Brevet FR2294584A1 — publié le 19760709

Certains générateurs de courant continu en haute tension utilisent des additionneurs-redresseurs, alimentés en série ou en parallèle. Ces additionneurs doivent dextre alimentés par un générateur de courant alternatif de moyenne tension ; la haute tension continue donnée par l'additionneur-redresseur est, théoriquement, n fois la valeur crête à crête de la moyenne tension alternative si n est le nombre d'étages de l'additionneur. Les Brevets français nO 72.07505 et 72.34310 ont défini les conditions dans lesquelles l'additionneur-redresseur pouvait etre miniaturisé pour etre placé au plus près des éléments nécessi tant une haute tension, de manière à réduire la capacité des e élé- ments sous haute tension et améliorer la sécurité. Crest en particulier le cas des pistolets de peinture ou de poudrage à effet électrostatique. Dans la majorité des cas, il est nécessaire de séparer le générateur de courant alternatif moyenne tension de l'additionneur. I1 faut donc alimenter l'additionneur au moyen d'un cible. Cette alimentation pose un problème, car les fréquences préconisées sont élevées (20 à 50 KHz) et les tensions de tordre de 5 à 10 KV. Un câble coaxial est nécessaire ; il nécessite de prévoir une bobine de self-induction pour assurer une alimentation avec un bon rendement. La fréquence de résonance du circuit moyenne tension comprenant le transformateur élévateur de tension, le cible coaxial, la bobine de self-induction et l1additionneur, devra être égale à la fréquence à laquelle on désire travailler. L'alimentation de ltadditionneur ne sera correcte que si la fréquence du générateur moyenne tension est accordée sur celle du circuit moyenne tension. Pour réaliser cette condition, les Brevets précités avaient prévu que le générateur moyenne tension serait alimenté par un auto-oscillateur. Cette solution qui paratt la plus logique, se heurte dans la pratique à des difficultés de réalisation, de réglage en haute fréquence et de sécurité. La présente invention concerne un générateur de courant alternatif moyenne tension et ses organes de régulation et de sécurité. Il comprend un oscillateur à fréquence commandée par une tension : V. C. O. (Voltage Control Oscillator) et deux circuits de régulation agissant sur la tension de réglage de la fréquence l'un est destiné à ajuster la fréquence de l'oscillateur sur la fréquence de résonance du circuit moyenne tension, itautre au contraire, à désaccorder la fréquence quand, pour des raisons de sécurite, il est nécessaire de faire chuter la tension aux bornes de I'additionneur, donc la haute tension. La fréquence de résonance du circuit moyenne tension peut varier, en particulier avec la température. I1 apparatt donc nécessaire de pouvoir ajuster automatiquement la fréquence à la valeur optimum dans une plage que l'on peut estimer à + ou - 10 % de la fréquence moyenne de réglage initial. Si la fréquence de ltoscillateur est bien accordée sur celle du circuit moyenne tension, le cos t du courant circulant dans ce circuit est de l, ou l'angle de phase est nul. Il faut donc assurer une correction pour ramener l'angle S à à 0 quand il tend à sTen écarter. Le circuit de correction de la fréquence est prévu pour donner une tension croissante en grandeur et de signe convenable quand ltangle f stécarte de zéro (ou le cos Qp baisse). Cette correction doit entre prévue dans la plage la plus réduite possible, car elle va en sens opposé aux nécessités de la sécurité. I1 y a en effet une sécurité intrinsèque qui fait que pour toute variation importante de la fréquence propre du circuit moyenne tension, la tension delivrée s'écroule. I1 en est ainsi en cas de rupture du câble coaxial. On peut également agir sur la fréquence en la déréglant volontairement pour faire chuter la haute tension, en cas de nécessité. En particulier, il est important de limiter le courant délivre en haute tension pour prévenir les amorçages. C'est le role du deuxième circuit