PT1916877E - Procedimento e dispositivo para regulação da alimentação eléctrica de um magnetrão, e instalação para tratamento de recipientes termoplásticos que o aplica - Google Patents

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ΡΕ1916877 1 DESCRIÇÃO "PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PARA REGULAÇÃO DA ALIMENTAÇÃO ELÉCTRICA DE UM MAGNETRÃO, E INSTALAÇÃO PARA TRATAMENTO DE RECIPIENTES TERMOPLÁSTICOS QUE O APLICA" A presente invenção diz respeito a aperfeiçoamentos introduzidos no domínio da regulação, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, da alimentação eléctrica de um magnetrão que faz parte de meios para geração de ondas electromagnéticas UHF.

Os aperfeiçoamentos propostos pela invenção deverão encontrar uma aplicação preferida, embora não exclusiva, no domínio da aplicação de um revestimento, por exemplo um revestimento com efeito de barreira, sobre uma face de, pelo menos, um recipiente em material termoplástico; este revestimento é realizado usando um plasma de baixa pressão - obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio de ondas electromagnéticas, compreendidas na banda UHF - dentro de uma cavidade de forma cilíndrica submetida a vácuo, apropriada para receber aquele recipiente; as mencionadas ondas electromagnéticas UHF são emitidas por um gerador de ondas UHF que compreende um magnetrão dispondo de um ânodo, e de meios de alimentação eléctrica ligados a esse ânodo para o alimentar 2 ΡΕ1916877 com uma corrente de alta tensão. É neste contexto que a invenção irá ser mais especificamente descrita, embora se considere que a regulação da alimentação eléctrica para o magnetrão proposta pela invenção poderá ser aplicada noutros domínios. 0 documento FR 2 776 540 descreve um destes procedimentos para deposição de um revestimento de barreira, e nomeadamente os documentos FR 2 783 667, FR 2 792 854, FR 2 847 912 apresentam diversos exemplos de dispositivos que permitem concretizar uma tal deposição. É já conhecido pelos especialistas desta área tecnológica que, nos procedimentos com plasmas frios -nomeadamente como aqueles que são conhecidos nesta tecnologia sob a designação PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) -, a precisão do nível de energia instantânea de microondas emitida e a forma de onda da potência emitida durante o ciclo de tratamento fazem parte dos factores-chave que permitem obter uma qualidade praticamente constante na deposição do revestimento, ou seja, permitindo obter ao longo do tempo recipientes com uma qualidade sensivelmente constante. Por maioria de razões, e no caso de instalações industriais com grande capacidade de produção que agrupem uma multiplicidade de dispositivos para deposição, torna-se importante controlar a precisão do nível de energia instantânea de microondas 3 ΡΕ1916877 que é fornecida em todas as cavidades de todos os dispositivos da instalação, de maneira a reduzir ao mínimo a disparidade dos desempenhos entre os dispositivos de uma mesma máquina, ou até entre diversas máquinas, e portanto as disparidades de qualidade entre os recipientes que tenham sido tratados numa multiplicidade de correspondentes dispositivos.

Na verdade, são já conhecidos diversos equipamentos que estão disponíveis para regular este nível de energia de microondas de forma precisa (circuladores, aparelhos para medição real da potência de microondas emitida, objectos-modelo ou "stubs" em conformidade, etc.)· No entanto, estes equipamentos são dispendiosos e, portanto, difíceis de implantar numa unidade industrial para a qual a procura de um custo de revestimento mínimo constitui uma preocupação constante; além disso, eles são volumosos e portanto difíceis de implementar numa máquina industrial, nomeadamente do tipo rotativo, que já por si própria é muito volumosa e dentro da qual há pouco espaço disponível; por último, a implementação real e eficaz de tais equipamentos requer regulações e calibrações rigorosas que só podem ser garantidas por pessoal qualificado, o qual nem sempre se encontra presente nas instalações industriais de grande produção em série, para as quais a simplicidade de implementação e de funcionamento dos meios técnicos é uma preocupação constante.

Nestas circunstâncias, torna-se necessário, para 4 PE 1916877 responder às exigências de redução na disparidade das caracteristicas do revestimento depositado sobre recipientes num procedimento industrial com alta velocidade, encontrar uma solução especifica e económica para controlar com precisão o funcionamento do magnetrão.

Recorde-se que o magnetrão, que é o coração de qualquer sistema que utilize microondas, transforma uma elevada tensão de entrada (vários quilovolts) em ondas electromagnéticas com uma determinada frequência ultra-elevada (microondas). A alta tensão é proporcionada por um gerador de alta tensão que é apropriado para converter uma tensão de alimentação baixa (nomeadamente a tensão de uma tradicional rede de alimentação eléctrica, por exemplo 400 volts trifásicos) numa alta tensão modulada em função da energia de microondas desejada à saida do magnetrão. Os fabricantes de magnetrões fornecem, para cada referência de magnetrão, as curvas de base que permitem definir as caracteristicas do gerador de alta tensão. É assim que se pode dispor, para cada referência de magnetrão, por exemplo da curva de variação da corrente anódica em função da potência de microondas emitida, da curva de variação do rendimento eléctrico em função da potência de microondas emitida, e da curva de variação da alta tensão a aplicar ao magnetrão em função da potência de microondas emitida. 0 rendimento eléctrico do magnetrao é sensivelmente constante para uma dada potência de microondas emitida, e varia ligeiramente em função da 5 ΡΕ1916877 potência de microondas emitida (num exemplo típico de magnetrão, a variação do rendimento eléctrico é de cerca de 2,8% para uma potência de microondas emitida que varie de 350 W a 900 W) .

No entanto, todas estas características do magnetrão somente são válidas quando o magnetrão estiver acoplado a uma carga que se diga adaptada, ou seja, a uma carga tal que não reflicta - em direcção ao magnetrão - uma fracção da energia de microondas que ela recebe deste.

No entanto, no caso dos dispositivos mais especificamente visados pela invenção - que se destinam à deposição de um revestimento sobre um recipiente feito em material termoplástico usando um plasma de baixa pressão, obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio de ondas electromagnét icas UHF, numa cavidade de forma cilíndrica submetida a vácuo que recebe tal recipiente -não apenas a carga acoplada ao magnetrão não é adaptada, como também ela não se mantém constante ao longo do tempo, sendo as suas variações muito rápidas (com uma ordem de grandeza de alguns milissegundos). Estas variações de carga são inerentes às condições de formação do plasma dentro da cavidade para uma dada potência média de microondas emitida (condição de funcionamento do dispositivo estabelecida pelo operador, como valor de "setpoint" de funcionamento), com os seguintes condicionalismos: - no arranque do procedimento, quando o plasma ainda não está estabelecido: a carga acoplada ao magnetrão 6 ΡΕ1916877 está mal adaptada e a energia que ela reflecte é significativa; depois de o plasma se ter estabelecido no interior da cavidade: a carga acoplada ao magnetrão está melhor adaptada e a energia que ela reflecte passa a ser menor.

