Transformateur de rayons à adaptation du champ de commande
Un transformateur de rayons est un appareil servant à accélérer jusqu'à des vitesses finales élevées, des particules électriquement chargées,.de préférence des électrons...En premier
lieu, le principe de fonctionnement de cet appareil connu sera
<EMI ID=1.1>
annexés, qui montre une vue en coupe transversale de l'appareil, circulairement symétrique par rapport à l'axe a - a. Le transformateur à tôles radiales comporte deux pôles cylindriques
axiaux 11 et deux pôles annulaires 12. Ces pôles 11 et 12 sont
entourés d'un enroulement 13 connecté à une tension alternative.
Un tube annulaire évacué 14 est disposé dans l'entrefer entre
les deux pôles annulaires 12 et entoure donc aussi une partie
des pôles axiaux 11. Les particules chargées se trouvant dans
le tube (pour la facilité il ne sera plus question, dans la suite. du texte, que d'électrons, qui sont utilisés le plus souvent) sont accélérées sous l'effet des variations de champ dans les pôles 11 entourés par le tube, et sont en même temps forcées, par le champ de commande des pôles annulaires 12, sur des trajectoires circulaires qui sont adaptées au tube 14. Pendant la demi-période comprise entre deux valeurs maxima de signe opposé du courant alternatif d'induction, les électrons subissent une accélération qui leur imprime la vitesse finale désirée. Après écoulement de cette demi-période, les électrons doivent être captés par une anti-cathode ou être extraits du tube annulaire, car sinon ils subissent, pendant la demi-période suivante, un ralentissement qui freinerait de nouveau les électrons jusqu'à la vitesse initiale.
Sous l'effet de l'accélération centripète, les électrons circulants commencent à' rayonner de l'énergie électromagnétique aux grandes vitesses. Ce rayonnement d'énergie provoque une perte constamment croissante d'énergie (c'est-à-dire, une perte de tension) des électrons, cette perte pouvant, par exemple dans
<EMI ID=2.1>
Cette perte de tension aura comme conséquence que le champ de commande du transformateur de rayons, qui correspond à la pleine tension des électrons (c'est-à-dire sans perte de tension),.:
obligera les électrons à se mouvoir sur un plus petit cercle d'équilibre que ce ne serait la cas lors d'un déplacement exempt de perte. Lorsque le champ de commande B varie en direction radiale R suivant la relation
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1> <EMI ID=5.1>
perte de tension relative. Cela constitue-une grande difficulté si l'on veut engendrer des tensions élevées; les difficulté-a se manifestent surtout dans le cas d'un transformateur à champ de commande préalablement aimanté.
La perte de tension relative atteint environ:
<EMI ID=6.1>
-13 <EMI ID=7.1>
cas d'un transformateur de rayons préalablement aimanté.
Selon l'invention, on peut empêcher la réduction de la trajectoire d'équilibre au moyen d'un transformateur de rayons, dans <EMI ID=8.1> lequel le rapport entre le champ de commande et le champ inducteur, lors de l'apparition d'un amortissement du rayonnement des électrons circulants, est varié de telle façon que le rayon de la trajectoire des électrons reste au moins approximativement constant.
L'invention sera décrite plus en détails avec référence aux dessins annexés, qui représentent quelques exemples de réalisation de l'invention et dans lesquels:
Fig. 1, 2 et 4 montrent différentes formes d'exécution de transformateurs de rayons, et Fig. 3, 5, 6,,. 7a et 7b montrent différents couplages pour la réalisation de l'invention. Dans l'exemple d'exécution selon Fig. 1, le rétrécissement des corps des pôles de commande 15 a pour effet que, en cas d'accroissement de la perte par rayonnement à la fin de la période d'accélération, la saturation magnétique qui se produit dans ces corps, diminue quelque peu le champ de commande par rapport au champ inducteur. Il va de soi que le rétrécissement des corps des pôles de commande peut être remplacé par une diminution de la section transversale totale des pôles de commande.
La Fig. 2 montre une autre forme d'exécution selon l'invention. Les pôles de commande 22 sont entourés d'un bobinage auxiliaire 25, et celui-ci est raccordé à une tension proportionnelle au flux dans les pôles inducteurs 21,; avec intercalation d'un élément non linéaire. De cette façon, on peut obtenir que le bobinage auxiliaire 25 n'est excité que lorsque la perte par rayonnement commence, et provoque alors un affaiblissement du champ de commande engendré par la bobine principale,d'excitation
<EMI ID=9.1>
La Fig. 3 montre le couplage des bobines d'excitation devant par exemple être employé dans ce cas. La bobine principale d'excitation 33 est raccordée, par l'intermédiaire d'une résistance ohmique 32, à l'entrée 30, qui est shuntée par un condensateur 31. Le bobinage auxiliaire 35 est connecté à la résistance 32, par l'intermédiaire d'un élément non linéaire qui est constitué,dans l'exemple choisi, par une résistance 34 dépendant de la tension. Dès que la chute de tension à la résistance 32 a dépassé une valeur déterminée, la valeur résistante de l'élément 34 diminue considérablement et le bobinage auxiliaire 35, qui est d'abord pratiquement sans courant, est maintenant fortement excité, ce
qui a pour effet d'affaiblir le champ de commande dans le sens voulu. La résistance 34 dépendant de la tension peut évidemment être remplacée par une bobine de réactance à noyau de fer qui, lors d'un accroissement de courant, c'est-à-dire au début de la perte par rayonnement des électrons circulants, diminue rapidement sarésistance au courant alternatif, par suite de la saturation magnétique, ce qui a pour effet de produire l'excitation désirée du bobinage auxiliaire 35.
