BE495173A - - Google Patents

Description

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    WESTINGHOUSE   ELECTRIC CORPORATION, résidant à EAST PITTSBURGp(E.U.A.). 



   APPAREILS PRODUCTEURS D'ENERGIE. 



   La présente invention se rapporte au système de minuterie pour l'application d'énergie électrique aux charges de dispositifs de chauffage électrique, et plus particulièrement au système de minuterie pour l'appli- cation d'énergie haute fréquence aux charges d'appareils de chauffe par in- duction ou par pertes diélectriques. 



   Il est courant, avec les appareils de chauffage électrique utili- sant de l'énergie haute fréquence, de faire défiler, comme charge, des pièces semblables,sur un tapis roulant par exemple, à travers les bobines de chauf- fage d'appareils de chauffage par induction, ou entre les électrodes des dis- positifs de chauffage par pertes diélectriques, et d'appliquer de l'énergie électrique à chaque pièce de la charge pendant un temps déterminé. Ce procé- dé n'est pas satisfaisant quand il faut un réglage de température précis, par- ce que l'énergie communiquée à chaque pièce varie avec les variations de la tension du réseau, et avec le rendement du générateur, de sorte qu'une pièce peut être chauffée plus qu'une autre.. 



   La présente invention propose un système de minuterie avec lequel l'application d'énergie à une charge ne cesse que lorsqu'une quantité fixe d'énergie a été communiquée à la charge, ce système étant basé sur ce que l'é- nergie fournie à une charge chauffée dans un appareil de chauffage par induc- tion ou pertes diélectriques varie avec le carré de la variation de la tension aux bornes de la charge. 



   . Les mêmes charges provoqueront les mêmes chutes de tension aux bor- nes d'un circuit de charge quand elles sont chauffées de la même manière. 



  La chute de tension provoquée par l'échauffement d'une charge type chauffée dans la mesure voulue est mesurée et utilisée pour actionner les commandes de minuterie pour l'application d'énergie aux autres pièces. 



   Dans une forme d'exécution de l'invention, le courant du circuit de charge est redressé et sert à charger un condensateur. Un thyratron est normalement polarisé au cut-off, la cathode étant mise à la terre. Quand le 

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 condensateur est chargé par une augmentation de la tension haute fréquence aux bornes du circuit de charge, il polarise la cathode du thyratron négati- vement par rapport à sa grille, et quand la tension aux bornes du circuit de charge a augmenté de la quantité correspondant à un chauffage complet de la charge, le thyratron devient conducteur et excite un solénoïde qui coupe le courant du générateur. 



   Quand la charge du condensateur tombe en-dessous de la tension d'al- lumage du thyratron, la grille reprend la commande et bloque le tube de sor- te qu'il est prêt pour le cycle d'allumage suivant.   Quand-la   pièce suivante à chauffer est en position de chauffage, un interrupteur est ferme soit manu- ellement, soit automatiquement par l'intermédiaire de la courroie transpor- teuse qui remet le générateur en marche, et le cycle de commande se répète. 



   Les buts de l'invention sont de : régler avec précision la quantité d'énergie électrique utilisée pour chauffer électriquement une pièce; régler le temps d'application de chaleur électrique à une pièce en fonction de l'énergie électrique absorbée par la pièce; régler le temps d'application de chaleur électrique à une pièce en fonction de la variation de tension aux bornes du circuit de chauffage. 



   L'invention sera décrite avec référence au dessin annexé, dans le- quel : la figure 1 est un schéma des circuits représentant une forme d'exé- cution de l'invention, et la figure 2 est un graphique donnant les caractéristiques du sys- tème de minuterie du dispositif de la figure 1. 



   Sur la figure 1, les tubes oscillateurs 10 montés en push-pull ont leurs grilles reliées   a deux   bouts de la self 11 dont la prise médiane-est mise à la terre par la résistance de fuite de grille 12. Le condensateur 29 est mis en shunt aux bornes de la résistance 12. Les plaques des tubes sont connectées aux extrémités de la self du circuit oscillant 13, dont la prise médiane est reliée par l'intermédiaire des contacts 14 et 15 de l'interrupteur 16 à la borne positive d'une source de tension anodique classique 17 dont la borne négative est mise à la terre. La self du circuit de charge 18 est cou- plée inductivement à la self de circuit oscillant 13 et est connectée à la charge 20 qui peut comprendre une pièce à chauffer soit par induction soit par pertes diélectriques ainsi que les connexions normales de circuit de char- ge.

   Une extrémité de la self 18 est mise à la terre et sont autre extrémité est mise à la terre par l'intermédiaire des condensateurs série diviseurs de tension 21 et 22. Le point commun aux deux condensateurs est relié à la pla- que de la diode redresseuse 23, qui est aussi connectée à la terre par l'in- termédiaire de la self haute fréquence   24,   de la résistance 25, des contacts 26 et 27 de l'interrupteur 16 et du condensateur 28 en série. La cathode du tube 23 est mise à la terre par la résistance de polarisation 30. 



