Brevet FR2239040A1 — publié le 19750221

La présente invention concerne les générateurs de haute tension continue, et se rapporte plus particulièrement à de tels générateurs habituellement employés dans les installations de peinture ou de poudrage électrostatique. Les générateurs de haute tension généralement utilisés dans de telles installations pressentent un débit insuffisant et, du fait de leur résistance interne trop élevée, une tension en charge trop faible. Cet inconvénient est difficile à supprimer dans les générateurs classiques, car ceux-ci doivent pratiquement présenter une résistance interne élevée afin d'éviter l'inflammation de la poudre ou de la peinture projetée par les pistolets de l'installation dont fait partie le génerateur. On doit même quelquefois augmenter cette résistance interne par l'emploi d'une résistance auxiliaire. L'invention vise a remédier à l'inconvénient mentionné cidessus en créant un générateur de haute tension continue qui présente un débit suffisant, pour alimenter sous une tension réglable les dispositifs de projection d'une installation de peinture ou de poudrage électrostatique, qui présente une résistance interne réduite et dont la disjonction puisse être assurée rapidement dès que le courant qu'il débite dépasse une valeur prédéterminée, de manière à empêcher, en cas-de courtcircuit, l'inflammation du produit liquide ou pulverulent--utilise dans l'installation. Elle a donc pour -objet un générateur de haute tension continue, notamment pour installations de peinture électrostatique, comprenant un transformateur élévateur de tension dont l'enroulement primaire est connecté au secteur et des moyens de redressement connectés la sortie dudit transformateur, carac téisé en ce que le transformateur comporte au moins deux enroulements secondaires, lesdits moyens d redressement étant constitués par des ponts redresseurs connectés chacun aux bornes d'un enroulement secondaire, un condensateur de filtrage étant connecté à la sortie de chaque pont redresseur, lesdits condensateurs étant connectés en série à la masse, des résistances de protection étant intercalées entre deux condensateurs voisins, et en ce qu'il comprend des moyens pour faire varier la tension d'alimentation de l'enroulement primaire du transfor-" mateur. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 est un schéma électrique du générateur de haute tension continue suivant l'invention la Fig. 2 est une vue de dessus, en coupe, d'un mode de réalisation du générateur de la Fig. 1 la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2 ; et la Fig. 4 est un schéma électrique du dispositif de disjonction rapide du générateur de la Fig. 1. Le générateur représenté schématiquement à la Fig. 1 comprend un transformateur dont le circuit magnétique 1 est rectangulaire, de forme allongée, sans entrefer, et présente une fenêtre de grandes dimensions (Fig. 2). L'enroulement primaire 2 du transformateur est directement bobiné sur l'un des grandis côtés du circuit magnétique 1 et connecté au secteur par l'intermédiaire d'un autotransformateur 3 destiné à assurer le réglage continu de la tension d'alimentation du transformateur, de fusibles 4 et d'un interrupteur généra 5. Un relais de disjonction 6 est intercalé entre l'autotransformateur 3 et l'enroulement primaire 2. Bien que, dans le cas présent, le réglage de la tension d'alimentation du transformateur soit assuré par un autotransformateur, cé réglage pourrait être effectué par un simple commutateur. L'enroulement primaire 2 du transformateur est blindé par un écran 7 conducteur relié à la masse. En se référant à la Fig. 2,- on constate que cet écran est de forme tubulaire et qu'il est lui-même entouré par un tube 8 en matière isolante qui masque les arêtes de l'enroulement primaire 2, de manière à empêcher la formation d'effluves. Le transformateur du générateur suivant'l'invention comporte, dans le mode de réalisation représenté, six enroulements secondaires 9. Ces enroulements sont portés par un tube isolant 10 (Fig. 2), coaxial avec le tube 8 entourant l'enroulement primaire et séparé de ce dernier par un espace annulaire de 20 Le tube 10 est encastré, à l'une dé ses extrémités, dans une plaque support 11 dans laquelle sont également encastrés l'écran 7, le tube 8 et le circuit magnétique 1. Sur ce tube, sont montés six mandrins 12 sur chacun desquels est bobiné un enroulement secondaire 9 comprenant un grand nombre de spires. Aux bornes de chaque enroulement secondaire, est connecté un redresseur en pont 13 dans la diagonale duquel,distincte de la diagonale de connexion de l'enroulement 9, est branché un condensateur de filtrage 14. Les condensateurs 14 ainsi associés aux enroulements secondaires 9 sont connectés en'série, par l'intermédiaire de résistances de protection 15. L'un des condensateurs extrêmes du circuit ainsi constitué est connecté à la masse par l'intermédiaire d'un ensemble 16 de mesure et de disjonction, destiné à commander le relais 6, ltautre condensateur extrême étant connecté, par l'intermédiaire d'une résistance isba, à la borne desortie à haute tension 17 de 1-' ensemble. Dans le mode de réalisation représenté aux Fig. 2 et 3, c'est le