Au-lieu d'un transformateur de rayons à entrefer, tel qu' illustré en Figs. 1 et 2, on peut évidemment aussi utiliser un transformateur à pièce médiane continue 41, tel que montré en Fig. 4. Comme on le sait, il faut alors prévoir, en plus du bobinage principal 43, un bobinage différentiel 45, afin de produire le champ de commande requis entre les pôles 42.
La Fig. 5 montre un autre exemple d'une réalisation selon l'invention, applicable dans ce cas.
<EMI ID=10.1>
bobinage excitateur principal 53, avec intercalation d'un élément non linéaire, par exemple une bobine de réactance à noyau, de
fer 54. L'entrée 50 du transformateur est de nouveau shuntée par un condensateur SI" La bobine de réactance 54 doit être dimensionnée de telle façon que, lors du début de la perte par rayannement, elle approche de l'état de saturation, de sorte que' le bobinage différentiel 55 est excité plus fortement par rapport au bobinage principal 53, ce qui équivaut à l'affaiblissement désiré du champ de commande. La bobine 54 peut évidemment être remplacée par une résistance dépendant de la tension.
La Fig. 6 montre une autre forme de réalisation de l'invention. L'enroulement secondaire d'un transformateur 64 est branché entre l'enroulement principal 63, qui est connecté à la tension d'entrée 60, et le bobinage différentiel 65. L'enroulement primaire du transformateur est connecté, par l'intermédiaire d'un élément non linéaire, par exemple une résistance dépendant de la tension, à une tension auxiliaire 62 qui est proportionnelle à la tension
<EMI ID=11.1>
rapport à la tension d'entrée 60. Lorsque la perte par rayonnement commence, la résistance 66 diminue rapidement, de,sorte que la tension au transformateur 64 augmente, ce qui détermine une
<EMI ID=12.1>
un affaiblissement du champ de commande. Il va de soi que, dans ce cas également, la résistance dépendant de la tension peut être remplacée par une bobine de réactance à noyau de fer, qui est chargée jusqu'à l'état de saturation.
<EMI ID=13.1>
pour le cas où il est fait usage d'un transformateur de rayons
à aimantation préalable.
La tension alternative est de nouveau raccordée à l'entrée
70, qui est shuntée par un condensateur 71. Le bobinage excitateur principal 73 et le bobinage différentiel 75 ont approximativement le même nombre de spires. Le bobinage différentiel 75 est connecté au bobinage principal 73 à l'aide d'un condensateur 7.2, mais en même temps ce condensateur est shunté par un transformateur de blocage 74 et la source de courant continu 76, qui sert à l'aimantation préalable. Le transformateur de blocage comprend deux noyaux de fer qui sont séparés par un entrefer
et portent chacun un bobinage. Pour de faibles tensions d'excitation à l'entrée 70, le transformateur 74 sert de blocage
pour le courant alternatif, de sorte que, abstraction faite de
<EMI ID=14.1>
ne subit qu'une excitation par courant alternatif, qui est faible
<EMI ID=15.1>
tion à l'entrée 70 dépasse une valeur déterminée, ce qui se produit lors du début de la perte par rayonnement des électrons
<EMI ID=16.1>
l'état de saturation, ce qui a pour effet de supprimer partiellement l'effet de blocage, ce qui détermine une plus forte excitation par courant alternatif du bobinage 75 par rapport au bobinage 73, d'où il résulte, comme dans les autres exemples de réalisation, l'affaiblissement voulu du champ de commande.
Il va de soi que le transformateur de blocage 74 peut aussi être remplacé par un circuit oscillant', comme illustré en <EMI ID=17.1> de faibles tensiongd'excitatiori, le circuit oscillant, qui est accordé en résonance avec la fréquence d'excitation, agit comme blocage. Lorsqu'une tension d'excitation déterminée est dépassée. après le début de la perte par rayonnement des électrons, le noyau de fer de la bobine..78 atteint l'état de saturation, ce qui fait diminuer l'effet de blocage du circuit oscillant, ce qui, en-fin de compte, conduit de nouveau à l'affaiblissement
<EMI ID=18.1>
Il va de soi que, pour l'affaiblissement du champ de commande, l'élément non linéaire peut, dans tous les exemples d'exécution envisagés, être réalisé sous la forme d'un couplage à
tube approprié, dont l'impédance diminue. lorsque la tension augmente.
REVENDICATIONS.
1 - Transformateur de rayons, caractérisé en ce que, lors
de l'apparition d'un amortissement du rayonnement des électrons circulants, le rapport entre le champ de commande et le champ inducteur est modifié de telle façon que le rayon de la trajectoire des électrons reste au moins approximativement constant.