Convém aqui salientar que o valor de "setpoint" para a potência média não varia entre estas duas fases da operação. As variações da tensão e da corrente aplicadas ao magnetrão estão apenas relacionadas com o comportamento do magnetrão face a uma energia reflectida que varia.

Para tentar manter a potência de microondas efectivamente emitida pelo magnetrão no valor de "setpoint", é já conhecida a aplicação da seguinte regulação na corrente anódica: (i) começa-se por predeterminar um coeficiente de proporcionalidade entre a corrente anódica e a potência de microondas emitida (podendo esta característica fazer parte dos dados fornecidos pelo fabricante do magnetrão); (ii) no decurso do funcionamento, o valor da corrente anódica é medido de forma continua e aplica-se uma correcção proporcional à corrente anódica, em função das variações de carga do gerador de alta tensão, de maneira a manter a potência de microondas emitida pelo magnetrão tão constante quanto possível, em relação ao valor de “setpoint" para a potência. 7 ΡΕ1916877 A velocidade de regulação do gerador é escolhida de forma a ser relativamente lenta (tempo de resposta superior a 100 milissegundos), ao passo que a passagem da condição de carga muito inadaptada para a condição de carga melhor adaptada é muito rápida, e pode corresponder aproximadamente a um período da alta tensão (por exemplo, da ordem dos 10 ms a 20 ms). Daqui resulta que, principalmente na fase de arranque, o desequilíbrio atrás mencionado poderá estender-se ao longo de diversos impulsos da alta tensão, com um significativo desequilíbrio na potência fornecida pelo gerador de alta tensão, para uma potência de microondas emitida sensivelmente semelhante.

Para assentar melhor as ideias, representou-se, na Figura 1 dos desenhos anexos um gráfico que caracteriza o funcionamento de um exemplo típico de magnetrão onde se mostra a evolução da alta tensão (linha a cheio) aos bornes do magnetrão (representada no eixo das ordenadas na escala do lado direito, e expressa em volts), em função do tempo (representado no eixo das abcissas, e expresso em segundos), e a concomitante evolução da corrente anódica (linha a traço interrompido) regulada nas condições atrás mencionadas (representada no eixo das ordenadas na escala do lado esquerdo, e expressa em miliamperes).

Verifica-se que, para o grupo dos dois primeiros ciclos (no lado esquerdo no gráfico), a alta tensão apresenta um valor mínimo de -3,6kV; a percentagem de energia reflectida pela carga mal adaptada (o plasma ainda 8 PE1916877 não está estabelecido) é elevada. Para o grupo de ciclos seguintes, a alta tensão assume um valor de -4 kV; o plasma foi estabelecido e a carga está melhor adaptada com uma percentagem de energia reflectida que é mais reduzida. A regulação de corrente anódica aplicada ao gerador é pouco rápida, com um tempo de resposta da ordem dos 40 ms. A potência instantânea de pico dos impulsos PA (pertencente ao grupo dos primeiros ciclos) e PB (pertencente ao grupo dos ciclos seguintes) é a seguinte: - impulso PA: a corrente anódica tem um valor de 360 mA; como o fabricante do magnetrão fornece um coeficiente de proporcionalidade de 3W de microondas por mA, a potência instantânea de microondas enviada ao magnetrão será de 360 x 3, ou seja 1080 W; - impulso PB: a corrente anódica tem um valor de 305 mA; a potência instantânea de microondas enviada ao magnetrão será de 305 x 3, ou seja 915 W.

Para os dois impulsos PA e PB identificados na Figura 1 como sendo os que se encontram mais próximos em relação à alteração do regime de funcionamento, podemos considerar que, dada a relativamente lenta regulação do gerador, os parâmetros internos de funcionamento do gerador não terão sido modificados. O desvio da potência de microondas enviada ao magnetrão, imputável à variação na adaptação da carga acoplada ao magnetrão cuja potência média de microondas emitida permanece sensivelmente semelhante nos dois casos, é de cerca de 15% e é portanto 9 ΡΕ1916877 muito significativo.

Daqui resulta que as condições de funcionamento dos dispositivos actuais - equipados com geradores de alta tensão dispondo de regulação da corrente catódica tendo em vista a manutenção da potência de microondas emitida pelo magnetrão num certo valor de "setpoint" - não são as ideais porque o gerador de alta tensão sofre variações significativas e rápidas da potência. A invenção tem como objectivo proporcionar meios aperfeiçoados (procedimento e dispositivo) que respondam de melhor forma às exigências práticas e que, em particular, permitam melhorar e optimizar com menores custos, a precisão da potência instantânea de microondas emitida pelo magnetrão, relativamente à potência instantânea de "setpoint", num contexto em que um nível rapidamente variável de energia de microondas seja reflectido em direcção ao magnetrão.

Com esta finalidade, e de acordo com uma primeira das suas vertentes, a invenção proporciona um procedimento de regulação para controlar, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, a alimentação eléctrica de um magnetrão, fazendo parte de meios geradores de ondas electromagnéticas UHF, em que este procedimento, sendo consistente com a invenção, é caracterizado por compreender as seguintes etapas: - determinação prévia e retenção em memória de, 10 ΡΕ1916877 pelo menos, um valor para o rendimento eléctrico do magnetrão; recolha de um valor de "setpoint" para a potência média de microondas; conversão deste valor de "setpoint" para a potência média de microondas, de modo a constituir um sinal de potência instantânea de “setpoint" com baixa frequência; escolha da mistura deste sinal de potência instantânea de "setpoint" com uma elevada frequência de amostragem; - escolha da mistura dos valores instantâneos de corrente anódica e de alta tensão para alimentação do magnetrão; - cálculo do produto do valor instantâneo da corrente anódica num dado momento de amostragem, pelo valor instantâneo da alta tensão nesse momento de amostragem, e pelo valor previamente determinado para o rendimento eléctrico do magnetrão, de maneira a obter o valor medido da potência instantânea de microondas nesse momento de amostragem; — comparaçao deste valor medido de potência instantânea de microondas com o valor da potência instantânea de "setpoint" misturado no dado instante correspondente, e dedução de um valor de desvio neste momento de amostragem; — determinação de um valor de potência instantânea de microondas para o momento de amostragem imediatamente consecutivo, corrigido em função de: (i) uma lei de regulação predeterminada válida para o dito momento 11 PE1916877 de amostragem imediatamente consecutivo; (ii) o mencionado valor de desvio calculado no momento de amostragem; e (iii) o valor da potência instantânea de "setpoint" escolhida como amostra misturada no dito momento de amostragem imediatamente consecutivo; e execução de uma conversão da potência na grandeza eléctrica de comando, para obter um sinal analógico de potência instantânea de microondas corrigida, apropriado para comandar a alimentação do magnetrão.

