Brevet FR2013155A1 — publié le 19700327

La présente invention se rapporte au domaine de la technique électronique thermique, et, notamment, aux dispositifs pour la régulation automatique du régime électrique des installations électroniques thermiques comportant des canons ^ électroniques. On connaît des dispositifs pour la régulation automatique du régime électrique d'une installation électronique thermique comportant un canon électronique dont la cathode principale est chauffée par un faisceau d'électrons émis par une 20 cathode auxiliaire, la cathode principale du canon étant alimentée à partir du bloc de chauffage de la cathode principale, tandis que la cathode auxiliaire est alimentée à partir dû bloc de chauffage de la cathode auxiliaire. L'inconvénient de ces dispositifs réside en ce -Lçj qu'ils n'assurent pas la stabilité nécessaire du régime électrique d'une installation électrothermique avec un canon électronique en cas de condensation des vapeurs du métal chauffé sur la surface de la cathode, ou bien en cas de modification de sa température sous l'effet du flux des ions positifs 20 bombardant sa surface ou encore du flux thermique se formant en résultat du rayonnement de chaleur provenant de la surface du corps chauffé. La présente invention élimine ces inconvénients et a pour objet un dispositif pour la régulation automatique 2çj du régime électrique d'une installation électrothermique à canon électronique, assurant l'augmentation de la stabilité du régime électrique lors de l'abaissement des propriétés émissives de la cathode dû à la condensation à sa surface des vapeurs du matériau chauffé, ou lors des variations de la température de •jO la cathode résultant du bombardement de sa surface par le flux d'ions positifs ou au flux thermique du rayonnement de la surface du corps chauffé. Dans le dispositif pour la régulation automatique du régime électrique d'une installation électrothermique avec un canon électronique, dont la cathode principale est chauffée par le faisceau d'électrons émis par une cathode auxiliaire, la cathode principale du canon étant alimentée à partir du'bloc du chauffage de la cathode principale, tandis que la cathode auxiliaire est alimentée à partir du bloc de chauffage de la cathode auxiliaire, selon 1 ' invention, un bloc de correction 69 24438 2 2013155 du chauffage de la cathode principale est accouplé au moins à l'un des blocs mentionnés. Il convient de raccorder simultanément le bloc de correction du chauffage de la cathode principale au bloc de 5 chauffage de la cathode principale et au bloc de chauffage de la cathode auxiliaire, ceux-ci étant réglables. Le nouveau dispositif assure une amélioration de la stabilité du régime électrique de fonctionnement de l'installation, un accroissement de son rendement et une meilleure 10 qualité du produit obtenu. Il est bien connu que la température de la surface émettrice de cathode est déterminée d'une part, par la puissance allant au chauffage de la cathode-provenant de sa source ■d'alimentation, et d'autre part, par le-flux de radiations pro-15 venant de la surface du produit chauffé. Dans une série de cas, la surface émefctrice de la cathode principale du canon électronique et la surface du produit chauffé sont situées dans une zone d'irradiation mutuelle. Lorsque la-température-de la surface du produit 20 chauffé ou que le coefficient d'irradiation mutuelle entre les surfaces de cathode et du produit varie (ce que l'on peut observer, par exemple, dans les fours de fusion lorsque le matériau fondu est amené dans la zone du faisceau électronique) le flux thermique résultant allant de la surface du produit vers 25 la cathode varie. En conséquence, la température de la surface émettrice de la cathode varie ce qui fait modifier la puissance de l'installation. Une autre cause de variation de la température de la surface émettrice de la cathode et, par suite de la puissance 30 de l'installation, est la modification d'intensité du flux d'ions, allant vers la cathode en résultat des oscillations de la pression et de la composition des gaz résiduels dans la chambre de travail. Il convient de remarquer qu'un écart de puissance 35 de l'installation par'rapport à la valeur établie lorsque la valeur de" la puissance de la source d'alimentation de la cathode 69 24438 3 2013155 principale reste invariable, n'est observé que lorsque le canon fonctionne en régime différent de celui de limitation du courant par la charge spatiale. Cependant, un tel régime de fonctionnement est caractéristique pour la plupart des installations in-5 dustrlelles, vu la nécessité de régler la puissance de l'installation et en raison d'une série de complications techniques qui surviennent lors du chauffage de cathodes pures métalliques jusqu'aux températures permettant aux canons de fonctionner en régime de limitation du courant par la charge spatiale. 