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Circuit de contrôle électronique.
La prisente invention se rapporte à un circula de contrôle électronique et plus particulièrement à un circuit pour produire des impulsions de tension pointues.
Dans de nombreux systèmes de contrôle, il est désirable d'employer des impulsions de tension pointues pour divers buts, comme le contrôle de valves électriques du type à arc. Par exem- ple des systoles de contrôle électroniques pour des appareils de soudure par résistance utilisant souvent des impulsions de ten- sion pointues dans le contrôle des thyratrons et particulière- ment des thyratrons qui sont connectes dans des circuits à cou- rant continu.
De plus, il est souvent nécessaire que ces impul- sions de tension se produisent avec un déphasage prédéterminé par
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rapport à une source de tension alternative. De plus, il est souvent désirable que le déphasage des impulsions soit automati- quement décalé, conformément à une tension de contrôle continue pour la compensation de la tension ou la régulation du courant.
Un des arrangements les plus fréquemment utilisés pour pro- duire des impulsions de tension pointues est celui qui utilise un transformateur à pointes alimenté par une source de tension alternative. De tels transformateurs sont capables de fournir . une impulsion de tension de Iras courte durée relativement à une demi période de la tension alternative et ayant un front d'onde relativement raide. Toutefois, en raison des caractéristi- ques bien connues de ces transformateurs à pointes, il n'est pas possible de déphaser l'impulsion de tension de plus de 90 électrique, sans agir sur ses connexions.
Ces transformateurs à pointes nécessitent également un circuit de déphasage rela- tivement puissante associé à ces transformateurs. De plus, on rencontre un grand nombre de difficultés pratiques lorsqu'on essaie de déphaser automatiquement l'impulsion de tension pro- duite par un transformateur à pointes, selon des variations d'une tension de contrôle continue.
La présente invention a, par conséquent, pour objet, de réaliser un nouveau circuit de contrôle pour produire des im- pulsions de tension pointues.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un nouveau circuit de contrôle pour produire des impulsions de tension pointues ayant un déphasage prédéterminé par rapport à une tension alternative.
Un autre objet de la présente invention est de réaliser un nouvel appareil pour produire des impulsions de tension poin- tues dont le déphasage varie automatiquement par rapport à une tension alternative, selon les variations d'une tension continue.
Un autre objet encore de la présente invention est de
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réaliser un nouvel appareil pour produire des impulsions de tension pointues dont le déphasage, par rapport à une tension alternative, peut être varié pratiquement sur une demi période complète de la tension alternative.
L'invention sera mieux comprise avec ses avantages, ses caractéristiques et d'autres objets, au cours de la description qui va suivre, d'une forme de réalisation de l'invention, en ré- férence aux dessins annexés dans lesquels la figure unique est un schéma des circuits et appareils conformes à la présente invention.
Comme représenté au dessin, l'enroulement primaire (3) du transformateur d'alimentation (5) est alimenté par une paire de lignes à tension alternative (7) et (9). L'enroulement pri- maire (13) d'un transformateur de débit (15), un condensateur (17) et une paire de valves électriques (19) et (21) sont con- nectées en série aux bornes de l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5), par l'intermédiaire d'un interrupteur (23). Les valves électriques (19) et (21) sont de préférence du type à arc, telles Que des thyratrons et sont con- nectées de manière à conduire le courant dans des sens opposés.
Ainsi, l'anode (25) de la première valve (19) est connectée à une borne de l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5), tandis que l'anode (27) de l'autre valve (21) est connectée à l'autre borne de l'enroulement secondaire (11) et les cathodes (29) et (31) des deux valves (19) et (21) respectivement, sont connectées ensemble.
Un conducteur assymétrique (33), telqu'un redresseur, de préférence du type sec, est connecté en shunt avec chaque valve.
Chaque redresseur (33) est destiné à offrir sa moindre résistan- ce au courant passant dans un sens opposé à celui du courant qui peut être conduit par la valve correspondante (19) ou (21).
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L'enroulement primaire (35) d'un transformateur a.uxi- liaire (37) est également alimente par les lignes (7) et (9) de la'source de tension al ternative. L'enroulement secondaire (39) du transformateur auxiliaire (37). est connecte par l'in- termédiaire d'un circuit de déphasage comprenant un condensa- teur (41) et un potentiomètre réglable (43) pour fournir la tension aux bornes d'une résistance (45), un potentiomètre (47) et une autre résistance (49), connectées en série dans l'ordre cité.
Ainsi, une tension alternative est imposée aux bornes des résistances en série (45) et (49) et du potentiomètre (47) qui est de la même fréquence, mais est déphasée par rapport à la tension alternative apparaissant aux bornes de l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5). L'impor- tance du déphasage est déterminée par le réglage du potentio- mètre (43) dans le circuit de déphasage.
