Brevet FR2162568A1 — publié le 19730720

La présente invention se rapporte aux dispositifs multiplicateurs de fréquence comprenant un inducteur de chauffage formant, avec un condensateur en parallèle, un circuit résonant alimenté à partir d'une source de tension monophasée par l'intermédiaire d1une self qui se sature lorsque la tension instantanée à ses bornes dépasse un certain niveau, ce circuit résonant étant accordé sur un multiple impair de la fréquence de la tension d'alimentation. Les dispositifs connus de ce type présentent des inconvénients sérieux, notamment la circulation de courants à fréquence multipliée dans la source d'alimentation, cause d'échauffements indésirables et de mauvais rendement, et des difficultés de démarrage de l'installation. Le dispositif multiplicateur de fréquence suivant l'invention est exempt de ces ennuis; grâce a une disposition symétrique, les courants à fréquence multipliée circulent dans deux circuits en parallèle pratiquement en opposition de phase de sorte que le courant résultant, qui circule dans la source d'alimentation, est pratiquement nul. Cette disposition procure également peu de perturbations de la résonance du circuit résonant de chauffage lors de l'enclenchement, ce qui fait que le démarrage de l'installation se fait sans à-coups. Le dispositif multiplicateur de fréquence suivant l'invention est caractérisé en ce que l'inducteur de chauffage et la self saturable sont munis chacun d'une prise médiane ou bien au moins l'un d'eux est constitué de deux parties identiques sans induction mutuelle, la tension d'alimentation étant appliquée entre ces deux prises, et en ce que les extrémités de la dite self saturable sont reliées à celles du circuit résonant de chauffage respectivement à travers des impédances telles que les courants à la fréquence d'alimentation qui les traversent soient égaux en grandeur et de phases symétriques par rapport à celle de la tension d'alimentation, les éléments du dispositif étant en outre choisis de facon que l'angle de chacune de ces phases soit égal à 900 divisés par le multiplicateur choisi de la fréquence et multipliés par un nombre entier impair. La description ci-après et le dessin annexe se rapportent à un exemple de réalisation d'un dispositif multiplicateur de fréquence suivant l'invention. La figure 1 représente une installation de chauffage par induction comprenant un inducteur L à prise médiane en parallèle avec un condensateur C. Des résistances r représentent la partie active de l'impédance de l'inducteur. Le circuit résonnant L, C est relié aux extrémités d'une bobine de self saturable S à prise médiane, respectivement à travers un condensateur CS et une self linéaire LS, et une tension V de fréquence f est appliquée entre cette prise médiane et celle de l'inducteur L, cette tension est fournie par un alternateur A par l'in termédiaire d'un autotransformateur T à prises de réglage. Le circuit oscillant L, C est accordé sur une fréquence nf, n étant un nombre impair. A chaque alternance de la tension de fréquence f aux bornes de la self S, celle-ci se sature à partir d'une certaine valeur instantanée, son impédance tombe transitoirement et il en résulte une génération d'harmoniques qui excitent l'oscillation du circuit L, C comme cela se passe dans les dispositifs connus. Le condensateur CS et la self LS sont choisis de telle façon que les deux circuits contenant ces deux éléments respectifs et qui sont en dérivation entre les prises médianes de la self S et de l'inducteur L aient des réactances de grandeur X égales et de signes contraires pour la fréquence d'alimentation f. Ces deux circuits sont, d'autre part, d'égale résistance R de sorte que si on désigne respectivement par I1, 12 et I les courants à fréquence f dans le condensateur CS, dans la self LS et dans la source d'alimentation à tension V, ces courants peuvent être représentés par le diagramme vectoriel de la figure 2. Comme on le voit, le courant I, qui est la somme de li et I2, est en phase avec la tension V et les courants I1 et I2, de même grandeur, sont symétriques par rapport à la tension V et font avec celle-ci chacun un angle . Ces courants sont donc déphasés entre eux d'un angle 2 i. D'autre part, les courants à fréquence multipliée nf qui circulent dans les memes circuits sont déphasés entre eux d'un angle n fois plus grand qu'entre I1 et I2, soit d'un angle 2 n i. Si donc on s'arrange pour que 2 n = Nx 1800, N étant un nombre entier impair, les courants à fréquence nf dans les deux circuits en dérivation seront en opposition de phase et, par conséquent, leur somme sera nulle.Il n'y aura donc pas de courant à fréquence nf dans la source d'alimentation. La condition ci-dessus revient à dire que: &alpha; = Nx 180 = N x 90 2n n Par exemple, dans le cas d'un dispositif quintupleur de fréquence (n = 5), en donnant à N les valeurs successives 1, 3, 5, ... , on obtiendra les angles: &alpha; = ### = 18 &alpha; = 250 = 5402700 &alpha; = 450 = 900 5 etc. On choisit donc les éléments des circuits pour que l'angle &alpha; ait l'une de ces valeurs. D'autre part, le taux le plus élevé d'harmonique d'ordre n s'obtient en agissant sur la tension aux bornes de la self S de façon à obtenir les conditions de saturation optima, ce qui revient à agir sur la tension V en déplacent la prise de réglage de l'autotransformateur T ou en réglant l'excitation de l'alternateur A. Il va de soi que la self S ou l'inducteur L, ou les deux, peuvent etre constitués de deux parties identiques en série sans induction mutuelle, le point de jonction de ces deux parties jouant le rôle de la prise médiane. REVENDICATIONS. 1. Dispositif multiplicateur de fréquence pour application de chauffage par induction, comprenant un inducteur de chauffage formant, avec un condensateur en parallèle, un circuit résonant alimenté à partir d'une source de tension nao- nophasée par l'intermédiaire d'une self qui se sature lorsque la tension ins tantanée à ses bornes dépasse un certain niveau, le dit circuit ré'sondant étant accordé sur un multiple impair de la fréquence de la tension d'alimentation, caractérisé en ce que l'inducteur de chauffage et la self saturable sont munis chacun d'une prise médiane ou bien au moins l'un d'eux est constituede deux parties identiques sans induction mutuelle, la tension d'alimentation entant appliquée entre ces deux prises, et en ce que les extrémités de la dite self saturable sont reliées à celles du circuit résonant de chauffage respectivement à travers des impédances telles que les courants à la fréquence d'alimentation qui les traversent soient sensiblement égaux en grandeur et de phases symétriques par rapport à celle de la tension d'alimentation, les éléments du dispositif étant en outre choisis de façon que l'angle de chacune de ces phases soit sensiblement égal à 900 divisés par le multiplicateur choisi de la fréquence et multipliés par un nombre entier impair. 2. Dispositif multiplicateur de fréquence suivant la revendication 1, carac térisé en ce que des moyens sont prévus pour ajuster les conditions de sature tion de la self saturable pour obtenir le taux le plus élevé de l'harmonique désiré, consistant en des moyens de réglage de la tension d'alimentation.