Com a aplicação das disposições em conformidade com a invenção, consegue-se reduzir significativamente o desvio da potência instantânea do gerador de alta tensão, para uma potência de microondas emitida permanecendo sensivelmente análoga.

Se voltarmos a considerar o exemplo numérico anteriormente referido respeitante aos impulsos PA e Pb, os resultados obtidos com a aplicação do procedimento de acordo com a invenção são os seguintes: - impulso PA: para uma corrente anódica de 360 mA, uma alta tensão de -3550 V e um rendimento eléctrico médio para o magnetrão de 73,7% (caracteristica predeterminada fornecida pelo fabricante do magnetrão ou recolhida com antecedência), a potência instantânea de microondas emitida pelo magnetrão será de 942 W; - impulso PB: para uma corrente anódica de 305 mA, uma alta tensão de -4050 V e um rendimento eléctrico médio para o magnetrão de 73,7%, a potência instantânea de 12 ΡΕ1916877 microondas emitida pelo magnetrao será de 910 W.

Nestas circunstâncias, o desvio da potência instantânea de microondas emitida pelo magnetrão entre os dois impulsos PA e PB é de apenas 3,4% para uma potência média de microondas emitida que deles esteja próxima. A implementação de uma regulação em conformidade com a invenção permite, de uma forma simples e com uma aplicação de baixo custo, reduzir a um quarto a disparidade na potência de funcionamento do gerador de alta tensão, comparativamente com a regulação de corrente anódica simples que até agora tem sido aplicada.

Além disso, e de forma muito interessante, as disposições em conformidade com a invenção têm-se revelado muito vantajosas, devido à elevada velocidade de resposta que com elas é obtida.

As disposições em conformidade com a invenção podem dar lugar a diversas alternativas de regulação.

Num exemplo de realização particular para o procedimento da invenção, é executada uma conversão de potência em frequência para comandar os meios de alimentação eléctrica sob a forma de conversor de ressonância.

Dado o facto de o rendimento eléctrico do magnetrão variar significativamente em função da taxa de 13 ΡΕ1916877 onda estacionária, para determinar a potência instantânea fornecida ao magnetrão poder-se-á recorrer a uma ou a outra das duas soluções seguintes, de acordo com as condições de funcionamento: - se a taxa de onda estacionária for relativamente baixa, situando-se abaixo de um dado valor limite, considera-se que o rendimento eléctrico do magnetrão se mantém constante, e o valor medido para uma determinação prévia e guardado em memória será o valor do rendimento eléctrico médio do magnetrão; - se a taxa de onda estacionária for relativamente elevada, ultrapassando um predeterminado limite, é previamente estabelecida e memorizada uma correspondência entre os pares de valores medidos para a corrente anódica instantânea e para a tensão instantânea aplicadas ao magnetrão, e os correspondentes valores do rendimento eléctrico do magnetrão; durante o funcionamento, a potência instantânea é determinada a partir dos valores medidos para a corrente anódica instantânea e para a tensão instantânea aplicada ao magnetrão, e a partir do valor do rendimento eléctrico do magnetrão guardado em memória em correspondência com o par de valores instantâneos medidos para a corrente anódica e para a tensão. 0 procedimento que se acaba de expor pode encontrar uma aplicação com um interesse muito particular quando o magnetrão emitir ondas electromagnéticas UHF numa cavidade de forma essencialmente cilíndrica submetida a vácuo, apropriada para receber pelo menos um recipiente em 14 ΡΕ1916877 material termoplástico, sobre uma face do qual é depositado um revestimento de um material de barreira usando um plasma de baixa pressão, obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio daquelas ondas electromagnéticas UHF.

De acordo com uma segunda das suas vertentes, a invenção proporciona um dispositivo de regulação para controlar, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, a alimentação eléctrica de um magnetrão fazendo parte de um gerador de ondas electromagnéticas UHF, sendo este dispositivo apropriado para a realização do procedimento atrás descrito e estando em conformidade com a invenção; os meios de regulação são caracterizados por consistirem em: meios de memorização para guardar em memória pelo menos um valor previamente determinado para o rendimento eléctrico do magnetrão, e num microcontrolador, incluindo: - meios para recolha de um valor de "setpoint" para a potência média de microondas; - uma unidade de conversão capaz de converter este valor de "setpoint" para a potência média de microondas num sinal de potência instantânea de "setpoint" com baixa frequência; - uma unidade de amostragem capaz de fazer a mistura deste sinal de potência instantânea de "setpoint" com uma elevada frequência de amostragem; - meios de medição e uma unidade de amostragem apropriados para captar e fazer a mistura dos valores 15 ΡΕ1916877 instantâneos de corrente anódica e de alta tensão para alimentação do magnetrão; - meios preparados para calcular o produto do valor instantâneo da corrente anódica, num dado momento de amostragem, pelo valor instantâneo da alta tensão nesse momento de amostragem, e pelo valor previamente determinado para o rendimento eléctrico do magnetrão, no intuito de determinar o valor medido da potência instantânea de microondas nesse momento de amostragem; - um comparador destinado a comparar este valor medido da potência instantânea de microondas com o valor da potência instantânea de "setpoint" misturada no dado momento correspondente, e fornecer um valor de desvio neste momento de amostragem; - meios para determinação de um valor de potência instantânea de microondas no momento de amostragem imediatamente consecutivo, corrigido em função de: (i) uma lei de regulação predeterminada válida para o dito momento de amostragem imediatamente consecutivo; (ii) o mencionado valor de desvio calculado no momento de amostragem; e (iii) o valor da potência instantânea de "setpoint" misturado no momento de amostragem imediatamente consecutivo; e - meios para conversão da potência na grandeza eléctrica de comando, apropriados para realizar uma conversão - entre a potência e a grandeza eléctrica de comando - do valor da potência instantânea de microondas corrigida, no intuito de obter um sinal analógico de potência instantânea de microondas corrigida, apropriado para comandar a alimentação do magnetrão. 16 ΡΕ1916877

Um destes dispositivos pode ser utilizado para implementar diversas alternativas de regulação.

Num exemplo de realização prático, os meios de alimentação eléctrica são do tipo conversor de ressonância, cuja frequência de ressonância é a grandeza eléctrica de comando, e os meios conversores da potência na grandeza eléctrica de comando consistem em meios de conversão da potência em frequência.

Num exemplo de realização simples, podendo ser aplicado quando a taxa de onda estacionária for relativamente baixa e inferior a um predeterminado limite (por exemplo, normalmente inferior a aproximadamente 2), o rendimento eléctrico do magnetrão é um predeterminado valor constante guardado em memória.

Pelo contrário, quando a taxa de onda estacionária for relativamente elevada e ultrapassar um predeterminado limite (por exemplo, normalmente superior a cerca de 2), o dispositivo dispõe de meios de memória apropriados para guardar em memória uma correspondência entre uma multiplicidade de pares de valores para a intensidade da corrente anódica do magnetrão e para a tensão aos bornes do magnetrão, e uma idêntica multiplicidade de correspondentes valores para o rendimento eléctrico do magnetrão.

