Brevet FR2659484A1 — publié le 19910913

-1- Inductance variable. La présente invention concerne une inductance variable. Les inductances variables sont généralement réalisées à partir de bobines de fils conducteurs Pour faire varier la valeur d'une telle inductance, une première solution consiste à disposer un noyau magnétique mobile au centre de la bobine Une deuxième solution qui s'applique notamment lorsque la bobine se réduit à une hélice, consiste à utiliser un élément conducteur mobile dont une extrémité se déplace en glissant sur cette hélice et dont l'autre extrémité constitue une des bornes de l'inductance variable, l'autre borne de cette inductance variable étant une des terminaisons de l'hélice Ces deux types de réalisation sont mal adaptés aux applications en forte puissance ce qui est le cas, par exemple, des générateurs d'impulsion haute énergie fonctionnant à des tensions supérieures à l Ok V et à des courants supérieurs à lk A. En effet, l'utilisation d'un noyau mobile à très fort courant n'est pas possible du fait de la saturation magnétique du matériau le constituant. Il est également impossible de réaliser un contact glissant pour des courants supérieurs à quelques centaines d'ampères, l'échauffement dû au passage du courant provoquant la fusion superficielle des deux parties en contact et, par conséquent, leur soudure. La présente invention a ainsi pour objet une inductance variable de forte puissance Elle permet, notamment, de faire varier de manière continue certaines caractéristiques des générateurs d'impulsion haute énergie telles que le temps de montée. L'inductance variable selon l'invention est pourvue d'une électrode d'entrée et d'une électrode de sortie, comprend une section inductive dont une extrémité est raccordée à l'électrode d'entrée, un équipement mobile électriquement conducteur pourvu d'un contact mobile établissant une connexion avec la section inductive et pourvu de moyens de raccordement à l'électrode de sortie, et se caractérise en ce que le contact mobile est disposé à -2- proximité de la section inductive, la connexion entre ces deux derniers éléments s'établissant au moyen d'un arc électrique. Dans un mode de réalisation de l'inductance variable, la section inductive est un segment d'hélice. De plus, dans l'inductance variable, l'équipement mobile comprend une portion de tube cylindrique circulaire ayant même axe que l'hélice, le contact mobile étant une saillie circulaire sur la face interne de ce tube, le diamètre intérieur de cette saillie étant supérieur au diamètre extérieur de l'hélice. Avantageusement, dans l'inductance variable, les moyens de raccordement à l'électrode de sortie comprennent un contact de reprise disposé à proximité de l'électrode de sortie, la connexion entre ces deux derniers éléments s'établissant au moyen d'un arc électrique. De plus, dans l'inductance variable, l'électrode de sortie est un barreau cylindrique. En outre, dans l'inductance variable l'équipement mobile comprend une section circulaire ayant même axe que le barreau cylindrique, le contact de reprise étant une saillie sur la face interne de cette section cylindrique dont la distance à l'axe du barreau cylindrique est supérieure au rayon de ce barreau. Dans un mode d'exécution préférentiel, l'inductance variable se caractérise en ce que l'hélice et le barreau cylindrique ont même axe et même diamètre, l'équipement mobile étant un segment de cylindre circulaire portant le contact mobile et le contact de reprise. Avantageusement, l'inductance variable est contenue dans une enceinte hermétique renfermant un gaz diélectrique. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront maintenant de manière plus précise dans le cadre d'un exemple de réalisation donné à titre non limitatif en se référant aux figures annexées qui représentent. la figure 1, une vue de face partiellement arrachée d'une inductance variable selon l'invention, la figure 2, une vue en coupe de cette inductance -3- variable. Les éléments apparaissant dans les deux figures seront affectées d'une seule référence. L'inductance variable représentée vue de face à la figure 1 et en coupe à la figure 2 comprend essentiellement un corps fixe 1 et un équipement mobile 2. Le corps 1 de l'inductance s'articule autour d'une structure cylindrique tubulaire de section circulaire Il comprend une électrode d'entrée 3 qui est une section du cylindre précédemment défini réalisée dans un matériau électriquement conducteur A la suite de cette électrode d'entrée 3, est disposée une section inductive 4 qui est un segment d'hélice inscrite dans' ce même cylindre, également réalisée dans un matériau conducteur et dont une extrémité est raccordée à cette électrode d'entrée 3 A la suite de la section inductive 4 de longueur L figure une électrode de sortie 5 qui est une section du même cylindre de longueur L' supérieure à L, réalisée elle aussi dans un matériau conducteur. Le corps 1 comprend également un noyau 6 en matériau électriquement isolant Ce noyau est un cylindre de section circulaire creux ou plein dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur des électrodes 3, 5 et de la section inductive 4 Il constitue un support pour le segment d'hélice 4 et s'encastre dans l'électrode d'entrée 3 et dans l'électrode de sortie 5. Le corps 1 peut être usiné dans son intégralité à partir d'un même barreau Il est également possible de réaliser séparément les deux électrodes 3, 5 et le segment d'hélice 4 et d'assembler ces éléments par brasure, par exemple. L'équipement mobile 2 assure la liaison électrique entre un point de la section inductive 4 et l'électrode de sortie 5 Il comprend un contact mobile au niveau de cette section inductive et des moyens de raccordement à l'électrode de sortie Il est réalisé à partir d'un tube cylindrique