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Perfectionnements relatifs aux éleveurs de tension.
L'invention se rapporte aux app areils pour la proudc- tion de courants électriques unidirectionnels, de très haute tension, de l'ordre de un ou plusieurs mégavolts, et elle a pour but de fournir fin appareil perfectionné de ce genre qui est susceptible de fournir économiquement des courants unidi- rectionnels relativement-intenses, sous'des tensions de l'ordre indique, et nécessités pour diverses applications scientifiques nou industrielles.
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Conformément à l'invention, l'appareil perfectionné comprend un certain nombre' de systèmes montés en doubleurs de tension, destinés simultanément à modifier la forme d'onde et à doubler ou multiplier la tension d'un courant alternatif, chacun de ces systèmes comprenant un transformateur élévateur de potentiel, les divers systèmes étant connectés en série du côté des bornes de sortie du courant unidirectionnel, tandis que le primaire du transformateur du deuxième'système et ceux des systèmes suivants sont alimentés'respectivement par le cou- rant de l'enroulement secondaire du transformateur de l'étage précédent, chaque enroulement secondaire étant isolé électri- quement de l'enroulement primaire du transformateur adjacent.
Suivant une variante, des systèmes sont alimentés par des cou- rants vectoriellement déphasés l'un par rapport à l'autre for- mant ainsi un ensemble dans lequel les tensions alternatives de phases successives différentes sont appliquées en permuta- tion circulaire aux divers systèmes successifs.
Pour que l'invention puisse être plus facilement comprise, on va décrire un certain nombre d'exemples avec réfé- rence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
Les figures 1 et 2 représentent des circuits de deux systèmes doubleurs tension comportant des dispositifs à conduc- tibilité asymétrique, tandis que les figures 3 à 6 incluse repré- sentent des circuits d'un appareil à courant unidirectionnel de haute tension, ces figures montrant différents modes de réa- lisation de l'invention.
En se référant aux dessins, la figure 1 montre le schéma d'un doubleur de tension à dispositifs à conductibilité asymé- trique, tel que proposé par Latour. Dans ce système, S représente . l'enroulement secondaire d'un transformateur, Cp et On sont des
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w condensateurs, tandis que Rp et En sont des-dispositifs à con- ductibilité asymétrique, tels que des valves électroniques ou des dispositifs à surface de contact sèches débitant un courant sur un circuit de charge indiqué en L.
Lorsqu'une tension alternative est induite dans l'en- -roulement S du transformateur, le courant passera, durant. une alternance, de l'enroulement S dans le dispositif à conductibi- lité asymétrique Bp-pour charger le condensateur Cp; si le cou- rant débité par le transformateur est quelque peu supérieure celui nécessaire à la charge L, ce condensateur Cp sera gra- duellement chargé jusqu'à atteindre une tension à peu près égale à celle qui peut être mesurée aux bornes de l'enroulement S du transformateur, l'effet de charge unitaire se reproduisant à, chaque période, le condensateur On sera chargé d'une manière similaire, durant l'alternance opposée, par le dispositif à conductibilité asymétrique En .
Comme on p.eut le voir sur cette figure, la tension appliquée à la charge L sera égale à la somme des tensions prélevées sur les condensateurs Cp et On, ou bien, comme cela résulte des explications qui précèdent, cette tension sera à peu près le double de Galle induite dans l'enroulement S du transformateur.
La figure 2 montre le circuit de Greinacher qui donne des résultats analogues avec un système de dispositifs à conduc- tibilité asymétrique et condensateurs légèrement différent.
Les figures 3 et 4montrent deux modes de réalisation de l'appareil suivant l'invention utilisant le circuit Latour.
Dans les deux cas, les éléments du système particulier dont est composé l'appareil sont désignés respectivement par des indices 1, 2 et 3. Chaque transformateur est muni d'un enroulement pri- maire Pl, P2, P3 et d'un enroulement secondaire S1, S2, S3, ces
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systèmes particuliers étant connectés en série par des connexions convenables reliant leurs bornes d'extrémité respectives, écorne le montrent les dessins. Si l'enroulement primaire de chaque transformateur était alimenté à partir de la source commune A, de courant alternatif, il serait évidemment nécessaire que les enroulements S3 et P3 du dernier transformateur soient isolés par rapport à leur circuit magnétique commun pour la haute tension totale de sortie de l'appareil.
Cet inconvénient est évité, suivant l'invention, en disposant des enroulements de transfert d'ali- mentation T1 et T2 sur les transformateurs du premier et du deu- xième étages. Ce dispositif fait que, même si l'appareil est mis à la terre par sa borne négative N, l'enroulement primaire P2 du transformateur de deuxième étage sera porté d'une manière permanente à un gradient de potentiel plus élevé que celui de la borne N, tandis que l'enroulement primaire P3 du transfor- mateur de troisième étage sera, à son tour, porté à un gradient de potentiel plus élevé que celui de l'enroulement primaire P2 du deuxième étage.