Num modo de realizaçao preferido, os meios de 17 ΡΕ1916877 alimentação eléctrica do ânodo do magnetrão consistem numa alimentação eléctrica por comutação de ressonância incorporando uma ponte de interruptores de potência comandados aos pares, respectivamente por duas unidades de comando, e um filtro ressonância montado numa diagonal da referida ponte de interruptores; os atrás mencionados meios conversores de potência em frequência dispõem de duas saldas em oposição de fase, que são respectivamente ligadas àquelas duas unidades de comando. 0 dispositivo de regulação que acaba de ser descrito pode ser implementado de uma maneira particularmente interessante numa instalação para deposição de um revestimento sobre uma face de, pelo menos, um recipiente em material termoplástico usando um plasma de baixa pressão - obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio de ondas electromagnéticas UHF - numa cavidade de forma cilíndrica submetida a vácuo que recebe este recipiente; desta instalação fazem parte um gerador de ondas UHF e um guia de ondas UHF para ligar aquele gerador a uma janela da parede lateral da cavidade, em que tal gerador de ondas UHF é constituído por: um magnetrão dispondo de um ânodo; meios de alimentação eléctrica ligados a este ânodo para o alimentar com uma corrente submetida a uma alta tensão de alimentação; e um dispositivo de regulação para controlar a alimentação eléctrica do magnetrão, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas; em particular, pode-se tratar de uma instalação rotativa do tipo carrossel 18 PE 1916877 equipada com uma multiplicidade de postos para tratamento, cada qual dispondo de um maqnetrão apresentando a respectiva alimentação eléctrica regulada em conformidade com a invenção. A invenção será melhor compreendida através da leitura da descrição detalhada para determinados exemplos de realização preferidos, os quais são apresentados a título de exemplos meramente ilustrativos. Nesta descrição, é feita referência aos desenhos anexos, para os quais: a Figura 1 é um gráfico que caracteriza o funcionamento de um exemplo típico de magnetrão onde se mostra a evolução da alta tensão (linha a cheio) aos bornes do magnetrão (representada no eixo das ordenadas na escala do lado direito e expressa em volts), em função do tempo (representado no eixo das abcissas e expresso em segundos), e a concomitante evolução da corrente anódica (linha a traço interrompido) regulada nas condições atrás mencionadas (representada no eixo das ordenadas na escala do lado esquerdo e expressa em miliamperes); - a Figura 2 é um diagrama de blocos simplificado para um exemplo de realização preferido de um dispositivo para alimentação em alta tensão de um magnetrão, que aplica as disposições em conformidade com a invenção; - a Figura 3 é um diagrama de blocos para um exemplo de realização de um microcontrolador implementado no dispositivo da Figura 2; e - a Figura 4 representa um gráfico que resume o modo de funcionamento do dispositivo das Figuras 2 e 3. 19 ΡΕ1916877

Começando agora por fazer referência em primeiro lugar à Figura 2, nela se mostra um diagrama de blocos simplificado para um exemplo de realização preferido, em conformidade com a invenção, de um dispositivo para alimentação em alta tensão de um magnetrão identificado pela letra M, a partir de uma fonte de alimentação eléctrica que, em termos práticos, pode consistir numa rede genérica de alimentação em corrente alterna, normalmente uma rede trifásica de 400 V, identificada pela letra S. O dispositivo consiste, de uma forma genérica, numa alimentação do tipo corrente alterna-corrente alterna. Para esse efeito, o dispositivo apresenta, à entrada, um posto de rectificação e filtragem 1 da tensão alterna, o qual disponibiliza uma tensão rectificada e alisada que é aplicada a meios de alimentação eléctrica 2 do tipo estático, que poderão apresentar uma constituição completamente adequada para gerar uma tensão alterna.

Em termos práticos, haverá preferência em poder recorrer a meios de alimentação eléctrica 2 consistindo num gerador do tipo conversor de ressonância que integra, como está representado, um conjunto de quatro interruptores Q1 a Q4 (normalmente transístores de comutação rápida) montados em ponte, e duas unidades de comando 3 e 4, destinada cada uma delas a comandar um par de interruptores, respectivamente Ql, Q3 e Q2, Q4. Um filtro de ressonância 5 está montado na diagonal da ponte entre Ql, Q3 de um dos lados, e Q2, Q4 do outro lado. 20 ΡΕ1916877

Este filtro de ressonância 5, localizado no ramo de corrente do conversor, é constituído por uma associação de bobinas e condensadores, cujos valores são escolhidos de maneira a obter uma frequência de ressonância optimizada com um adequado coeficiente de sobretensão (ou qualidade). 0 funcionamento desta alimentação é já conhecido pelas pessoas especializadas nesta tecnologia e será seguidamente recordado de forma resumida. 0 filtro de ressonância faz a modulação da amplitude do sinal de entrada. 0 valor dessa variação de amplitude depende das características dos elementos componentes do filtro e da frequência do sinal. Ele vai também modificar a desfasagem existente entre tensão e a intensidade. A amplitude será máxima quando a frequência do sinal corresponder à frequência de ressonância do filtro. Ela é atenuada em função do desvio entre a frequência de ressonância e a frequência real do sinal. À saída do filtro de ressonância, é recolhida a tensão alterna em muito alta frequência, numa unidade de amplificação 6, que é depois amplificada em termos de amplitude nesta mesma unidade de amplificação 6. Após a rectificação e alisamento numa unidade de saída 7, localizada a jusante da unidade de amplificação 6, o sinal de potência UHF é aplicado no ânodo do magnetrão M. A cadeia de regulação pode incluir, à saída de unidade de saída 7, meios para medição da intensidade 8 e 21 PE 1916877 meios para medição da tensão 9, consistindo em sensores já sobejamente conhecidos, que detectam respectivamente a intensidade instantânea da corrente anódica Tb e o valor instantâneo da alta tensão Ebm que são enviadas para o ânodo do magnetrão M.

No que diz respeito às medições da corrente anódica e da tensão enviadas para o magnetrão, refira-se que estas medições devem ser feitas o mais perto possível do magnetrão, como acaba de se descrever, de forma a medir os valores exactos da alimentação eléctrica do magnetrão. Mas também será possível que essas medições sejam feitas noutros pontos do circuito, mais afastados do magnetrão; dever-se-á então estabelecer, por intermédio de medições prévias, uma relação de proporcionalidade entre o valor medido no ponto afastado e o valor real medido junto do magnetrão e, durante o funcionamento, usar o valor medido no ponto afastado mas corrigido pela predeterminada relação da proporcionalidade.