   Le côté non mis à la terre du condensateur 28 est relié à la catho- de du thyratron 31, dont la grille est connectée au curseur 32 de la résistan- ce 34 et dont la plaque est reliée au curseur 37 de la résistance 34 par l'in- termédiaire des bobines d'excitation du relaie 50 et du solénoïde 36 mis en série. La résistance 34 est mise en shunt sur le secondaire du transformateur 49, dont l'enroulement primaire est connecté à une source classique de cou- rant alternatif. La prise intermédiaire 41 de la résistance 34 est mise à la terre. 



   La cathode du tube 31 et le côté chaud du condensateur 28 sont re- liés à l'armature 54 du relais 50 qui touche le contact de masse 51 quand le relais est excité. 



   Le noyau 42 du solénoïde 36 est attaché au levier   43   de l'interrup- teur 16 en un point intermédiaire. Une extrémité du levier pivote en 44 et l'autre extrémité est reliée au ressort 45 qui tire le levier vers le haut 

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 (le dessin étant vu de face). L'extrémité du levier côté ressort 45 est mu- nie d'un cliquet dirigé vers le haut et en contact avec le bout inférieur du bras d'interrupteur   47,   celui-ci pivotant en un point intermédiaire   48.   Le bout inférieur de l'interrupteur est appliqué contre le cliquet 46 par le res- sort 52. Le bras d'interrupteur porte les blocs isolants 56 et 57 sur lesquels sont montés respectivement les contacts d'interrupteur 15 et 27. 



   L'interrupteur 16 est arrangé de façon à se fermer au début de cha- que cycle par le mouvement de l'extrémité supérieure du bras d'interrupteur 47 dans le sens anti-horlogique. Cela peut se faire manuellement par un opé- rateur ou bien automatiquementparle mouvement du transporteur qui porte les pièces à chauf- fer dans l'appareil. L'interrupteur 16 s'ouvre à la suite de l'excitation du solénoïde 36 quand la quantité d'énergie voulue a été communiquée à la piè- ce à chauffer, comme il sera décrit. 



   En fonctionnement,.le courant du circuit de charge est redressé par le tube 23, et le courant redressé ayant une polarité négative est envoyé par la self 24, la résistance 25 et les con'tacts 26 et 27 de l'interrupteur 16 au condensateur 28 pour le charger; celui-ci, en se chargeant, polarise la cathode du thyratron 31 négativement par rapport à sa grille. Ce tube est normalement polarisé,au cut-off, sa grille étant au potentiel terre. 



   Une augmentation de la tension haute fréquence aux bornes de la charge fait charger le condensateur 28 à une vitesse fonction de la constan- te de temps de son circuit et de la tension haute fréquence. Comme la cons- tante de temps du circuit est fixe, la tension à laquelle le condensateur 28 se charge pendant le cycle de chauffe, sera proportionnelle à l'intégration de la tension haute fréquence aux bornes de la charge. Le condensateur sera chargé à la tension d'allumage du tube 31 quand la tension haute fréquence aux bornes de la charge atteint une valeur-déterminée qui peut être détermi- née par un essai de chauffage d'une charge type. Les curseurs 32 et 37 de la résistance 34 peuvent être utilisés pour régler la polarisation de grille du tube 31. 



   Quand le tube 31 s'allume, son courant anodique excite le solénoî- de 36 qui retire son noyau 42, celui-ci abaissant le levier 43 et libérant le bras d'interrupteur 47 dont l'extrémité inférieure est tirée vers la gau- che par le ressort 52, ce qui écarte le contact 27 du contact 26, et le con- tact 15 du contact 14.. 



   La séparation des contacts 27 et 26 par l'excitation du solénoide 36 ouvre le circuit entre le redresseur 23 et le condensateur 28, ce qui em- pêche toute charge du condensateur, aussi longtemps que l'interrupteur 16 est fermé. 'Ceci évite un passage'possible de courant dans le redresseur 23, pour éviter que le tube 31 soit à nouveau bloqué après la décharge du condensateur 28. Cette précaution pour l'ouverture du circuit de charge du condensateur 28 peut être inutile quand la somme des valeurs des résistances 25 et   30-est   une valeur élevée, comme c'est habituellement le cas. 



   La séparation des contacts 14 et 15 par l'excitation du solénoïde 36 ouvre le circuit reliant la source de tension anodique 17 aux plaques des tubes oscillateurs 10, ce qui coupe l'énergie du générateur haute fréquence et la fourniture de chaleur à la pièce chauffée. D'autres procédés courants peuvent être utilisés pour enlever l'énergie haute fréquence. 