condensateur 14 le plus proche de l'extrémité encastrée du tube 10 qui est connecté à la masse. Dans ce mode de réalisation, on a prévu six enroulements secondaires, mais ce nombre peut, bien entendu, etre supérieur ou inférieur à six en fonction de la haute-tension que l'on désire obtenir, des %ensilons que peuvent supporter les diodes et les condensateurs et de la technique utilisée pour les enroulements. Un capot 18 en matière plastique isolante coiffe l'ensemble du générateur qui entoure le grand côté du circuit magnétique 1 qui porte l'enroulement primaire 2 du transformateur et prend appui sur la plaque support 11. Ce capot masque les pointes et les arêtes des éléments du générateur et empêche la formation d'effluves. Les ponts redresseurs 13, les condensateurs 14 et les résistances 15 sont portés par une plaque 19 en matière isolante, également encastrée,par une de ses extrémités, dans la plaque support 11. f L'ensemble du générateur est placé dans une enceinte cylindrique étanche, formée d'un corps 20 pourvu d'une collérette extérieure 21 à son extrémité ouverte dans laquelle est montée la plaque support 11. Le corps 20 est fermé par un flasque 22 fixé à la collerette 21 par des vis, des rivets ou tout autre moyen approprié. Entre le corps 20 de l'enceinte étanche et le capot 18, est ménagé un espace suffisant pour assurer l'isolement. L'enceinte étanche est remplie d'un gaz d'isolement, de l'hexafluorure-de soufre par exemple, sous une pression de 2 bars. La borne de sortie à haute tension 17 est avantageusement réalisée sous forme d'un bouchon métallique monté à l'extrémité d'un. tube 23 en matière isolante, parallèle à l'axe du corps 20 de l'enceinte et qui traverse la plaque support 11 et le flasque 22 de celle-ci pour déboucher à l'extériéur du générateur. Le tube 23 constitue ainsi un puits dans lequel on peut introduire plusieurs fils fortement isolés et munis chacun d'une fiche pouvant s'adapter dans des orifices 24 ménagés dans le bouchon métallique 17. Le flasque 22 de l'enceinte étanche est pourvu d'un dispositif 25 d'admission du gaz d'isolement dans l'enceinte. Sur le dispositif 25, est fixé un interrupteur manométrique 26 destiné à couper l'alimentation du générateur lors d'une baisse de la pression dans l'enceinte au-dessous d'une valeur prédéterminée. Le flasque 22 porte, en outre, une traversée étanche 27 pour les conducteurs d'alimentatioh'de l'enroulement primaire 2 et pour les conducteurs de liaison du générateur avec le dispositif de disjonction 16 (Fig. 1). Ce dispositif de disjonction est représenté en détail à la Fig. 4. I1 comprend un potentiomètre 28 connecté en série avec une résistance 29 et un milli-ampèremètre 30 entre le condensateur 14 du générateur le plus éloigné de la borne de haute tension 17 et la masse. En parallèle sur le potentiomètrè 28 et sur la résistance 29, est connecté un condensateur 31 aux bornes duquel sont connectés un tube au néon 32 et une résistance 33 en série. Le point de jonction du tube au néon 32 et de la résistance 33 est connecté, par l'intermédiaire d'un condensateur 34, à l'électrode de commande d'un thyristor 35 dont le circuit anode-cathode est-connecté aux bornes du bobinage 36 du relais de disjonction 6 (Fig. 1). Une borne du bobinage 36 est reliée à la masse, tandis que sa borne opposée est connectée, à travers une résistance 37, à un redresseur en pont 38 alimenté par un transformateur 39 d'alimentation du relais 6. Le générateur qui vient d'être décrit délivre une tension réglable pouvant atteindre 90.000 Volts. A cet effet, les six enroulements secondaires 9 du transformateur sont calculés pour délivrer chacun une tension maximale de 11.000 Volts. Après redressement, la tension continue maximale apparaissant aux bornes de chaque condensateur 14 est de 15.000 Volts. Du fait que tous les condensateurs 14 sont connectés en série, on dispose, sur la borne de sortie 17 du générateur, d'une tension continue maximale de 90.000 Volts. Le dispositif de disjonction représenté à la Fig. 4 fonctionne de la façon suivante. Be relais de disjonction 6 est alimenté par le transformateur 39 et le redresseur 38, de sorte que les contacts 40 de ce relais sont fermés et que le générateur est alimenté Le courant de sortie du générateur circule dans le potentiomètre 28, la résistance 29 et le milli-ampèremètre 30. Ce courant assure également la charge du condensateur 31 mais, tant que la tension aux bornes du potentiombtre 28 et de la résistance 29 reste inférieure au seuil d'amorçage du tube au néon 32, celui-ci ne conduit pas. Dès que ce seuil est atteint, le condensateur 31 se décharge dans le circuit constitué par le tube au néon 32 et la résistance 33. A la jonction de ces deux composants, apparaît donc un créneau de tension qu-i est transmis à l'électrode de commande du thyristor 35 et rend célui-ci conducteur Le bobinage 36 du relais 6 est court-circuité, ce qui provoque l'ouverture des contacts 40 et la coupure de l'alimentation du générateur. Pour désamorcer le thyristor 35, il suffit de couper l'alimentation du transformateur 39. Celui-ci étant connecté au secteur en aval'de l'interrupteur général 5, il suffit donc d'ouvrir cet interrupteur. Le réglage