple considéré. Or, il est facile -de construire des convertisseurs de tension capables d'élever une basse tension quelconque à un potentiel de cet ordre avec un rendement proche de l'unité.Ainsi, avec le dispositif suivant l'invention, il est possible d'améliorer grandement le rendement énergétique global des dispo sitifs.propres à remplir cette fonction.

Un dernier point à observer est celui du fonctionnement des deux général teurs qui fourniront simultanément les deux signaux différents dont il est question plus haut. Pour obtenir ce résultat, il faut réaliser le dispositif en conformité avec le schéma synoptique illustré par la figure 3. Sur cette figure apparait la source 1 et l'éclateur 20. Le générateur
E, qui y figure, fournit le signal d'amorçage à très haut potentiel dont la synchronisation est assurée par le moyen de l'électrode de commande 21.

Le générateur G, qui y figure, fournit le signal de maintien de l'arc.

Comme les signaux issus respectivement de chacun de ces deux circuits sont différents il faut prévoir, en outre, deux circuits filtres qui ont pour role d'additionner ces signaux aux bornes de l'éclateur 20, sans retour possible.

Ainsi, le circuit filtre F permet au signal issu du générateur E d' atteindre les électrodes de l'éclateur 20 sans atténuation, mais il interdit au signal de sortie du générateur G d'atteindre le générateur. E. Réciproquement, le circuit filtre H permet au signal de sortie du générateur G d'atteindre sans atténuation 1' éclateur 20 mais interdit au signal de sortie du générateur
E d'atteindre le générateur G. Ces deux circuits filtres se comportent comme deux circuits valves permettant d'additionner deux signaux sur l'éclateur 20, cela, sans retour possible d'un des signaux sur le générateur du signal opposé, et vice-versa, sans retour possible, non plus, de l'autre signal sur le générateur du premier.Dans ces conditions, le signal complexe fourni par un dispositif conforme à l'art antérieur est-reconstitué par l'addition de deux signaux simples. L'obtention de ces deux signaux-simples est alors facile à réaliser avec un excellent rendement. L'on peut ainsi, après amorçage, fournir une puissance très élevée pendant la conduction de l'arc.

Selon une première variante, le dispositif selon l'invention est illustré par la figure 4. Tel qu'il y est représenté, ce dispositif est applicable à l'allumage des moteurs à explosion.

Selon cette variante, le générateur de puissance correspondant au circuit G de la figure 3, est figuré par le circuit I. Ce circuit comprend un convertisseur de tension semblable à celui qu'illustre la figure 1. Les transistors 2 et 3 sont montés en auto-oscillateur symétrique à émetteurs communs.

Leurs collecteurs sont respectivement chargés par les enroulements primaires 6 et 7 du tranformateur élévateur 8. L'entretien des oscillations est assuré par les résistances 4 et 5 qui polarisent les bases desdits transistors. L'enroulement secondaire 9 est appliqué au pont des diodes 10, 11, 12 et 13 qui chargent le condensateur réservoir 14.Ce condensateur est chargé à une tension qui doit étire, en tous cas, inférieure à la tension minimale d'amorçage de l'éclateur 20; en effet, la tension existant aux bornes du condensateur 14 est appliquée aux bornes de l'éclateur 20 à travers ive circuit valve III, lequel est similaire au circuit E de la figure 1; de ce fait, il ne faut en aucun cas que la tension de charge dudit condensateur excède la tension amorçage inter-électrodes de l'éclateur 20, car il y aurait autrement amorçage spontané et impossibilité de commander la décharge.En revanche, pour que l'énergie stockée dans le condensateur 14 puisse se dissiper dans l'arc, il faut que son potentiel moyen soit un peu plus élevé que le potentiel moyen d'entretien de l'arc, soit quelques centaines de volts pour une telle application.