Os meios para medição da intensidade e da alta tensão 8, 9 são ligados a duas correspondentes entradas de um microcontrolador 10, por exemplo tipo DSP (Digital Signal Processor), cujas duas saídas - em oposição de fase - estão respectivamente ligadas às entradas de controlo das unidades 3 e 4 que comandam os interruptores Q1 a Q4. 0 microcontrolador 10 trata os valores da corrente anódica Jb e da alta tensão Ebm e gere a regulação de potência agindo sobre as unidades de comando 3, 4 que monitorizam os 22 ΡΕ1916877 interruptores de potência Q1 a Q4 em alta frequência, recorrendo nomeadamente à aplicação de uma técnica de modulação em largura de impulsos.

No microcontrolador 10 é também introduzida, por intermédio de um dispositivo de interface homem-máquina 19, uma informação do valor de "setpoint" para a potência Pmoy (potência média de microondas) fornecido pelo operador, e a partir do qual se estabelece a potência instantânea de microondas desejada para o funcionamento do dispositivo.

Por último, existem meios de memorização 20, ligados ao microcontrolador 10, que guardam em memória pelo menos um valor de rendimento eléctrico η do magnetrão M, que terá sido predeterminado. 0 microcontrolador 10 calcula a potência instantânea medida, a partir das medições dos valores instantâneos da corrente anódica Tb e da alta tensão Ebm, usando a seguinte expressão:

Potência instantânea medida = Ib x Ebm x rendimento eléctrico do magnetrão, e, em seguida, calcula o desvio entre o valor de "setpoint" da potência instantânea de microondas e a potência instantânea medida.

Seguidamente, e a partir dos seguintes dados: 23 ΡΕ1916877 . valor de "setpoint" da potência instantânea de microondas, desvio calculado (e tendo eventualmente em conta o desvio determinado aquando da realização de, pelo menos, uma medição anterior), e . uma predeterminada lei de regulação que foi previamente estabelecida e/ou seleccionada para obtenção da regulação desejada (podendo esta lei de regulação ser de qualquer tipo apropriado, por exemplo do tipo PID), e introduzida no microcontrolador), o microcontrolador 10 emite um sinal de controlo para as unidades 3, 4 que comandam os interruptores Q1 a Q4.

Se retomarmos o exemplo numérico atrás referido dizendo respeito aos impulsos Pa e PB, os resultados obtidos pela aplicação das disposições da invenção são os seguintes: - impulso PA: para uma corrente anódica de 360 mA, uma alta tensão de -3550 V e um rendimento eléctrico médio para o magnetrão de 73,7% (caracteristica predeterminada, fornecida pelo fabricante ou previamente estabelecida), a potência instantânea de microondas para o magnetrão será de 942 W; - impulso PB: para uma corrente anódica de 305 mA, uma alta tensão de -4050 V e um rendimento eléctrico médio para o magnetrão de 73,7%, a potência instantânea do magnetrão será de 910 W. 24 ΡΕ1916877 0 desvio para a potência do magnetrão entre os dois impulsos PA e Pb é de apenas 3,4% para uma potência média de microondas emitida na proximidade. 0 magnetrão funciona assim em condições de regularidade muito melhores do que nos dispositivos actuais.

Na Figura 3 é ilustrado um concreto e vantajoso exemplo de realização do microcontrolador 10. A potência média de "setpoint" Pmoy que é introduzida pelo operador por intermédio do dispositivo de interface homem-máquina 19 é processada por uma unidade de conversão 11, que o converte num sinal de potência instantânea de "setpoint" apresentando uma baixa frequência, que pode ser tipicamente da ordem dos 100 Hz. Este sinal de potência instantânea de "setpoint" é depois enumerado numa unidade de amostragem 12. A frequência de amostragem pode ser tipicamente da ordem dos 20 kHz, o que conduz a aproximadamente 200 pontos de medição ao longo de um período T do sinal de potência instantânea de "setpoint". A unidade de amostragem 12 está equipada com duas saídas para enviar os valores de amostragem para dois pontos consecutivos de amostragem, respectivamente n e n+1. A saída que recebe o valor Pinst_c no ponto de amostragem n está ligada a uma entrada (por exemplo, a entrada +) de um comparador 13, que pode ser um comparador 25 ΡΕ1916877 algébrico. A outra entrada (entrada -) do comparador algébrico 13 recebe o sinal de uma cadeia de regulação que é constituída da maneira descrita nos parágrafos seguintes.

Os sinais de alta tensão instantânea medida £Jbm_m e de corrente anódica instantânea medida Jb_m são detectados respectivamente pelos dois meios de medição 9 e 8 atrás citados aos bornes do magnetrão M, e são depois enviados para uma unidade de amostragem 16 destes dois sinais. As amostragens obtidas, correspondendo respectivamente a £bm e Jb, são aplicadas em primeiros meios multiplicadores 17 que fornecem a potência eléctrica instantânea medida Péiect_m = fibra x Ib, ou seja, a potência eléctrica efectivamente enviada para o magnetrão.

Esta grandeza é, por sua vez, aplicada numa entrada de segundos meios multiplicadores 18, nos quais uma outra entrada recebe a informação Rend do rendimento do magnetrão M. 0 sinal de saída destes segundos meios multiplicadores 18 representa a potência instantânea de microondas medida Pinst_nu ou seja, a potência que é efectivamente transformada em potência de microondas pelo magnetrão. A partir daquela potência instantânea de microondas medida Pinst_m é calculada, por intermédio dos meios de integração 21, a potência média de microondas medida, a qual é apresentada ao operador (dispositivo de interface homem-máquina 19) para permitir uma comparação visual com a potência média de microondas de "setpoint". 26 ΡΕ1916877 É aquele mesmo sinal de potência instantânea de microondas medida Pinst_m que é aplicado na outra entrada (neste caso, a entrada negativa) do comparador 13 atrás mencionado. A saída do comparador 13, na qual aparece o valor do desvio ε entre as potências de microondas instantâneas de "setpoint" e medida, está ligada a uma entrada de uma unidade de correcção de potência instantânea 14, com restrição a valores limites predeterminados, que dispõe de uma entrada principal ligada à outra saída da unidade de amostragem 12 pela qual é enviado o valor de Pinst_c para o ponto n+1. A unidade de correcção 14 corrige algebricamente o valor de Pinst_c no ponto n+1 com o valor do desvio ε calculado no momento de amostragem no ponto n, em função do valor da potência instantânea de "setpoint" misturada no dito momento de amostragem imediatamente consecutivo, no ponto n+1, e da predeterminada lei de regulação válida para o dito momento de amostragem no ponto n+1. A saída da unidade de correcção 14 está ligada a uma unidade de conversão da potência na grandeza eléctrica de comando 15 (a grandeza eléctrica de comando será a frequência, no exemplo considerado de um conversor sob a forma de conversor de ressonância), que é apropriada para tratar um troço com variação aproximadamente linear, definido entre valores limites de frequência F_max e F_min»· para a curva da potência em função da frequência centrada sobre um valor Fr: P0 = f (Fr, F_min, F_max) . Finalmente, a 27 ΡΕ1916877 unidade de conversão da potência na grandeza eléctrica de comando 15 envia para o ramal de corrente um sinal de frequência em função do tempo, que está limitado pelos valores F_min e F_max.