du-potentiometre 28 permet de choisir l'intensité qui provoquera la disjonction. Le générateur suivant l'invention peut être utilisé pour alimenter des cabines de poudrage à rampes, des pistolets électrostatiques à peinture ou à poudre et, plus généralement, tout dispositif utilisant les hautes tensions continues, tel que dépoussiéreurs, appareils à floquer, générateurs d'ozone, générateurs de rayons X, appareils de mesure de rigidité diélectriques et autres. Ce générateur présente, vis-d-vis des dispositifs connus, un certain nombre d'avantages. La forme allongée de son circuit magnétique lui confère un faible encombrement. La haute tension étant obtenue par addition de plusieurs tensions plus basses, on obtient une répartition régulière des potentiels le long des parties isolantes du générateurs, telles que le tube 10 qui porte les enroulements secondaires, la plaque 19 qui supporte les redresseurs, les condensateurs et les résistances, et le tube 23, à l'extrémité duquel est monté le bouchon 17 qui constitue la borne de haute tension. Le générateur présente une faible résistance interne, ce qui permet de l'utiliser dans de meilleures conditions. REVENDICATIONS 1. Générateur de haute tension continue, notamment pour installations de peinture électrostatique, comprenant un trans- formateur élévateur de tension dont l'enroulement primaire est connecté au secteur, et des moyens de redressement connectés à la sortie dudit transformateur, caractérisé en ce que le transformateur comporte au moins deux enroulements secondaires (9), lesdits moyens de redressement étant constitués par des ponts redresseurs (13) connectés chacun aux bornes d'un enroulement secondaire (9), un condensateur de filtrage tel4) étant connecté à la sortie de chaque pont redresseur, lesdits condensateurs étant connectés en série à la masse, des résistances (15) de protection étant intercalées entre deux condensateurs (14) voisins, et en ce qu'il comprend des moyens (3) pour faire varier la tension d'alimentation de l'enroulement primaire du transformateur. 2. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens (16) de mesure et de commande de disjonction, destinés à commander un relais (6) de disjonction rapide de l'alimentation du générateur, sont connectés en série entre la masse et le condensateur de filtrage (14) dont la tension est la moins élevée. 3. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lfenroulement primaire (2) dudit transformateur est bobiné sur l'un des grands côtés d'un circuit magnétique (1) fermé, rectangulaire, de forme allongée, ledit enroulement primaire (2) étant blindé par un écran tubulaire conducteur (7) entourant ledit cté -du circuit magnétique (1) et entouré lui-rnême par un premier tube (8) en matière isolante destiné à masquer les arêtes de l'enroulement primaire (2) et à empêcher la formation d'effluves. 4. Générat'eursuivant la revendication 3, caractérisé en ce que les enroulements secondaires (9) du transformateur sont portés par un deuxième tube isolant (10) coaxial avec le premier tube (8) entourant l'enroulement primaire et séparé de ce tube (8) par un espace annulaire d'isolement, les enroulements secondaires- (9) étant bobinés sur des mandrins (12) montés sur ledit deuxième tube (10). 5. Générateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit circuitmagnétique (2), ledit écran (7) et lesdits premier et second tubes isolants (8, 10) sont encastrés, l'une de leurs extrémités, dans une plaque support (11) en matiere isolante dans laquelle est également encastrée, par une extrémité, une plaque (19) portant lesdits ponts redresseurs (13), condensateurs' de filtrage (14)~ et résistances de protection (15). 6. Générateur suivant les revendications 3 à 5 considérées dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'ensemble du générateur est coiffé par un capot (18) en matière plastique prenant appui sur ladite plaque support (11), le tout étant monté dans une enceinte étanche (20,22) remplie de gaz isolant sous pression. 7. Générateur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la borne de haute tension du générateur est constituée par un bouchon métallique (17) monté à l'extrémité d'un tube isolant (23) qui traverse la plaque support (11) et débouche à l'extérieur de l'enceinte (20,22) du générateur, ledit bouchon (17) comportant des orifices (24) destinés à recevoir des fiches de conducteurs fortement isolés introduits dans ledit tube isolant (23). 8. Générateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure et de commande de disjonction comprennent un potentiomètre (28) et un milli-ampéremètre (30), un condensateur (31) connecté aux bornes dudit potentiomètre et à l'électrode de commande d'un redresseur commandé (35) par l'intermédiaire d'un composant à seuil de tension, le circuit anode-cathode dudit redresseur commandé (35) étant connecté aux bornes du bobinage (36) dudit relais (6) de disjonction de l'alimentation du générateur. 9. Générateur suivant la revendication 1,caractérisé en ce que lesdits moyens (3) pour faire varier la tension d'alimenta tion de l'enroulement primaire des transformateurs sont cons titués par un autotransformateur ou un commutateur multiple.