Selon la présente variante, le circuit valve III comprend la charnu de diodes 30 et l'inductance 4. La channe de diodes 30 est constitué d'un nombre élevé de diodes en sérIe, de manière a obtenir une tension inverse très élevée, de l'ordre de 40 kîlovoîts, tandis que sa tension directe n' atteint que quelques volts. Ainsi, cette chaine do diodes est connectée de telle sor-te que le signal présent aux bornes du condensateur 14 puisse s'éôouler sans difficultZ en direction de l'éclateur 20, alors que le signal d'amorçage issu du secondaire 19 présent aux bornes de l'éclateur 20 ne pourra remonter les diodes 30.L'inductance 34 a des roles multiples : elle limite,- d'abord, le courant de décharge maximal que fournit le condensateur 14; en outre, comme la capacité résultante de la c haine de diodes .30 présente un facteur d'atténuation important pour le signal d'amorçage ciont l'eneigie et la durée sont très faibles, cette inductance a pour rôle supplémentaire d'annuler les effets de la capacité parasite de cette channe de diodes; cette inductance 34 joue un dernier r81e: lors de la déchnrge du condensateur 14 sur les électrodes de l'éclateur 20, la décharge de ce condensateur ne peut'être interrompue que par blocage du courant d'arc, blocage que facilite ladite inductance 34 par une surtension inverse.

Selon cette variante, le générateur de tension qui va initier ltarc aux bornes de-l'éclateur 20, correspond au circuit II qui est l'homologue du circuit E de la figure 3. < Ce circuit comprend le condensateur 26 qui se charge comme le condensateur 14, par le moyen du convertisseur du circuit I, ceci, par l'intermédiaire de la résistance de limitation 27. Ce condensateur, dont l'énergie de charge ne doit être qu'une faible fraction de celle qui est stockée dans le condensateur 74, est limitée par sa tension maximale de charge, qui est elle-meme limitée par la résistance 25 connectée à ses bornes.Cette résistance 25 constitue avec la résistance 27 un pont diviseur qui limite bien la tension aux bornes du condensateur 26 à une valeur inférieure à la tension qui existe aux bornes du condensateur 14. Cette solution permet de faire l'économie d'un convertisseur spécifique pour ce circuit.

Le condensateur 26 possède un circuit de décharge qui est constitué par le primaire 15 du tansformateur 18 et le thyristor 16. Le condensateur 24 associé à la résistance 23 assure la protection du thyristor 16 contre des déclenchements éventuels par dV/dt. La commande de l'amorçage du thyristor 16 est assurée par l'ouverture de l'interrupteur de synchronisation 31 qui a pour homologue l'organe de commande 21 de la figure 3. Dans la pratique, cet interrupteur peut être constitué par les contacts de commande d'un dispositif d'allumage classique, dont l'ouverture brutale correspond à la fourniture d'une impulsion à très haute tension. Cet interrupteur 31, en s'ouvrant, ne constitue plus un shunt de dérivation du courant qui traverse la résistance 29 sur laquelle se referme la source t à travers l'interrupteur marche-arret 36.Ce courant charge alors brlsquement le condensateur 33 à travers l'espace-gchette-cathode du thyristor 16. Cette impulsion, convenablement polarisée,déclenche la conduction du thyristor 16. La résistance 32 et le condensateur 28 ont pour rEle d'éliminer les parasites de déclenchement du thyristor 16. Le thyristor 16 amorçé, un courant intense traverse le primaire 15, et se retrouve au secondaire 19 une impulsion amplifiée en tension. Cette impulsion de faible énergie et de faible durée traverse la channe de diodes 35 convenablement polarisée et atteint l'écla- teur 20.Dès que cette impulsion à potentiel très élevé se présente aux bornes de l'éclateur, comme elle ne peut trouver rul passage à travers le circuit valve III qui est polarisé en inverse, elle amorce un arc inter-électrodes.