Dans l'appareil représenté figure 3, les enroulements secondaires respectivement de Si et S2 tandis que dans le dispo- sitif de la figure 4, ces enroulements de transfert sont séparés et électriquement isolés des enroulements secondaires. Comme l'in. diquent les lignes pointillées Q, le milieu de chaque enroule- ment de transfert (ou, en variante, le milieu de l'enroulement primaire alimenté à partir de l'enroulement de transfert) peut, si on le désire, être relié électriquement à un point correspon- dant au potentiel des bornes de sortie adjacentes de deux étages successifs de l'appareil.
La figure 5 indique un autre mode de réalisation de l'appareil constitué par un système de doubleur de tension du
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type Greinacher montré figure 2, le reste du dispositif étant le même que celui de l'appareil représenté figure 3, de sorte qu'une description détaillée n'en parait pas nécessaire.
La figure 6 représente un dispositif dans lequel les phases successives d'un courant alternatif triphasé sont'uti- lisées pour obtenir une haute tension unidirectionnelle, Les systèmes élémentaires ou étages dont se compose l'appareil sont du type Latour, représenté figure 1, et le dispositif est analogue à celui de la figure 3, pour ce qui concerne chacune des phases respectives A1, A2 et A3 du courant alternatif triphasé d'alimentation.
Toutefois, une borne de sortie de chaque système est connsctés à la borne de sortie opposée du système de la phase suivante, ce dernier système étant connecté d'une manière similaire au système suivant de la troisième phase,
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alors que le système suivant correspondant .à. .n.oU1r.ea.u.:-à la.première phase est relié à une borne de sortie du système de la troisième phase de l'étage de rang précédent.
Les divers organes reliés à chacune des trois phases sont désignés dans cette figure par les indices 1, 2 et 3 et on peut voir que le courant provenant de l'enroulement de transfert T11 du transformateur du premier système ou étage alimente l'en- roulement primaire P12 du transformateur du quatrième système ou étage, tandis que les'enroulements primaires P21 et P31 des transformateurs du deuxième et du troisième systèmes sont diec- tement alimentés à partir des bornes d'alimentation des phases A2 et A3 respectivement et le courant provenant.des enroulements dé transfert T21 et T31 est respectivement envoyé -aux enroule- ments primaires P22 et P32 des conquièmes et sixième systèmes.
Evidemment,, dans tous les modes d'exécution des appa- reils figurés aux dessins, les éléments indiqués par 0, peuvent
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être constitués aussi bien par des condensateurs de type conve- nable que par des batteries d'accumulateurs et les dispositifs à conductibilité asymétrique, indiqués par R, pouvant également être d'un type convenable quelconque, tels que par exemple des dispositifs à surfaces de contact sèches, ou des valves du type à cathode chaude ou émissive.
Le dispositif perfectionné de l'invention présente un certain nombre d'avantages bien définis. Par exemple, chacun des transformateurs employés ne nécessite qu'un isolement corres- pondantà la tension développée dans un des systèmes ou étapes composant l'appareil et les dispositifs à conductibilité asymétri- que peuvent, pour la même raison, être relativement simple et d'une construction pou onéreuse.
Un autre avantage important est que les variations périodiques de la tension unidirectionnelle sont plus réduites dans l'appareil de l'invention que dans les appareils dans lesquels l'enroulement primaire du transformateur de chaque système ou étage estalimenté directement par une sour- ce ou secteur d'alimentation à courant alternatif.
Ce résultai avantageux est dû au fait que la phase de la tension secondaire induite dans le transformateur n'est pas exactement on opposition avec la phase de la tension primaire, (.le sorte que la crête de l'onde de tension d'un système auquel le courant primaire est fourni par l'enroulement de transfert d'un transformateur d'un autre système sera atteint au bout d'un temps différant légère- ment de celui au bout duquel la tension de crête est atteinte pour ledit autre système.
Puisque la haute tension totale est constituée par la somme des tensions obtenues dans chacun des systèmes et pour les raisons expliquées plus haut, l'onde de tension d'un système a déjà dépassé sa valeur de erête ou maxi- mum, lorsque la valeur maximum ou de crête est atteinte dans un
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autre système,.les variations périodiquesde la tension finale seront évidemment considérablement atténuées et la tension de sortie totale sera d'autant plus proche d'une tension parfaite- ment continue que le nombre de systèmes ou étages seront plus nombreux.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux connexions des circuits représentés aux dessins et décrits à titre d'exemple.
Ils peuvent en effet être réalisés différemment, sans sortir des limites de l'invention.
REVENDICATIONS
1 - Appareil pour la production de courants électriques unidirectionnels de-tensions très élevées, à partir d'un systè- me d'alimentation en courant alternatif caractérisé par le fait que plusieurs systèmes combinés de dispositifs à conductibilité asymétrique et doubleurs de tensions sont connectés en série par leurs bornes de sortie.