   Quand le tube 31 est,conducteur et excite.le solénoide 36, il exci- te aussi le relais 50 qui, dans ces conditions, attire sont armature 54 laquel- le touche le contact 51 et court-circuite le condensateur   28,   assurant ainsi sa décharge complète avant le début du cycle de chauffage suivant. La pola- risation négative de la grille du tube 31 est ainsi réduite jusqu'au moment où la grille reprend la commande et bloque le tube sur un swing négatif de plaque. 



   Le circuit peut aussi comprendre le redresseur au sélénium 55 en shunt sur les bobines d'excitation du relais 50 et du solénoïde 36 et servant à filtrer le courant redressé dans le tube monoplaque 31. 



   La tension aux bornes du condensateur 28 dépendra de la tension 

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 aux bornes du tube redresseur 23 et de la vitesse de la variation du courant dans le condensateur. 



   En choisissant convenablement la valeur du condensateur et les ré- sistances 25 et 30, une petite variation de la tension aux bornes du circuit de charge fera varier le temps nécessaire à charger le condensateur à une ten- sion déterminée suivant le carré de la variation de la tension aux bornes de la charge. 



   La figure 2 est un graphique donnant le temps en abscisses et les tensions de charge du condensateur en ordonnées, la courbe A représentant une caractéristique de charge de condensateur avec RC=10 R étant la combinai- son en ohms des résistances 25 et 30, ét C la capacité du condensateur 28 en microfarads. La courbe B donne une caractéristique correspondante avec la tension réduite de 10%. Dans l'espace compris entre les verticales C et D, une variation de tension aux bornes de la charge a pour résultat un temps de charge de condensateur qui varie comme le carré de la variation de tension. 



  La courbe E donne une caractéristique avec RC = 3 qui est donnée à titre de comparaison. La courbe F correspond à la courbe E, mais avec une tension ré- duite de   10%.-   
La courbe A avec RC = 10 couvre une échelle de temps de   14   secon- des. En ramenant la valeur de RC de 10 à 1 et en divisant   l'échelle   des abs- cisses de la figure 2 par 10, la courbe A peut servir pourune échelle de.temps de 1,4 seconde. Cette courbe sera utile pour un système de minuterie de cy- cles de chauffage par induction, cas où les temps de chauffage sont d'ordinai- re inférieurs à la seconde. 



   En supposant que l'appareil représenté doit être utilisé avec une courroie transporteuse faisant passer des pièces à chauffer en série dans le circuit de charge, quand une pièce est suffisamment chauffée, le solénoïde 36 est excité et coupe l'énergie de chauffage. Le transporteur éloigne ensuite la pièce chauffée du circuit de charge et y amène la pièce suivante à chauf- fer. L'interrupteur 16 est ensuite fermé manuellement par l'intervention de la personne desservant l'appareil ou automatiquement par le mouvement du transporteur, ce qui ferme les circuits et applique à nouveau la tension au générateur, mettant une nouvelle fois le condensateur 28 en condition de char- ge. 



   REVENDICATIONS. 



   1.--Système de minuterie pour générateur   à   courant alternatif four- nissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une piè ce   fcimant   charge, comprenant un dispositif pour interrompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit, un dispositif comprenant un tube élec- tronique à gaz pour actionner le premier dispositif, un condensateur, un re- dresseur relié de telle façon au condensateur et au circuit.de charge qu'il redresse le courant de circuit et charge le condensateur, et un dispositif connectant la borne négative du condensateur à la cathode pour polariser cel- le-ci négativement, grâce à quoi une augmentation de la tension aux bornes du condensateur produite par une augmentation déterminée de tension aux bor- nes du circuit polarise le tube de manière à le rendre conducteur.

   



   2.- Système de minuterie pour générateur à courant alternatif fournissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une pièce formant charge, comprenant un dispositif contenant un tube électroni- que à gaz ayant une grille de commande et une cathode, pour interrompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit, un dispositif polarisant normalement la grille au cut-off, un condensateur, un redresseur relié au con- densateur et au circuit pour redresser le courant de celui-ci et pour charger le condensateur, et un dispositif connectant la borne négative du condensateur à la cathode, grâce à quoi une augmentation de la tension aux bornes du con- densateur produite par une augmentation déterminée de tension aux bornes du circuit polarise le tube de manière à le rendre conducteur.

   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 3.- Système de minuterie pour générateur à courant alternatif four- <Desc/Clms Page number 5> nissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une piè- ce formant charge, comprenant un tube électronique à gaz ayant une grille de commande, une cathode et une anode, un dispositif relié à l'anode pour inter- rompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit quand ce tube est conducteur, un dispositif polarisant normalement la grille au cut-off, et un dispositif sensible aux variations de tension aux bornes du circuit pour pola- riser la cathode négativement par rapport à la grille jusqu'à ce que le tube devienne conducteur pour une augmentation déterminée de la tension aux bornes du circuit.