A ce moment, la charge du condensateur 14, toujours appliquée aux bornes de l'éclateur, peut trouver un chemin. En effet, le potentiel d'arc prend alors une valeur instantanée inférieure à sa tension de charge: il peut alors alimenter ltarc directement sans transformateur, donc avec un excellent rendement énergétique. La channe de diodes 35 constitue le circuit valve IV dont l'homologue est le circuit F de la figure 3. Cette chaste de diodes, convenablement polarisée présente une faible impédance à l'impulsion issue du secondaire 19 du transformateur 18, mais une impédance quasiment infinie au signal continu provenant du circuit I, interdisant ainsi au secondaire 19 de court-circuiter le condensateur 14.

Dans ces conditions, à chaque fois que l'interrupteur 31 s'ouvre, l'énergie faible du condensateur 26 se décharge sur le transfcrmateur 18 dont le secondaire délivre une impulsion d'amorçage à très haut potentiel capable de percer la rigidité diélectrique inter-électrodes. Cet amorçage réalisé, une impulsion de maintien à forte énergie fournie par la décharge du condensateur 14 peut alors s'établir après abaissement du potentiel inter-électrodes.

De cette manière, une faible fraction de l'énergie électrique de la source 1 est utilisée pour produire l'impulsion d'amorçage à très haut potentiel et si même la production de cette impulsion est affectée d'un mauvais rendement, son incidence sur le rendement global est faible, en revanche, le rendement affectant l'impulsion de maintien est prépondérant dans la mesure où cette impulsion représente la majeure partie de l'énergie électrique qui va transiter entre les électrodes de l'éclateur 20. Or, dans le dispositif selon 1' invention, cette impulsion de maintien est produite avec un excellent rendement à partir de la source 1. En effet, un convertisseur continu-continu du type de celui qui est utilisé dans le circuit I décrit plus haut peut autoriser un rendement supérieur à- 8C.

Selon une deuxième variante, le dispositif objet de l'invention, illustré par la figure 5 ci-annexée, utilise comme circuit générateur du signal d'amorçage un dispositif conventionnel quelconque auquel on conjoint un générateur d'impulsion de maintien suivi des deux circuits valve déjà décrits.

Ce générateur de signal de maintien et les circuits valve associés sont, dans cette variante, les circuits I, III et IV de la variante précédente.

Le générateur de l'impulsion d'amorçage comprend un système classique à rupteur. Ce rupteur 31, commandé par la came 37 qui synchronise son ouverture avec la distribution du moteur, interrompt cycliquement le courant dans le primaire 15 de la "bobine" 18. A chaque interruption de ce courant, comme aecrit plus haut, se produit entre les bornes du secondaire 19 un signal d'amorçage à très haute tension. Le condensateur 38 a pour rôie d'absorber l'extra-courant de rupture créé aux bornes du rupteur 31 ainsi que d'éviter- la naissance d'un arc entre ses contacts susceptible de les détériorer ra ridement. Le signal à très haute tension issu du secondaire 19 est appliqué dans un système conventionnel directement sur les bornes de l'éclateur 20.Dans cette variante, cette impulsion, dont la polarité est conventionnel- - lement négative, est appliquée sur l'entrée 39 du dispositif conjoint.

Ce dispositif conjoint comprend le circuit, III et IV de la variante décrite ci-dessus. L'interrupteur 36 assure la mise sous tension simultanée de l'équipement d'origine et du dispositif conjoint. Le condensateur 22 a pour rôle de'découpler les conducteurs d'alimentation et de court-circuiter les parasites engendrés par le circuit I. Dans cette variante, la charge aux bornes du condensateur 14 est de même polarité que le signal fourni
par les dispositifs conventionnels, c'est à dire qu'elle est négative donc inversée par rapport à la variante illustrée par la figure 4. En conséqirence, les chaines de diodes 30 et 35 sont, elles aussi, inversées en polarité.