de contrôle que de limiter le courant délivré- en haute tension en désaccordant 1 t oscillateur. On comprendra mieux ltobjet de l'invention en examinant les schémas joints FIGURE 1 : schéma général. FIGURE 2 : schéma du circuit donnant la tension Vs de correction de la fréquence en fonction du cos t du circuit moyenne tension. Sur la FIGURE 1 on remarque Le générateur est alimenté en courant continu par un moyen connu, non représenté sur le schéma. La tension est stabilisee. L'oscillateur V. C. 0. est du type commandé par tension. En réglant la tension au moyen de la résistance ajustable PI, on règle la fréquence. La fréquence peut dtre modifiée par les tensions de réglage appliquées aux entrées 3 et 4. Les oscillateurs commandés par tension sont bien connus et n'ont pas besoin d'être précisés. A la sortie 2, le V. C. 0. débite par l'intermédiaire de ltamplificateur de puissance P. A. sur le transformateur T. L1 enroulement secondaire L2 délivre un courant moyenne tension qui est reçu par 1' additionneur-redresseur A. D. D. Le câble coaxial de liaison est figuré sur le schéma par une capacité équivalente C. C. La bobine de self Lc est destinée à obtenir une fréquence du circuit moyenne tension correspondant à celle à laquelle on désire fonctionner. Ce circuit comprend le transformateur, le cible coaxial, l'additionneur et la self. Le circuit d'ajustement de la fréquence comprend - En série avec ltenroulement primaire Li du transforma teur une résistance R2 qui donne ses bornes, une tension VI proportionnelle au courant. Nous avons VI au point B. - En parallèle aux bornes de l'enroulement L1 du transfor mateur un pont diviseur constitué par les résistances R3 R4 qui donne au point A une tension Vv image de la ten sion d'alimentation du transformateur. Ces deux tensions V1 et Vv sont introduites dans le circuit P. L. L. qui donne en sortie une tension Vs fonction en grandeur et signe du déphasage 9 entre V1 et Vv. Ce circuit est connu, un mode de réalisation est donné sur le schéma de la figure 2 à titre d'exemple. Les tensions Vv et V1 en A et B sont mises en forme de signaux carrés et introduites dans le multiplicateur formé par les trois transistors Qg,Q2 et Q3 ; les tensions de phases différentes obtenues aux sorties C et D sont redressées et il apparat une tension différentielle Vs qui est l'image de l'angle de phase entre les signaux entrés en A et B. La tension Vs est appliquée à ltentrée 3 de l'oscillateur V. C. 0. pour ajuster la fréquence. I1 est facile de limiter l'intervention de ce circuit à la compensation indispensable de la fréquence en fonction de la température. Le circuit de sécurité prend son information de courant débité en haute tension sur la résistance Ri (fig. 1) placée sur le circuit de retour du courant délivré en haute tension. Cette information amplifiée par l'amplificateur de régulation est appliquée au V. C. O. à l'entrée 4. REVENDICATION: Générateur moyenne tension haute fréquence utilisable pour alimenter un additionneur-redresseur > série ou parallèle en particulier au moyen d'un câble coaxial, à une fréquence accordée à la fréquence propre du circuit moyenne tension qui comprend le transformateur élévateur de tension, l'additionneur-redresseur et, en tant que besoin, un câble coaxial et une bobine de self, caractérisée par l'utilisation d'un oscillateur commandé par une tension un circuit délivrant une tension de correction de la fréquence fonction croissante du déphasage du courant moyenne tension, en grandeur et en signe, l'intervention de correction étant limitée aux variations normales de la fréquence de résonance du circuit dues à la température et un circuit de sécurité introduisant dans T ltôscillateur, une tension quand l'intensité délivrée en haute tension atteint un seuil de réglage, tension ayant pour objet de désaccorder le fonctionnement du générateur et de faire ainsi chuter la tension par lui délivrée de manière à assurer son fonctionnement à intensité constante.