Por último, é este sinal de saida da unidade de conversão da potência na grandeza eléctrica de comando 15 que é enviado para o anteriormente descrito conjunto constituído pelos meios de alimentação eléctrica 2, unidade de amplificação 6 e unidade de saída 7, o qual está ligado ao magnetrão M.

Em resumo, o procedimento de regulação para controlar, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, a alimentação eléctrica do magnetrão M é constituído pelas seguintes etapas: - determinação prévia e manutenção em memória nos meios de memorização 20 de, pelo menos, um valor para o rendimento eléctrico η do magnetrão M; - recolha na unidade 19 de um valor de "setpoint" para a potência média de microondas Pmoy } conversão na unidade 11 deste valor de "setpoint" para a potência média de microondas, de modo a constituir um sinal de potência instantânea de "setpoint" com baixa frequência; - realização da mistura, na unidade de amostragem 12 , deste sinal de potência instantânea de "setpoint" com uma frequência elevada de amostragem; - medição - graças aos meios de medição 8 e 9 - e 28 ΡΕ1916877 realização da mistura - graças aos meios de amostragem 16 -dos valores instantâneos de corrente anódica e de alta tensão para alimentação do magnetrão; - cálculo - graças aos meios 17 e 18 -do produto do valor instantâneo da corrente anódica num momento de amostragem n pelo valor instantâneo da alta tensão nesse mesmo momento de amostragem n, e pelo valor previamente determinado do rendimento eléctrico do magnetrão, para obter o valor medido da potência instantânea de microondas nesse momento de amostragem n; - comparação no comparador 13 deste valor medido de potência instantânea de microondas com o valor da potência instantânea de "setpoint" misturada no dado momento n correspondente, e dedução de um valor de desvio ε neste momento de amostragem n; - determinação de um valor de potência instantânea de microondas para o momento de amostragem imediatamente consecutivo n+1, corrigido em função de: uma predeterminada lei de regulação válida para o dito momento de amostragem imediatamente consecutivo n+1; o mencionado valor de desvio calculado no momento de amostragem n; e o valor da potência instantânea de "setpoint" misturada no dito momento de amostragem imediatamente consecutivo n+1; e - execução - por intermédio dos meios 15 - de uma conversão da potência na grandeza eléctrica de comando, para obter um sinal analógico de potência instantânea de microondas corrigida, apropriado para comandar a alimentação do magnetrão. 29 ΡΕ1916877 0 procedimento atrás descrito pode ser implementado através do dispositivo de regulação para controlar, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, a alimentação eléctrica do magnetrão M, em que os meios de regulação deste dispositivo consistem em: meios de memorização 20 para guardar em memória pelo menos um valor previamente determinado para o rendimento eléctrico η do magnetrão M, e um microcontrolador 10 constituído por: - meios 19 para recolha de um valor de "setpoint" para a potência média de microondas •Pmoy r - uma unidade de conversão 11 capaz de converter este valor de "setpoint" para a potência média de microondas num sinal de potência instantânea de "setpoint" com baixa frequência; - uma unidade de amostragem 12 capaz de realizar a mistura deste sinal de potência instantânea de "setpoint" com uma elevada frequência de amostragem; meios de medição 8, 9 e uma unidade de amostragem 16 apropriados para captar e realizar a mistura dos valores instantâneos de corrente anódica e de alta tensão para alimentação do magnetrão; - meios 17, 18 preparados para calcular o produto do valor instantâneo da corrente anódica num momento de amostragem n pelo valor instantâneo da alta tensão nesse mesmo momento de amostragem n, e pelo valor previamente determinado para o rendimento eléctrico do magnetrão, no intuito de determinar o valor medido da potência 30 ΡΕ1916877 instantânea de microondas nesse momento de amostragem n; - um comparador 13 destinado a comparar este valor medido da potência instantânea de microondas com o valor da potência instantânea de "setpoint" misturado no dado momento correspondente n, e enviar um valor do desvio ε neste momento de amostragem n; - meios para determinação de um valor de potência instantânea de microondas no momento de amostragem imediatamente consecutivo n+1, corrigido em função de: (i) uma lei de regulação predeterminada válida para o dito momento de amostragem imediatamente consecutivo n+1; (ii) o mencionado valor de desvio calculado no momento de amostragem n; e (iii) o valor da potência instantânea de “setpoint" misturado no momento de amostragem imediatamente consecutivo n+1; e - meios de conversão 15 da potência na grandeza eléctrica de comando, apropriados para efectuar uma conversão - entre potência e grandeza eléctrica de comando - do valor da potência instantânea de microondas corrigida, para obter um sinal analógico de potência instantânea de microondas corrigida, apropriado para comandar a alimentação do magnetrão.

Nestas circunstâncias, o magnetrão M será alimentado com uma potência regulada em função do valor de "setpoint" de potência dado pelo utilizador.

Numa situação em que se utilizar um gerador de um tipo diferente do gerador com conversor de ressonância, e 31 ΡΕ1916877 na qual for controlada uma grandeza eléctrica diferente da frequência (por exemplo, a intensidade ou a fase) para garantir o comando, será realizada uma conversão da potência na grandeza eléctrica de comando. A potência enviada para o magnetrão será assim regulada em função de um valor de "setpoint" de potência fornecido pelo utilizador.

Na Figura 4, e fazendo referência à Figura 3, estão representados dois gráficos que resumem o funcionamento do dispositivo constituído de acordo com a invenção: no gráfico A (potência instantânea em abcissas em função do tempo em ordenadas) estão representadas a potência instantânea de “setpoint" na curva b (sinal de saída da unidade de conversão 11 na Figura 3) e a potência instantânea de microondas medida e regulada na curva £; no gráfico B (potência média em abcissas em função do tempo em ordenadas) estão representadas a potência média de microondas de "setpoint" na linha a (sinal de entrada da unidade de conversão 11 na Figura 3) e a potência média de microondas medida na linha g.

Matematicamente, o valor de "setpoint" para a potência média de microondas na linha a, Pmoya (na prática, trata-se do valor de "setpoint" estabelecido para a condução do procedimento) , expressa-se em função da potência instantânea de "setpoint" da curva b, Pb(t), através da seguinte expressão: 32 ΡΕ1916877

enquanto a potência média de microondas medida da linha g, Pmoyg, se expressa como uma função da potência instantânea de microondas regulada na curva f, Pf(t), através da seguinte expressão: “ |T O» ^

Torna-se perfeitamente perceptivel que o desvio entre as duas curvas de potência de "setpoint" e de potência efectiva é muito reduzido.