Le fonctionnement général de cette variante demeure identique à ce qui a été précédemment décrit. Le signal -d'amorçage issu du dispositif d'origine transite entre l'entrée 39 et la sortie 40 et charge l'éclateur à- travers le circuit valve IV qui est constitué par la channe de diodes 35. Le signal de maintien est fourni par le générateur I à travers le circuit valve
III et attaque concommittament l'éclateur 20.

L'avantage du dispositif objet de l'invention construit selon cette variante est de fournir tous les avantages dudit dispositif à un dipositif. quelconque, ceci au prix de l'adjonction d'un coût modique d'un module de faible volume, facile à insérer dans une installation conventionnelle. Une telle variante peut également s'adapter sur un équipement d'origine transistorisé, où un semi-conducteur de commutation remplace le rupteur 31.

Une dernière variante du dispositif selon l'invention est illustrée parla figure 6. Cette variante comprend un générateur de signal de maintien conforme aux deux premières variantes. La différence réside dans le circuit générateur de signal d'amorçage qui ne possède plus de transformateur, mais est équipé d'une cellule pièzo-électrique 41 laquelle est soumise à un choc mécanique qui génére entre ses électrodes un signal électrique de ten sica très élevée; ce choc mécanique peut être synchronisé avec un cycle moteur.Si une telle cellule pièzo-électrique,à laquelle est appliqué un choc mécanique convenable,développe entre ses électrodes un signal à très haut potentiel, ce signal n'est que de très faible durée, ce qui est parfaitement compatible avec ce que réclame le dispositif objet de l'invention pour lui fournir le signal d'amorçage nécessaire. Selon cette variante, un marteau 43 oscillant autour d'un axe 45 est rappelé contre la came 37 par le ressort 44 de telle manière que suivant la position angulaire de la came 37 le marteau porte ou non sur l'extrémité libre de la cellule pièzo-électrique 42, l'autre extremité étant fixée sur un bâti isolant.Si la came 37 est convenablement calée par rapport à la distribution d'un moteur, suivant la position de ses bossages elle fournira des impulsions d'amorçage qui auront les mêmes effets que les impulsions d'amorçages produites par les variantes décrites plus haut. Dans cette variante, il n'est plus nécessaire de prévoir un circuit valve entre l'éclateur et le générateur d'amorçage pièzo-électrique, car l'impédance interne de ce dernier est tellement élevée qu'elle n'a aucune incidence sur le générateur du signal de maintien I; en revanche, le circuit valve III inséré entre le circuit I et l'éclateur demeure indispensable car le signal d'amorçage issu du générateur pièzoélectrique 42 serait annulé par la faible impédance de sortie du circuit I.

Cette variante présente plusieurs avantages, dont les plus intéressants sont, entre autres, un temps de montée du signal d'amorçage entre mement court, une grande simplicité de fabrication, et un coût de revient des plus modestes.

Une sous-variante du dispositif selon l'invention décrit ci-dessus, est illustrée par la figure 7 ci-annexée. Dans cette variante, la commande de la cellule pièzo-électrique n'est plus assurée par un choc mécanique, mais par un choc électrique. A cet effet, la cellule tranaductrice pièzo-élecrique 47 est dotée d'une électrode intermédiaire supplémentaire 42. Sur cette électrode est appliquée la tension du condensateur 14 par ltinter- médiaire du rupteur 31 qui est actionné par la came 37. La résistance 4G a pour objet l'écoulement des charges stockées sur les électrodes de la cellule entre impulsions.Ce dispositif est conforme~excep'Gion faite de son mode de commande, au circuit illustré par la figure 6
Comme il ressort de la description qui vient d'etre faite é différentes variantes du dispositif objet de l'Lnvention, un tel dispositif permet la fourniture d'un signal électrique à très haut potentiel susceptible d' amorçer et d'entretenir avec un bon rendement un arc nécessité par certaines applications et qui suivant l'art antérieur devaient se contenter de si gnaux à faible énergie unitaire, ceci, avec un mauvais rendement énergétique.

