Brevet FR2249484A1 — publié le 19750523

L'invention concerne un générateur de tension oscillante utilisé pour produire des tensions oscillantes d'enclenchement pour des essais. Il consiste étages individuels chargés en parallèle et dé chargés par l'amorçage synchrone d'écalteurs d'enclenchement en connexion série, les tensions des divers étages étant connectées l'une avec l'autre. Les composantes qui agissent dans le processus de décharge à l'intérieur des étages sont essent-ieliement deg eondensateursp des éclateurs dsenc rn- chement et des résistences ou des inductances de décharge. Il est connu, pour produire des tensions oscillantes d'enclenchement en vue d'essais, d'utiliser des circuits comportant des transformateurs d'essai qui sont excités par la décharge d'ensembles de con densateurs dans leur enroAlement primaire. Ces circuits ont en commun l'inconvénient que par siute de l'inductance propre des transformateurs d'essai la fréquence de fonctionnement maxiamle est relativement basse. On connaît aussi d'après Iwanov la génération de tensions oscillantes d'enclenchement au moyen d'installations de tensions de choc, dans lesquelles, au morns en quelques points, des bobines de blcJage sont insérées pour les résistances chimiques de décharge.Grâce à un dimensionnement approprié des circuits oscillants ainsi formés, on obtiens une sour-^ universelle de tenslons amorties de fréquence quelconque, Pour éviter un choc de tension brutal non défini à l'entrée de l'élément en essai à l'allumage de l'éclateur d'enclenchement, la tension de départ au début de la décharge doit être égale à zéro et ensufte croître con- tinuellement de façon définie en accord avec la fréquence des oscillations. Dans un tel circuit, il est connu d'obtenir différences formes de la courbe de tension d'essai par un rapport Régal er.trs les inductaces. Dans une variante de cette dernière installation connue, dont le principe est représenté dans la figure las 50 % des étages ;r .ises forment des c-ir- cuits oscillants qui sont réglés sur une fréquence de travail oar un dimensionnement approprié de R et L. 50% des étages forment des circuits de décharge apériodiques, qui sont re présentés dans la figure 1a par C et R.La figure 1a montre seulement le principe du circuit de décharge, les sources de tension et ies résistances pour la charge des condensa- teurs C sont omises.Une telle instalation comprend naturellement plusieurs étages qui doivent cependent donner un nombre pair, car la charge des condensatuers, comme il est indiqué dans la figure la par la flèche, se produit en oppo- sition.-De la sorte, on remplit les condisitions selon ies- quelles9 lors de la décharge par les éclateurs denclenehe- ment S sur l'échantillon en essai, non représenté dans la figurez la tension appliquée au départ est nulle. La courbe de la tension en fonction du temps fournie par une telle installation connue est représentée dans la figure 1b. Oh peut bien obtenir une courbe de tension symétrique par rapport à l'axe zéro, mais alors le rendement # On peut obtenir un rendement meilleur, au prix toutefois de la symétrie des oscillations. D'autre par rapprot de la tension de crête de la tension Û2 à la valeur de crête de la tension Û1 qui a la polarité opposée, est trop faible. En effet, le rapport Û2/Û1 devrait être d'environ 0,8 à 0,9. Dans la figure 1b, la courbe de la tension sur la résistance R est désignée par UR. Elle a une allure apériodique. La courbe de la tension sur la bobine d'arrêt haute tension L est désignée par UL, elle a la forme d'une oscillation amortie. Une autre variante de llins- tallation selon Iwanov est représntée dans la figure 2a, et la forme de tension obtensle dans la figure 2b. Dans cette installation également représentée en principe sans source de tension de charge, chaque résistance de décharge au contraire de l'installation ci-dessus, est formée par une bobine de blocage haute tension LA ou LE. La caractéristique de ce circuit consiste en circuits oscillants accordés différemment, qui sont formés d'une parat par LH et C. et d'autre part par LA et C. L'installation comprend encore plusieurs étages, dont la moitié fonctionne à la fréquence de travail, correspondant à la valeur d'inductance de LA et l'autre moitié à une fréquence auxiliaire qui est égale à environ 0,25 à 0,50 fois la fréquence de fonctionnement, par un choix approprié de l'in ductance de LH.Les condensateurs C des deux groupes d'étages sont de nouveau chargés chaque fois en opposition, ce qui fait que la tension appliquée au moment de lRamorçage aux éclateurs d'enclenchement S est aXabord nulle å la sortie. Dans la figure 2b, on a représenté les premières phases de la courbe tension-temps, La fréquence auxiliaire de la tension EH a ici la valeur n moitié de la fréquence de travail de la tension UA. La ten8ion de départ U ests en tenant dompte chaque fois de la polarité, la somme de UH+UA. De