Brevet FR2450502A1 — publié le 19800926

La présente invention concerne les dispositifs d'alimentation électronique des tubes générateurs de micro-ondes, tubes tels que les magnétrons, les klystrons, etc... A l'heure actuelle lorsqu'on veut faire débiter simultanément dans un meme applicateur plusieurs magnétrons, on est toujours gené par les interactions que ces tubes peuvent avoir entre eux, couplages nuisibles, qui perturbent leur bon fonctionnement. Certes on peut s'affranchir de cela en utilisant des dispositifs antiretour tels que des isolateurs ou des circulateurs montés en isolateur mais la solution s'avère onéreuse. Le dispositif suivant l'invention permet de supprimer ces inconvénients. I1 suffit simplement d'alimenter successivement les uns après les autres chaque magnétron puis de recommencer lorsqu'on arrive au dernier. Accessoirement le fait de travailler avec plusieurs petites sources au lieu d'une unique plus puissante permet de mieux homogénéiser la répartition d'énergie dans l'applicateur utilisé et d'augmenter la fiabilité de la source. Le dispositif objet de l'invention se compose d'alimentations monophasées de tubes générateurs de micro-ondes (par exemple de magnétrons) du type redressement monoalternance (doubleur ou pas) non muni de filtrage. En mettant à profit le fait que pour le courant monophasé l'alternance positive est déphasée de 1800 par rapport à l'alternance négative on peut alimenter suceessivement-pour un montage doubleur de puissance chacun des deux magnétrons. Lå figure la montre la réalisation pratique d'un tel montage pour un redressement du type monoalternance simple. La figure lb représente ltévolution des tensions en fonction du temps aux bornes de chaque magnétron. On voit que chacun d'eux est alimenté de façon indépendante successivement l'un après l'autre. En triphasé on obtient des résultats du meme type puisque le triphasé équilibré n'est autre que trois tensions monophasées déphasées de 120 . La figure 2a donne un exemple de réalisation pratique de ce montage. L'alimentation des transformateurs se fait entre phase et neutre. On pourrait tout aussi bien utiliser le montage de la figure 2b dans la mesure bien sur où les transformateurs T1, T2, T3 sont identiques ce qui est le cas. Néanmoins si le réseau de distribution electrique utilisé est du type 220/380 V dans le cas de la figure 2a leurs primaires sont alimentés en 220 V tandis que dans le cas de la figure 2b il doivent sup porter 380 V. On peut aussi utiliser le dispositif représenté sur la figure 2c. Néanmoins ce montage est moins intéressant que celui de la figure 2a car si l'un des transformateurs du montage venait à passer en court circuit, le système serait complétement déséquilibré et il en résulterait un ris que de destruction pour les deux autres transformateurs. Les figures 3a et 3b donnent pour du triphasé l'évolution en fonction du temps de la tension aux bornes de chaque enroulement des transforma teurs et de chaque magnétron. On s'aperçoit que chaque alternance empiète sur sa voisine d'un angle de 60 à son début et à sa fin. Par exemple figure 3b l'alternance d'alimentation de T2 empiète de 600 sur T1 et de 60 sur T3. L'enroulement T2, donc le magnétron M2, n'est alimenté strictement tout seul que durant un angle d'ouverture correspondant à 180 - 60 - 60 = 600. Cela pourrait être gênant mais néanmoins cela n'a aucune importance puisque les magnétrons compte tenu de leurs caractériståques en forme de diode zener ne commencent à con- duire que très près de leur tension nominale d'alimentation, autrement dit en début d'alternance et en fin d'alternance ils ne débitent pas. I1 est possible compte tenu du passage par zéro de certaines alter nances de faire fonctionner de façon séquentielle six magnétrons. La figure 4 donne le schéma de principe d'un tel montage. Pour cela on utilise à la fois l'alternance positive et négative comme dans le montage monophasé doubleur de puissance de la figure la. En fait on peut dire qu'il stagit de trois montages monophasés doubleurs de puissance (T1T4, T2T5, T3T6), alimentés par des tensions alternatives déphasées les unes par rapport aux autres de 120 . Certes les temps de recouvrement sont 100% néanmoins ils se produisent pour des débuts ou des fins d'alternance là où les magnétrons ne conduisent pas encore ou plus. On peut cependant renforcer le découplage des magnétrons uti lisant les alternances positives par rapport h ceux utilisant les alternances négatives (figures 5a et b) en faisant en sorte que les polarisations des ondes émises par ces deux groupes de trois magnétrons soient croisées.Pour cela il suffit que chaque magnétron d'un groupe ait son support en guide d'onde tourné de 90 par rapport à l'autre groupe. Dans tout ce qui précède nous avons toujours parlé de montage redresseur monoalternance non doubleur (figure la). Le problème est strictement le même si on emploie un montage redresseur monoalternance doubleur de tension. On peut aussi réduire de moitié la valeur de la tension de sortie du transformateur d'alimentation et obtenir ainsi des montages plus économiques. La figure 6 présente ce montage redresseur doubleur. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé toutes les fois que l'on désire obtenir à partir de petits magnétrons bon marché une puissance double, triple,..., sextuple. Son emploi peut s'avérer très intéressant pour les applications industrielles des micro-ondes surtout si l'on tient à l'esprit que, au cours du marché actuel, le magnétron 5 KW s'avère environ 20 fois plus onéreux que le magnétron I KW; supporte difficilement des R.O.S. supérieurs à 3 et nécessite toujours un refroidissement paf circulation d'eau. REVENDICATIONS 1 - Dispositif électronique d'alimentation permettant à partir de sources élémentaires de micro-ondes de puissance P d'obtenir 2P, 3P,... jusqu'à 6P et cela en minimisant au maximum lors de leur fonctionnement l'influence d'unesource sur l'autre. : caractérisé par le fait que pour alimenter successive ment 2, 3, 4, 5 ou 6 magnétrons on met à profit les prorpiétés du courant alternatif (deux alternances déphasées de 180 ) ou du courant triphasé 3 alternances positives déphasées de 120 ou si l'on tient compte à la fois des alternances positive et négative, six alter nances déphasées de 60 . 2 - Dispositif selon la revendication 1, : caractérisé par le fait que le montage redresseur est du type monophasé non doubleur ou doubleur de tension. 3 - Dispositif selon la revendication l, : caractérisé par le fait qu'aucun filtrage de la tension redressée n'est nécessaire. 4 - Dispositif selon la revendication l, : caractérisé par le fait que pour le montage à trois magnétrons ou à six magnétrons (alternances positives ou négatives utilisées) on peut accroître le découplage des magnétrons ayant des alimentations qui se chevauchent dans le temps en croisant la pola risation des ondes émises par les sources dont les alimentations se recouvrent le plus dans le temps.