de section circulaire qui s'emmanche sur le corps 1, les axes de ces éléments coïncidant Ce tube comprend une saillie 8 sur sa face interne qui est de symétrie de -4- révolution par rapport à l'axe de ce tube Cette saillie a un diamètre intérieur qui est supérieur au diamètre extérieur du segment d'hélice 4 de quelques millimètres, par exemple Elle constitue le contact mobile Les moyens de raccordement à l'électrode de sortie 5 peuvent être réalisées par tous moyens connus, notamment au moyen d'une liaison souple Dans le cadre de cet exemple de réalisation, ils sont éxécutés d'une manière similaire au contact mobile 8, ce qui ne doit pas être interprété comme une limitation de l'invention Ils prennent donc la forme d'une autre saillie, le contact de reprise 9, également disposée sur la face interne du tube Bien que similaire au contact mobile 8, il n'est pas indispensable qu'elle soit de symétrie de révolution; elle peut consister, par exemple, en un secteur circulaire dont la distance à l'axe est sensiblement la même que celle du contact mobile Ces deux saillies sont séparées d'une longueur L" supérieure ou égale à L. L'équipement mobile 2 repose sur un support 10 Ce support dont la fonction est de maintenir colinéaires les axes du corps 1 et de cet équipement mobile 2 pourra être réalisé, par exemple, avec des glissières ou des colonnes à billes parallèles à ces axes. L'équipement mobile 2 est prévu pour être déplacé en translation avec un dispositif qui n'est pas figuré mais qui pourrait consister, notamment, en un système à vérins hydrauliques ou pneumatiques Le dispositif permet de déplacer l'équipement mobile 2 de manière à ce que le contact mobile 8 situé en regard du segment d'hélice 4 reste entre deux positions extrêmes, l'une au voisinage de l'électrode d'entrée 3, et l'autre au voisinage de l'électrode de sortie 5 Cette électrode aura une longueur L' supérieure à L" pour que, dans cette position, elle soit en regard du contact de reprise 9. La connexion entre le contact mobile 8 et le segment d'hélice 4 d'une part, et entre le contact de reprise 9 et l'électrode de sortie 5 d'autre part s'établit au moyen d'un arc électrique La tension d'amorçage dépend de la distance séparant les deux éléments en regard et du diélectrique présent à cet -5- endroit Pour une distance de séparation de quelques millimètres cette tension sera de l'ordre de quelques k V Le courant, au niveau du contact mobile 8 s'écoule à travers une surface de contact 11 qui correspond sensiblement à la surface extérieure d'une portion du segment d'hélice 4 délimitée par la projection radiale de ce contact mobile 8 Cette surface de contact est constante quelle que ce soit la position du contact mobile entre les deux électrodes 3, Elle sera dimensionnée en fonction du courant à acheminer De plus, elle détermine la géométrie du contact de reprise 9 de manière à ce qu'il ne soit pas un frein à l'écoulement du courant. L'inductance ci-dessus décrite présente donc une valeur variable fonction de la position relative de l'équipement mobile 2 et du corps 1 La tension d'amorçage nécessaire à son fonctionnement n'est pas une limitation dans les applications ou les tensions manipulés sont de plusieurs centaines de k V. L'inductance variable sera avantageusement introduite dans une enceinte étanche remplie d'un gaz diélectrique tel que de l'hexafluorure de soufre. -6- Revendications: l/ Inductance variable pourvue d'une électrode d'entrée ( 3) et d'une électrode de sortie ( 5), comprenant une section inductive ( 4) dont une extrémité est raccordée à ladite électrode d'entrée ( 3), un équipement mobile ( 2) électriquement conducteur pourvu d'un contact mobile ( 8) établissant une connexion avec ladite section inductive ( 4) et pourvu de moyens de raccordement à ladite électrode de sortie ( 5), caractérisée en ce que ledit contact mobile ( 8) est disposé à proximité de ladite section inductive ( 4), la connexion entre ces deux derniers éléments s'établissant au moyen d'un arc électrique. 2/ Inductance variable selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite section inductive ( 4) est un segment d'hélice. 3/ Inductance variable selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit équipement mobile ( 2) comprend une portion de tube cylindrique circulaire ayant même axe que ladite hélice, ledit contact mobile ( 8) étant une saillie circulaire sur la face interne dudit tube, le diamètre intérieur de ladite saillie étant supérieur au diamètre extérieur de ladite hélice. 4/ Inductance variable selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdits moyens de raccordement à l'électrode de sortie ( 5) comprennent un contact de reprise ( 9) disposé à proximité de ladite électrode de sortie, la connexion entre ces deux derniers éléments s'établissant au moyen d'un arc électrique. / Inductance variable selon la revendication précédente caractérisée en ce que ladite électrode de sortie est un barreau cylindrique ( 5). 6/ Inductance variable selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit équipement mobile ( 2) comprend une section circulaire ayant même axe que ledit barreau cylindrique ( 5), ledit contact de reprise ( 9) étant une saillie sur la face interne de ladite section cylindrique dont la distance à l'axe dudit barreau cylindrique est supérieure au rayon de ce barreau. -7- 7/ Inductance variable selon la revendication précédente caractérisée en ce que ladite hélice ( 4) et ledit barreau cylindrique ( 3) ont même axe et même diamètre, ledit équipement mobile étant un segment de cylindre circulaire portant ledit contact mobile ( 8) et ledit contact de reprise ( 9). 8/ Inductance variable selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle est contenue dans une enceinte hermétique renfermant un gaz diélectrique.