Pour obtenir ce résultant, le dispositif Objet de l'invention produit deux
signaux concommit;tants, un premier signal d'amorçage à très faible énergie destiné à vaincre, par exemple, la rigidité diélectrique d'un éclateur,
puis un second signal de maintien, à très forte énergie , mais à un potentiel faible, égal au régime de conduction d'un arc, par exemple.Ce dispositif est complété par deux impédances sélectives placées respectivement entre, d'une part, le générateur du signal d'amorçage-et l'éclateur, et,
d'autre part, entre le générateur du signal de maintien et l'éclatetir. ~
Ainsi, de cette manière, est obtenue l'addition de deux signaux différents au niveau de l'éclateur ou de la charge équivalente. Ce dispositif assure, avec un bon rendement, la fourniture d'un signal reconstitué qui présente un front très raide et de très grande amplitude qu'accompagne un niveau de potentiel plus faible et ajustable apte à fournir une puissance instantanée très élevée qui- autorise un arc à effet calorifique maximum.

Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où l'on désire produire des impulsions à très haute tension synchronisables.

Il permet la transformation de l'énergie, dans de telles applications, avec un rendement très supérieur à ce que peut offrir, présentement, l'art antérieur.

les applications particulièrement intéressantes conçernent l'allumage des moteurs à explosion, la fourniture d'impulsions destinées à la création et
à l'entretien d'un plasma, l'alimentation de tubesçà éclats,-.etc...

Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, 1' invention ne se limite nullement aux modes de réalisation ayant été plus spécialement indiqués; elle embrasse, au eontrairé, toutes les variantes.

Claims (13)

RE Y E N D I C A T I O N S

1. Dispositif convertisseur d'énergie électrique propre à transfor er une énergie continue à bas potentiel en une énergie discontinue à très haut potentiel capable d'ioniser un espace, l'obtention de cette ionisation étant synchronisable par le moyen d'un organe de commande, -caractérisé par le fait qu'un premier générateur I applique entre les électrodes d'un espace ionisable 20 un signal de puissance dont la tension est inférieure à la tension d'amorçage dudit espace, mais supérieure, pendant un temps donné, à la tension de maintien d'un arc établi dans ledit espace, caractérisé par le fait qu'un second générateur II applique entre les électrodes dudit espace 20 un second signal à un potentiel supérieur au potentiel d'amor çage dudit espace, ceci, à chaque fois que 11 électrode de synchronisation 21 est sollicitée, de telle sorte que ce second signal en ionisant ledit espace 20 ouvre le chemin au premier signal dont le potentiel est supérieur à la tension de l'arc ainsi établi.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que se-trouve inséré un premier circuit valve III dans le circuit de sortie du générateur I, de telle sorte que le signal issu de ce générateur ne rencontre qu'une faible impédance pour atteindre l'espace 20 alors que le signal issu du générateur Il rencontre une forte impédance pour suivre le trajet inverse, caractérisé par le fait que se tJBU- ve inséré un second circuit valve dans le circuit de sortie du - générateur II, de telle sorte que le signal issu de ce - générateur ne rencontre qu'une faible impédance pour atteindre 1' espace 20, alors que le signal issu du générateur I rencontre une forte impédance pour suivre le trajet inverse, cet agencement permettant d'additionner ainsi ces deux signaux aux bornes de l'espace 20 sans atténuation sensible de l'un ou l'autre des signaux par lz faible résistance interne du générateur opposé.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le susdit circuit valve III, inséré dans le circuit de sortie du générateur I I, comporte une inductance 34 apte à limiter le courant de sortie dudit générateur et à assurer le désamorçage de 1' arc établi entre les bornes de 1' espace 20.

4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les impédances utilisées dans les susdits circuits valve III et IV sont constituées par deux séries de diodes 30 et 35, ces séries étant montées en opposition, de telle sorte que leur extrémité commune soit connectée à 1' espace 20.

5. Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, car:: térisé par le fait que le premier générateur I, fournissant le signal de puissance, comprend un dispositif électronique connu en soi et propre à charger le condensateur réservoir 14 sous une tension convenable, et caractérisé par le fait que le second générateur II, propre à délivrer le susdit signal à très haut potentiel, comprend un dispositif connu en soi à décharge capacitive comportant un condensateur 26 dont la décharge sur le primaire 15 d'un transformateur élévateur 18 est commandée par un thyristor 16, ou moyen analogue, à chaque sollicitation d'un interrupteur 31 lequel actionne l'électrode de commande dudit thyristor ou analogue.

6. Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que le premier générateur I, fournissant le susdit signal continu de puissance, comprend un dispositif électronique, connu en soi, propre à charger le condensateur réservoir 14 sous une tension convenable et caractérisé par le fait que le second générateur II, propre à délivrer le susdit signal à très haut potentiel, comprend un dispositif, connu en soi, à rupteur 31, à bobine 18 et capacité 38 dont le circuit secondaire délivre à chaque ouverture dudit rupteur le signalrecherché.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le susdit-second générateur II comprend un dispositif connu en soi dans lequel la susdite bobine 18 n'est plus commandée directement-par le rupteur 31, mais par un transistor amplificateur dont l' électrode de commande est sollicitée par un courant faible que commute le rupteur 31.

8. Dispositif selon les revendications 5,-6 et 7, caractérisé par le fait que soit utilisé comme second générateur II propre à fournir un signal à très haut potentiel un équipement d'origine auquel il est conjoint un module regroupant le susdit premier générateur I, le susdit circuit valve Il et le susdit ci-rcuit valve IV, le signal de sortie de l'équipement d'origine étant dérivé par le moyen des bornes 39 et 40.

9. Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que le premier générateur I, fournissant le signal de puissance, comprend un dispositif électronique, connu en soi, propre à charger le condensateur réservoir 14 sous une tension convenable, caractérisé par le fait que le second générateur II, propre à délivrer un signal à très haut potentiel, comprend une cellule pièzo-électrique 41 apte à délivrer ledit signal, chaque fois que cette cellule est frappée mécaniquement en phase avec la came 37, et caractérisé par le fait que dans cette variante, le circuit valve IV est inutile.

10. Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que le premier générateur I, fournissant le signai de puissance, comprend un dispositif électronique, connu en soi, propre à charger le condensateur réservoir 14 sous une tension convenable, caractérisé par le fait que le second générateur II, propre à délivrer le signal à très haut potentiel, comprend un transformateur pièzo-électrique 47, apte à délivrer ledit signal, chaque fois qu'une impulsion de tension convenable est appliquée sur l'électrode primaire 42, par le moyen du rupteur 31, oarac- térise par le fait que,dans cette variante, du fait de la haute impédance de sortie du transformateur pièzo-éle-ctrique 47, le circuit valve IV est inutile.

11. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le premier générateur I, fournissant le signal de puissance, alimente la charge du condensateur 26 qui appartient au second

générateur II, ceci pour faire l'économie d'un dispositif élévateur de tension supplémentaire.

12. Dispositif selon les revendications 5, 6, 7, 8, 9, 10 etc11, caractérisé par le fait que le premier générateur I est équipé d'un dispositif de régulation de la tension aux bornes du condensateur réservoir 14, de telle sorte que cette tension puisse toujours être maintenue infèrieure à la tension minimale d'amorçage de 1' éclateur 20.

13. Dispositif selon la revendication 10,

caractérisé par le fait que l'impulsion de commande de l'électrode primaire 42 est prélevée sur le circuit de sortie du susdit premier générateur I et caractérisé par le fait qu'entre chaque manoeuvre du rupteur 31 les charges accumulées sur ladite électrode sont écouléesgrce à une résistance 46, connectee entre l'électrode 42 et la masse.