20 Les oscillations de la puissance, provoquées par la variation de la température de la surface émettrice de la cathode, sous l'action du rayonnement thermique provenant de la surface du produit et du flux d'ions, entraînent une diminution du rendement de l'installation et la dégradation de 15 la qualité du produit obtenu. Dans ce cas, l'intervention de l'opérateur devient nécessaire pour rétablir le régime nominal de fonctionnement de l'installation. En ce qui suit, les caractéristiques de 1 inven-20 tion ressortiront plus particulièrement de la description d'un exemple de réalisation faite en se référant aux dessins annexés qui représentent : - la figure 1, le schéma synoptique d'un dispositif pour la régulation automatique du régime électrique d'une ins- 25 tallation électronique thermique j - la figure 2 1'une des variantes possibles de réalisation du dispositif de l'invention. Le canon électronique 1 est alimenté (figure l) à partir d'une source 2 d'alimentation. La cathode principale de ce canon élec-20 tronique 1 est alimentée à partir du bloc 3 de chauffage de la cathode principale, qui comporte l'ensemble 4 (figure 2) de régulation de son régime de fonctionnement. La cathode auxiliaire du canon électronique 1 est alimentée à partir du bloc 5 de chauffage de la cathode auxiliaire, comportant le système 6 de 55 régulation de son régime de fonctionnement. Le bloc 7 de correction du chauffage de la cathode principale est relié à la sortie de la source 2 d'alimentation du canon électronique 1. 69 24438 4 2013155 Dans l'exemple de réalisation du dispositif, (figure 2), la source d'alimentation du canon électronique 1, composée du redresseur 8 et du transformateur 9 raccordés à travers les bornes 10, 11 et 12 au secteur d'alimentation, est reliée 5 aux électrodes du canon électronique 1. Le bloc 3 de chauffage de la cathode principale , ' qui se compose d'un redresseur 13, d'un transformateur 14, raccordés par les bornes 15 et 16 au secteur d'alimentation, des thyristors à connexion opposée-parallèle 17 et 18, et de l'en-10 semble 4 de réglage du régime de fonctionnement, est raccordé à la cathode principale et à la cathode auxiliaire du canon électronique 1. Le bloc 5 de chauffage de la cathode auxiliaire, composé d'un transformateur 19, des thyristors 20 et 21 couplés 15 en parallèle et en opposition et d'un ensemble 6 de régulation du régime de fonctionnement, est raccordé au secteur d'alimentation par les bornes 22 et 23. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Lorsque le courant où la tension d'f.limentation du canon élec-20 tronique 1, varie, un signal provenant de la sortie de la source 2 d'alimentation du canon électronique 1 attaque le bloc 7 de correction du chauffage de la cathode principale, le signal de correction issu de ce bloc, attaque le bloc 3 de chauffage de la cathode principale et le bloc 5 de chauffage de la cathode 25 auxiliaire; En résultat de l'action des ensembles 4 et 6 de régulation des régimes de fonctionnement sur les éléments auxiliaires du bloc 3 de chauffage de la cathode principale et du bloc 5 de chauffage de la cathode auxiliaire, la puissance de la source d'alimentation de la cathode principale et par con-30 séquent, sa température, vont varier jusqu'à ce que le courant ou la tension du canon électronique 1 s'établissent au niveau assigné. Au cas où l'un des blocs, par exemple, le bloc 3 de chauffage de la cathode principale, fonctionne en régime de 35 stabilisation de la tension ou du courant d'alimentation de la cathode principale, le signal issu du bloc 7 de correction du chauffage de la cathode principale ne peut attaquer que le bloc 5 de chauffage de la cathode auxiliaire fonctionnant en régime de régulation. 69 24438 5 2013155 L'exposé qui précède et les dessins annexés mettent en évidence que le dispositif décrit permet, au moyen du bloc 7 de correction du chauffage de la cathode principale, de modifier automatiquement la puissance de la source d'alimenta-5 tion de la cathode principale, et par conséquent, la température de sa surface émettrice en fonction du signal issu de la sortie de la source 2 de l'alimentation de puissance. 69 24438 6 2013155 R_E_y_E_N_D_I_C_A_T_I_0_N_S 1°-Dispositif pour la régulation automatique du régime électrique d'une installation électronique thermique à canon 5 électronique, dont le chauffage de la cathode pricipale est réalisé par le faisceau d'électrons émis par une cathode auxiliaire la cathode principale du canon életronique étant alimentée à partir du bloc de chauffage de la cathode principale, tandis que la cathode auxiliaire est alimentée à partir du bloc de chauf-10 fage de la cathode auxiliaire, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il est muni d'un bloc de correction du chauffage de la cathode principale raccordé au moins à l'un desdits blocs. 2°- Dispositif selpn la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc de correction est raccordé simultané-15 ment au bloc de chauffage de la cathode principale et au bloc de chauffage de la cathode auxiliaire, ces blocs étant réglables.