Le circuit de contrôle de la première valve (19) va de la grille de contrôle (51) par une résistance de grille (53) à la résistance (45) et la partie de gauche du potentiomètre (47) à la, prise de gauche (55) et, de là, à la cathode (29). En suivant le circuit depuis le curseur (55) du potentiomètre (47) à la ca- thode (29) de la valve (19) on peut suivre l'un quelconque des deux chemins, selon la position d'un interrupteur à double cou- pure (57). Si l'interrupteur. (57) est dans sa position de gauche, le circuit est une connection directe du curseur (55) sur le potentiomètre à la cathode (29). Si l'interrupteur (57) est dans sa position de droite, le circuit va du curseur (55), par une ré- sistance (59) et une partie d'un diviseur de tension (61) à une prise réglable (63) de ce diviseur de tension et, de là à la cathode (29).
Le circuit de contrôle de la seconde valve (21) va de la grille de contrôle (65) de :cette valve, par une résistance de grille (67), la résistance (49) et la partie de droite du po-
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tentiomètre (47) à la prise réglable (55) et, de là, à la ca- thode (31) de la valve par l'un ou l'autre des chemins déjà décrits.
La résistance (59) et le diviseur de tension (61) dans les circuits de contrôle des valves (19) et (21) sont connectés en circuit fermé en série avec une valve auxiliaire (66), de pré- férence un tube à vide et une source appropriée (68) d'une ten- sion continue pratiquement constante est connectée en shunt avec le diviseur de tension (61). Il apparaît alors que la ten- sion totale aux bornes de la résistance (59) et d'une partie du diviseur (61) dans les circuits de contrôle des valves prin- cipales (19) et (21) dépend, en polarité et en valeur, de la valeur du courant conduit par la valve auxiliaire (66).
Le circuit de contrôle de la valve auxiliaire (66) va de sa grille (69) par une résistance de',grille (71) et une partie d'une autre résistance (73) à la cathode (75). Une tension continue de contrôle de toute source appropriée (77) est alors appliquée à la résistance (73). Il s'ensuit que la tension continue fournie aux circuits de contrôle des valves principales (19) et (21), par la résistance (59) et le diviseur de tension (61) varie selon des variations de la tension de contrôle continue aux bornes de la résistance (73).
On considérera tout d'abord le fonctionnement de l'ap- pareil lorsque l'interrupteur (57) est dans sa position de gauche. Dans ce cas, une tension alternative est imposée au circuit de contrôle de chacune des valves (19) et (21) qui est déphasée par rapport à la tension alternative apparaissant aux bornes de l'encombrement secondaire (11) du transformateur (5).
Cette tension alternative dans le circuit de contrôle de l'une ou l'autre des valves (19) et (21) devient plus positive que la valeur critique prédéterminée nécessaire pour rendre
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cette valve conductrice à un instant de la demi période de la tension alternative apparaissant aux bornes de l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5), dans laquelle l'anode de cette valve est positive, cet instant étant déterminé par le réglage du potentiomètre (43) dans le circuit de déphasage.
Une fois que l'interrupteur à main (23) est fermée une desvalves positives (19) et (21) est rendue conductrice dans la demi-période suivante de la tension alternative aux bornes de l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimenta- tion (5). La valve particulière qui devient conductrice en premier, dépend de la polarité de la demi-période suivante à la suite de la fermeture de l'interrupteur à main (23).
Si l'on est sûr que la polarité est telle que l'anode (25) de la première valve (19) est positive dans la demi pé- riode suivante, après la fermeture de l'interrupteur (23), alors la première valve (19) est rendue conductrice à l'instant pré- déterminé dans cette demi période.
Lorsque la première valve (19) devient conductrice, le courant passe de l'enroulement secondaire (11) par l'enroulement primaire (13) du transformateur de début (15), le condensateur (17) la première valve (19), le redresseur (33) shuntant la seconde valve (21) et l'interrupteur à main (23) à l'enroule- ment secondaire (11). Puisque le condensateur (17) n'a pas de charge lorsque la première valve (19) devient conductrice, une onde de courant d'intensité considérable passe dans l'enroule- ment primaire (13) du transformateur de débit (15) à cet ins- tant, obligeant la tension aux bornes de l'enroulement secon- daire (79) du transformateur de débit (15) à s'élever très rapidement.