Para que a implementação do procedimento em conformidade com a invenção possa conduzir a uma regulação tão rigorosa quanto possível, é necessário que o valor usado para o rendimento eléctrico do magnetrão seja igualmente tão rigoroso quanto possível. Mas este valor pode variar consideravelmente, dependendo das condições de funcionamento do magnetrão.

Quando a taxa de onda estacionária (TOS) for relativamente pouco elevada (geralmente inferior a cerca de 2), não há praticamente nenhuma energia reflectida pela carga e quase toda a energia de microondas é absorvida pela carga. Neste caso, o rendimento eléctrico do magnetrão pode ser considerado como mantendo-se praticamente constante, e o seu valor é determinado por medições antecedentes. É este 33 ΡΕ1916877 valor que é usado e introduzido nos segundos meios multiplicadores 18 anteriormente citados.

Pelo contrário, quando a TOS for relativamente elevada (normalmente superior a cerca de 2) , a energia de microondas reflectida pela carga em direcção aos meios de alimentação eléctrica 2 é relativamente elevada, e o rendimento eléctrico do magnetrão diminui de forma significativa. De uma maneira mais concreta, o rendimento eléctrico do magnetrão está ligado a duas grandezas que caracterizam as condições de funcionamento, ou seja, o nivel de energia de microondas pedido e a TOS. A procura de uma regulação tão rigorosa quanto possível necessita portanto de utilizar, para a execução optimizada do procedimento da invenção, um valor para o rendimento eléctrico do magnetrão que já deixou de ser constante, passando a estar adaptado às condições instantâneas de funcionamento. Nestas condições, através de ensaios preliminares, vai-se determinar um valor aproximado para o rendimento eléctrico médio do magnetrão, relativamente a pares de valores de tensão instantânea de alimentação do magnetrão e de intensidade da corrente anódica consumida pelo magnetrão (ou de potência instantânea consumida pelo magnetrão). Pode-se depois estabelecer uma tabela de valores do rendimento, ou uma equação com a sua modelização, que é introduzida na memória do microcontrolador 10. Durante o funcionamento, e aquando da regulação, o microcontrolador calcula em duas fases a potência instantânea emitida: 34 ΡΕ1916877 - na primeira fase, é feita a medição da corrente anódica instantânea e da tensão instantânea aplicada ao magnetrão, e determina-se através do microcontrolador (por exemplo, através de pesquisa na tabela ou de aplicação da equação de modelização) o valor do rendimento eléctrico do magnetrão que corresponde ao par de valores medidos, depois, na segunda fase, é determinada a potência instantânea a partir do par de valores medidos e do correspondente valor determinado para o rendimento eléctrico do magnetrão. 0 interesse da solução proposta reside na sua enorme simplicidade e na sua muito significativa economia em termos de aplicação, onde não se utilizam quaisquer sensores ou meios de cálculo adicionais; uma vez que o microcontrolador já era necessário para o funcionamento da instalação - na qual está incluida o magnetrão com a sua alimentação eléctrica regulada - e eram igualmente necessárias as medições da corrente anódica instantânea e da tensão instantânea aplicada ao magnetrão, a única exigência especifica reside na predeterminação de uma tabela ou de uma equação de modelização disponibilizando os diversos valores para o rendimento eléctrico do magnetrão em função dos pares de valores corrente-tensão instantâneas, o que não constitui uma restrição muito penalizadora tendo em conta o rendimento dos actuais aparelhos electrónicos.

As disposições em conformidade com a invenção 35 ΡΕ1916877 podem encontrar uma aplicação muito interessante numa instalação para depositar um revestimento sobre uma face de, pelo menos, um recipiente em material termoplástico; este revestimento é realizado usando um plasma de baixa pressão - obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio de ondas electromagnéticas UHF - dentro de uma cavidade de forma cilíndrica submetida a vácuo, destinada a receber aquele recipiente; esta instalação é constituída por um gerador de ondas UHF e por um guia de ondas UHF para ligar esse gerador a uma janela da parede lateral da cavidade; do mencionado gerador de ondas UHF fazem parte: (i) um magnetrão M dispondo de um ânodo; (ii) meios de alimentação eléctrica 2 ligados a esse ânodo para o alimentar com uma corrente de alimentação de alta tensão; e (iii) um dispositivo de regulação para controlar a alimentação eléctrica do magnetrão M, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas. Na prática, poderá haver vantagem em que se trate de uma instalação rotativa do tipo carrossel, equipada com uma multiplicidade de postos para tratamento de recipientes, em que cada um inclui um magnetrão com a respectiva alimentação regulada.

Lisboa, 7 de Abril de 2010

Claims (11)