même dans ce circuit, il y a ltalternative suivante : ou biens Grand rendement ou bien grand rapport U2/U1. D'autre part, il y a encore un autre inconvénient9 qui est provoque par la superposition des deux amplitudes de tension9 ce qui modifie la v6Zeur de crdte de la tension de sortie de façon oscillatoire telle quet après des oscillations de valeur de crête faible, il apparaît de nouveau des valeurs de crête relativement élevées.Ces processus défavorables peuvent être diminués du fait que, par un circuit-aérie d'inductances h avee une résistance ohmique dtamortissement non représentée dans la Ligure le déclin de la tension à la fréquence auxiliaire est accéléré. Mai8 cela a un effet défavorable sur le rendement de ltins- tallation. Le but de l'invention est de fournir uncircuit pour un générateur de tension oscillante qui peut être utilisé pour la production de tensions oscillantes d'encelnchement. L'invention a pour objet, dang un ge'nérateur de tension oscillante fonctionnant selon le principe de la multiplication de tension dBétages indi- viduels qui commprennent des condensateurs de chargeR de8 éclateurs dtenclenchement9 ainsi que des résistance de décharge, dlatteindre un bon rendement. En même temps le rapport des valeurs de crête entre les deux premières oscilla tiens doit être supérieur i 098 et la montée du front ainsi que le déclin des valeurs de crête doivent être aussi monotones que possible. Le problème est résolu selon l'invention du fait qu'une partie des étages est accordée sur une fréquence de travail et une partie sur une fréquence auxiliaire inférieure à la fréquence de travail sur laquelle sont réglées les inductances se trouvant dans les étages. Une autre partie des étages est équipée d'une résistance ohmique de décharge. La charge des condensateurs sous chaque tension de charge se fait dans les étages accordés sur la fréquence de travail, ein opposition aux étages accordés sur la fréquence auxiliaire et aux étages de décharge apério- diques, de sorte qulà la décharge, la montee de tension se fait de façon monotone à partir de zéro. Comme conditions faVorableS de répartition pour les différents étages réalisés du généra- teur de tension oscillante, on obtient les variantes suivan- tes s 1. La moitié de tous les étages est dimensionnée pour la fréquence de travail et quant au reste des étages, la moitié est dimensionnée pour la fréquence auxiliaire, et la moitié pour la tension de décharge apériodique; 2.La moitié des étages se trouvant en série est dimensionnée pour la fréquence de tra- vail et quant au reste des étages, un tiers est dimensionnd pour la fréquence a1wiliaire et deux tiers pour la tension de décharge apériodique 9 3. La moitié des étages se trouvant en série est de nouveau dimen8iounée pour la fre- quence de travails et quint au reste des étages, un tiers est dimensionné pour la tension de décharge apériodique et deux tiers pour la tension à une fréquence auxiliaire. Toutefois, les conditions de répartition selon 2 ou 3 sont réalisab'es seulement aveus un nombre d'étages d'au moins 6, alors que la variante selon l prévoit un nombre d'étages de bave de 4. Dans de tels générateurs, il est courant de charger les étages avec les mêmes tensions, les capacités des étages étant égales. Comme fréquence de travail, on emploie 50 Hz à 3 kHz, comme valeur avantageuse pour la fréquence auxiliaire le rapport "fréquence de travail fréquence auxiliaire" devrait atre dans la gamme 195 i 4. Le changement de la fréquence de travail se fait avantageusement en échelons tels que les impédances de décharge inductives peuvent être utilisées dan8 d'autres étages, de façon à réduire la réserve de composants. Comme constante de temps favorable pour la durée de la décharge apériodique, on a adopté un rapport de la constante de temps à la durée de la période de la fréquence de travail de l'ordre de 095 à 2. En tenant compte du dimension- nement économique des condensateurs, il s'est révélé favorable- comme dans les générateurs d'impulsions - d'utiliser des circuits 2ymétrique8 dans lesquels dans chaque étage, il y a deux groupes de cundensateurs en sériez dont les centres restent au potentiel de la terre pendant la charge et dont les extrémités sont chargées symétriquement par rapport au potentiel de la terre. L'invention sera mieux comprise grâce h la description ci-après et aux dessin8 sunexés repré sentant us exemple de réalisation de l'invention, et dan9 lesquels o - la figure 3a montre le principe de base d'use installation de tension oscillante pour la production d'une tension oscillante de commutation, dont la forme de courbe est représentée dans la figure 3b. L'installation de tension oscillante comprend plusieurs étages I s II III; IV, dont le nombre le plus faible est quatre. Les étages sont construits de la même façon à l'exception des résistances de décharge. La source de tension pour la charge des condensateurs