Le condensateur(17) est de telle dimension, par rapport à la tension aux bornes de l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5), qu'il est chargé
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pratiquement complètement en moins d'une demi période de tension alternative. Le condensateur (17) est de préférence destiné à être complètement chargé en un temps correspondant à environ 10 électriques. Aussitôt que le condensateur (17) est pratiquement chargé, le passage du courant dans celui-ci cesse, de sorte que la première valve (19) devient non conductrice et la tension aux bornes de l'enroulement secondaire (79) du trans- formateur de débit (15) tombe pratiquement à zéro.
Par suite de cette opération, une impulsion très pointue apparaît aux bornes de l'enroulement secondaire (79) du transformateur de débit (15) à l'instant où la première valve (19) devient conduc- trice.
Dans la demi période suivante de la tension alternative, la seconde valve (21) est rendue conductrice à un instant choisi à l'avance. Le condensateur (17) chargé auparavant, est alors déchargé dans la seconde valve (21), le courant passant,de l'en- roulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5), par l'interrupteur à main (23), la seconde valve (21), le re- dresseur (33) en shunt avec la première valve (19), le conden- sateur (17) et l'enroulement primaire (13) du transformateur de débit (15) à l'enroulement secondaire (11).
La décharge du condensateur (17) plus le courant de l'enroulement secondaire (14) donne de nouveau naissance à une impulsion de courant chargeant ce condensateur (17) dans un sens opposé et produisant une impulsion pointue aux bornes de l'enroulement secondaire (79) du transformateur de débit (15) de polarité opposée à l'im- pulsion pointue obtenue dans la demi période de la tension alternative. L'opération continue alors, la première et la seconde valve étant rendues conductrices alternativement dans des demi périodes opposées de la tension alternative.
Il faut bien comprendre que, puisque le condensateur (17) est chargé en une demi période, la tension de celui-ci tend
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à rendre positive la valve de l'anode qui doit être rendue conduc- trice dans la demi période suivante. Par conséquent, l'anode de cette valve est effectivement positive lorsque la tension a.lter- native s'annule au début de la demi période suivante. Ceci permet de rendre conductrice la première et la seconde valves à des instants correspondant pratiquement au moment de l'annulation de la tension alternative pour produire des impulsions de ten- sion à ces instants. Un tel arrangement est souvent très dési- rable.
Bien qu'on ait représenté un circuit de déphasage parti- culier associé aux circuits de contrôle des valves principales (19) et (21) il est bien entendu que d'autres circuits de dé- phasage appropriés peuvent être utilisés pour permettre la production des impulsions de tension pointues ayant un dépha- sage choisi à l'avance sur une demi période pratiquement com- plète de la tension alternative de la source d'alimentation.
Lorsque l'interrupteur à deux positions (57) est dans sa position de droite, le fonctionnement du circuit comprenant l'enroulement secondaire (11) du transformateur d'alimentation (5), le condensateur (17), l'enroulement primaire (13) du trans- formateur de débit (15) et les deux valves principales (19) et (21), reste pratiquement inchangé.
Toutefois, l'instant ou les valves principales (19) et (21) sont rendues conductrices est varié automatiquement, selon la tension continue de contrôle. Pour une telle opération, il est préférable que la tension apparaissant aux bornes des résistances (45) et (49) et d'un potentiomètre (47), soit déphasée en arrière sur la tension alternative d'alimentation d'environ 65 , bien que d'autres déphasages puissent être utilisés si on le désire. Cette tension alternative déphasée est superposée à la tension continue apparaissant aux bornes
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de la résistance (59) et d'une partie du diviseur de tension (61) dans les circuits de contrôle des valves (19) et (21).
On voit ainsi que des variations de la tension continue amènent la tension résultante imposée aux circuits de contrôle des val- ves (19) et (21) à devenir plus positive que la valeur critique à un instant plus tôt ou plus tard dans la demi période corres- pondaiite de la tension d'alimentation. Lorsque la tension alter- native au); bornes des résistances (45) et (49) et du poten- tiomètre (47) est en retard sur la tension d'alimentation d'en- viron 65 , il est possible de faire varier la tension continue pour rendre chacune des valves principales (19) et (21) conduc- trice à tout moment choisi à l'avance dans une demi période pratiquement complète de la tension alternative d'alimentation.
Bien qu'on ai-t représenté un redresseur (33) en shunt avec chacune des valves principales (19) et (21), il est bien évident que, dans certains cas, le redresseur peut être rem- placé par une résistance appropriée ou autre impédance, of- frant une Impédance plus élevée au courant que la valve cor- respondante lorsqu'elle est conductrice.
Bien qu'on ait décrit et représenté une forme de réali- sation préférée de l'invention, il est bien évident que de nom- breuses modifications peuvent y être apportées sans sortir, pour cela, des limites de l'invention qui n'est donc pas li- mitée à cette forme de réalisation particulière représentée.