1. ΡΕ1916877 1 REIVINDICAÇÕES 1. Procedimento de regulação para controlar, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, a alimentação eléctrica de um magnetrão (M) fazendo parte de meios geradores de ondas electromagnéticas UHF, caracterizado por ser constituído pelas seguintes etapas: - determinação prévia e retenção em memória (20) de, pelo menos, um valor de rendimento eléctrico (η) para o magnetrão (M); - recolha (em 19) de um valor de "setpoint" para a potência média de microondas (Pmoy); - conversão (em 11) deste valor de "setpoint" para a potência média de microondas, de modo a constituir um sinal de potência instantânea de "setpoint" com baixa frequência; - realização da mistura (em 12) deste sinal de potência instantânea de "setpoint" com uma elevada frequência de amostragem; - medição (em 8 e 9) e realização da mistura (em 16) dos valores instantâneos de corrente anódica e de alta tensão para alimentação do magnetrão; cálculo (em 17, 18) do produto do valor instantâneo da corrente anódica num determinado momento de amostragem (n) pelo valor instantâneo da alta tensão nesse mesmo momento de amostragem (n), e pelo valor previamente 2 ΡΕ1916877 determinado para o rendimento eléctrico (η) do magnetrão, no intuito de obter o valor medido da potência instantânea de microondas nesse momento de amostragem (n); comparação (em 13) deste valor medido de potência instantânea de microondas com o valor da potência instantânea de "setpoint" misturado no dado momento (n) correspondente, e dedução de um valor de desvio (ε) neste momento de amostragem (n); determinação de um valor de potência instantânea de microondas para o momento de amostragem imediatamente consecutivo (n+1), corrigido em função de: (i) uma predeterminada lei de regulação válida para o dito momento de amostragem imediatamente consecutivo (n+1); (ii) o mencionado valor de desvio calculado no momento de amostragem (n); e (iii) o valor da potência instantânea de "setpoint" misturado no dito momento de amostragem imediatamente consecutivo (n+1); e - execução (em 15) de uma conversão da potência na grandeza eléctrica de comando, para obter um sinal analógico de potência instantânea de microondas corrigida, apropriado para comandar a alimentação do magnetrão.
2. 2. Procedimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser realizada uma conversão de potência em frequência, para comandar meios de alimentação eléctrica (2) sob a forma de conversor de ressonância.
3. 3. Procedimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por, quando a taxa de onda estacionária 3 ΡΕ1916877 for relativamente reduzida e inferior a um predeterminado valor limite, se assumir que o rendimento eléctrico do magnetrão se mantém constante, e o valor medido para uma determinação previamente realizada e guardada em memória (20) será o valor de rendimento eléctrico médio do magnetrão.
4. 4. Procedimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por, quando a taxa de onda estacionária for relativamente elevada e superior a um predeterminado valor limite, ser previamente estabelecida e memorizada uma correspondência entre: os pares de valores medidos para a corrente anódica instantânea e para a tensão instantânea aplicadas ao magnetrão, e os correspondentes valores de rendimento eléctrico do magnetrão; e caracterizado por, durante o funcionamento, a potência instantânea ser determinada a partir dos valores medidos para a corrente anódica instantânea e para a tensão instantânea aplicada ao magnetrão, e a partir do valor para o rendimento eléctrico do magnetrão, guardado em memória (20), em correspondência com o par de valores instantâneos medidos para a corrente anódica e para a tensão.
5. 5. Procedimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o magnetrão (M) emitir ondas electromagnéticas UHF numa cavidade de forma essencialmente cilíndrica submetida a vácuo, apropriada para receber pelo menos um recipiente em material termoplástico; sobre uma face deste recipiente é depositado 4 ΡΕ1916877 um revestimento de um material de barreira usando um plasma de baixa pressão, obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio de ondas electromagnéticas UHF.
6. 6. Dispositivo de regulação para controlar, em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas, a alimentação eléctrica de um magnetrão (M) fazendo parte de um gerador de ondas electromagnéticas UHF, para a implementação do procedimento de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes; o dispositivo é caracterizado por os meios de regulação consistirem em: meios de memorização (20) para guardar em memória pelo menos um valor previamente determinado para o rendimento eléctrico (η) do magnetrão (M), e um microcontrolador (10) constituído por: meios (19) para recolha de um valor de “setpoint" para a potência média de microondas (Pmoy) ; uma unidade de conversão (11) capaz de converter este valor de "setpoint" para a potência média de microondas num sinal de potência instantânea de "setpoint" com baixa frequência; uma unidade de amostragem (12) capaz de realizar a mistura deste sinal de potência instantânea de "setpoint" com uma elevada frequência de amostragem; - meios de medição (8, 9) e uma unidade de amostragem (16) apropriados para captar e realizar a mistura dos valores instantâneos de corrente anódica e de alta tensão para alimentação do magnetrão; 5 PE 1916877 meios (17, 18) preparados para calcular o produto do valor instantâneo da corrente anódica num momento de amostragem (n) pelo valor instantâneo da alta tensão nesse mesmo momento de amostragem (n) , e pelo valor previamente determinado para o rendimento eléctrico (η) do magnetrão, no intuito de determinar o valor medido da potência instantânea de microondas nesse momento de amostragem (n); - um comparador (13) destinado a comparar este valor medido da potência instantânea de microondas com o valor da potência instantânea de "setpoint" que foi misturado no dado momento (n) , e enviar um valor do desvio (ε) neste momento de amostragem (n); - meios para determinação de um valor de potência instantânea de microondas no momento de amostragem imediatamente consecutivo (n+1), corrigido em função de: (i) uma lei de regulação predeterminada válida para o dito momento de amostragem imediatamente consecutivo (n+1); (ii) o mencionado valor de desvio calculado no momento de amostragem (n); e (iii) o valor da potência instantânea de "setpoint" misturado no momento de amostragem imediatamente consecutivo (n+1); e - meios de conversão (15) da potência na grandeza eléctrica de comando, apropriados para efectuar uma conversão - entre potência e grandeza eléctrica de comando - do valor da potência instantânea de microondas corrigida, com o fim de obter um sinal analógico de potência instantânea de microondas corrigida, apropriado para comandar a alimentação do magnetrão. 6 ΡΕ1916877
7. 7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por os meios de alimentação eléctrica (2) serem do tipo conversor de ressonância cuja frequência de ressonância é a grandeza eléctrica de comando; e por os meios conversores da potência na grandeza eléctrica de comando consistirem em meios conversores de potência em frequência.
8. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por - quando a taxa de onda estacionária for relativamente reduzida e inferior a um predeterminado valor limite, sendo o rendimento eléctrico do magnetrão assumido como constante - os meios de memorização (20) serem apropriados para guardar em memória um valor previamente determinado para o rendimento eléctrico médio do magnetrão.
9. 9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por - quando a taxa de onda estacionária for relativamente elevada e superior a um predeterminado valor limite, sendo determinada uma multiplicidade de valores para o rendimento eléctrico do magnetrão em correspondência com uma idêntica multiplicidade de pares de valores respectivamente medidos para a corrente anódica instantânea e para a tensão instantânea aplicadas ao magnetrão - os meios de memorização (20) serem apropriados para guardar em memória aquela multiplicidade de valores de rendimento eléctrico do magnetrão em correspondência com a outra idêntica 7 ΡΕ1916877 multiplicidade de pares de valores respectivamente medidos para a corrente anódica instantânea e para a tensão instantânea aplicadas ao magnetrão.
10. 10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado por os meios de alimentação eléctrica (2) do ânodo do magnetrão (M) consistirem numa alimentação eléctrica de comutação por ressonância incorporando uma ponte de interruptores de potência (Q1 a Q4) comandados aos pares, respectivamente por duas unidades de comando (3, 4), e um filtro de ressonância (5) montado numa diagonal da referida ponte de interruptores; e caracterizado por os atrás mencionados meios conversores (15) de potência em frequência disporem de duas saldas em oposição de fase, que estão respectivamente ligadas aquelas duas unidades de comando (3, 4).
11. 11. Instalação para deposição de um revestimento sobre uma face de, pelo menos, um recipiente em material termoplástico usando um plasma de baixa pressão - obtido pela excitação de um gás precursor por intermédio de ondas electromagnéticas UHF - dentro de uma cavidade de forma cilíndrica submetida a vácuo onde é recebido aquele recipiente; esta instalação é constituída por um gerador de ondas UHF e um guia de ondas UHF para ligar este gerador a uma janela da parede lateral da cavidade; o mencionado gerador de ondas UHF integra: (i) um magnetrão (M) dispondo de um ânodo; (ii) meios de alimentação eléctrica (2) 8 ΡΕ1916877 ligados a este ânodo para o alimentar com uma corrente submetida a uma alta tensão de alimentação; e (iii) um dispositivo de regulação para controlar a alimentação eléctrica do magnetrão (M) , em função de um valor de "setpoint" para a potência instantânea de microondas; tal dispositivo de regulação é caracterizado por ser constituído em conformidade com qualquer uma das reivindicações 6 a 10. Lisboa, 7 de Abril de 2010