C, qui ont tous la même capacité, charge ntest pas représentée dang la figure. De meme9an a renoncé à la représentation des moyens d'amorçage des éclateurs deencle- chement s étage I et l'étage II sont équipés dtune même impédance inductive de décharge L2 et les étages sont dimensionnés pour une fréquence de travail par exemple de 100 Hz par suite de la capacité C et de ltinductance L. On prend soin de réduire l'amortissement à lXintérieur de ces étages d la valeur la plus petite possible. L'étage III est dimen- sionné pour une fréquence plus basse par l'enclechement d'une impédance inductive de décharge T d'inductance plus élevée. Grâce à un enelenchement de résistances osmiques supplémentaires non représentées dans la figure, il est prévu d'amortit fortement ce circuit de déchargez L'étage IV four- nit, par suite de la décharge de son condensateur C à travers une résistance purement ohmique7 une tourbe de tension apério- dique, dont la constante de temps devrait être CR# (0,5....2) .1 f a fa = fréquence de travail Pour modLiter la fréquence de travail, par exemple dans la gamme 50 Hz à 3000 Hz, il est prévu de munir le générateur de tension oscillante de rési8tances de décharge interchangeables.Pour que la coLlec- tion ne soit pas trop grande, il est avantageux de prendre une variation en échelons, par exemple dans le rapport 2:1, car les inductances B2 de l'étage I ou II en cas d'élévation de la fréquence de travail à la valeur double peuvent être insérées dans l'étage III pour la production de la fréquence auxiliaire, à la place de l'inductance L1.Le tableau suivant expose les relations entre fréquence et inductance, quand la fréquence de trais a est le double de la fréquence a auxiliaire fH: : fa (2) 50 100 200 400 ;2 4L X |L 16 4 16 fH 25 50 100 200 L, 16L 4L I L L 4 Bien entendu, l'invention n'est PaS limitée aux exemptes de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et dBautres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Générateur de tension oscillante pcur la production de tensions d'enclenchement9 conpistant en étages connectés en parallèle, qui comprennent en principe des condensateurs, des éclateurs d'enclenchement et des ré8istances ou des inductances de décharge et sont chargés à une tension continue9 puis sont connectés en se'rie pour la décharge par l'amorçage des éclateurs d'enlenchement déclenchée en synchronisme, générateur dans lequel la tension de sortie est la somme des tensions partielles de polarité en partie opposée des différents étages, générateur caractérisé en ce que, au moyen des impédances de décharge introduites dans chaque étage, une partie des étages est accordée sur une frdquence de travail et une partie sur une fréquence ansiliai- re située en-desssous de la fréquence de travail, une autre partie des étages possèdant une Résistance de décharge ohmi quet tandis que les tensions des condensateurs des étages réglés sur la fréquence de travail lors de la charge ont une polarité opposée aux tensions des condensateurs de8 antres étages. 2 ) Générateur de tension oscillante selon la revendication 1, caractérisé en ce que, parmi le8 étagez connectés en série, 50 % sont accordés par des combinaisons CL sur la fréquence de travail, et 25 % sur la fréquence auxiliaire, et les autres étages forment des combinaisons CR. 3 )Générateur de tension oscillante selon la revendication 1, caractérisé en ce que parmi le8 étages connectés en sériez 50 % sont accordés sur la fréquence de travail et 16 2/3 % ou 33 1/3 % respectivement sur la fréquence anodZiaireS et 33 1/3 % ou 16 2/3 % sont conformés en combinaisons CR. 4 ) Giérateur de tension oncillaLte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les étages fonctionnent avec la même tension de orge. 5 ) Générateur de tension oscillante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractirisé en ce que les condensateurs de charge de tous les étages présentent la même capacité. 6 ) Générateur de tension Oscillante selon lune quelconque des revendications 1 d 59 caractérisé en ce que le rapport entre la fréquence de travail et la fréquence auxiliaire est à peu près dans la gomme de 1m5 à 4. 7 ) Générateur de tension oscilante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les inductances de décharge des circuits de commutation sont interchangeables entre elles au moins partiellement par suite d'un échelonnement approprié du changement de fréquence de travails 8 ) Générateur de tension oscilante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le rapport de la constante de temps pour la décharge apériodique et la durée de la période de la fréquence de travail est à peu près dans la gomme de 025 b 2. 9 ) Générateur de tension oscillante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, par étage, deux condensateurs sont branchés tomme capacités de charge et leur charge se fait symétriquement par rapport au potentiel de la terre.