   4 Système de minuterie suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dernier dispositif mentionnécomprend un condensateur relié à la cathode et un redresseur connecté au circuit pour charger le condensateur.

   5.- Système de minuterie pour générateur à courant alternatif four- nissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une piè- ce formant charge, comprenant un tube électronique à gaz ayant une grille de commande, une cathode et une anode, un dispositif relié à l'anode pour inter- rompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit quand ce tube est conducteur, un dispositif polarisant normalement la grille au eut-off, un con- densateur, un redresseur connecté au circuit pour redresser le courant de ce- lui-ci et pour charger le condensateur, et un dispositif reliant la cathode à la borne négative du condensateur afin de polariser la cathode négativement par rapport à la grille,

   grâce à quoi une augmentation déterminée de tension aux bornes du circuit rend la cathode polarisée de manière à atteindre la ten- sion d'allumage du tube..

   6.- Système de minuterie suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un dispositif est prévu pour déconnecter le condensateur du redres- seur après l'allumage du tube.

   7.- Système de minuterie suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un dispositif est prévu pour court-circuiter le condensateur après l'allumage du tube.

   80- Système de minuterie suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un dispositif est prévu pour déconnecter le condensateur du redres- seur, et pour court-circuiter ce condensateur après allumage du tube.

   9 Système de minuterie pour générateur à courant alternatif four- nissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une piè- ce formant charge, comprenant un tube électronique à gaz ayant une grille, une cathode et une anode,une source d'énergie pour le tube, un interrupteur pour interrompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit, un dis- positif relié à la source et à l'anode pour ouvrir l'interrupteur quand le tube devient conducteur, un dispositif polarisant normalement la grille au cut-off, un condensateur, un redresseur connecté au circuit pour redresser le courant de celui-ci, et connecté au condensateur pour le charger avec le courant redressé, et un dispositif connectant la borne négative du condensa- teur à la cathode pour polariser celle-ci négativement par rapport à la gril- le,

   grâce à quoi une augmentation déterminée de tension aux bornes du circuit rend la cathode polarisée-à la tension d'allumage du tube, et un dispositif pour fermer l'interrupteur.

   10 Système de minuterie suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'un dispositif est prévu pour déconnecter le condensateur du redres- seur quand le tube s'allume, et pour a nouveau relier le condensateur au re- dresseur après la fermeture de l'interrupteur. llo- Système de minuterie suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'un dispositif est prévu pour placer un court-circuit sur le conden- sateur quand le tube s'allume, et pour retirer le court-circuit quand l'inter- rupteur est fermé.

   12.- Système de minuterie suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif pour déconnecter le condensateur du redres- seur et pour placer un court-circuit sur le condensateur quand le tube s'al- lume, et un dispositif pour relier à nouveau le condensateur au redresseur, <Desc/Clms Page number 6> et pour retirer le court-circuit du condensateur quand l'interrupteur se fer- meo 13.

   - Système de minuterie pour générateur à courant alternatif four- nissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une piè ce formant charge, comprenant un tube électronique à gaz ayant une grille, une cathode et une anode, une source d'énergie pour le tube, un interrupteur pour interrompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit, un dis- positif relié à la source et à l'anode pour ouvrir'l'interrupteur quand le tube devient conducteur, un dispositif polarisant normalement la grille au cut-off, un condensateur, un tube redresseur ayant une anode reliée à un cô- té du circuit pour redresser le courant de celui-ci et connecté à la cathode précitée pour charger celle-ci négativement avec le courant redressé, le tu- be redresseur ayant une cathode,

   un dispositif comprenant une résistance re- liant la cathode du redresseur à l'autre extrémité du circuit, et un disposi- tif reliant le point de réunion du condensateur et de l'anode du tube redres- seur à la première cathode mentionnée pour polariser celle-ci négativement par rapport à la grille à la suite d'une augmentation de tension aux bornes du circuit.

   14 Système de minuterie pour générateur à courant alternatif fournissant de l'énergie électrique à un circuit de charge pour chauffer une pièce formant charge, comprenant un tube électronique à gaz ayant une grille de commande, une cathode et une anode, un dispositif relié à l'anode pour in- terrompre la fourniture d'énergie par le générateur au circuit quand ce tube est conducteur, un dispositif polarisant normalement la grille au cut-off, une résistance, un tube redresseur ayant une anode reliée à un côté du cir- cuit, et ayant une cathode reliée par la résistance à l'autre extrémité du circuit,

   et un condensateur connecté à une extrémité à l'anode du tube redres- seur et à la première cathode mentionnée pour polariser celle-ci négativement par rapport à la grille à la suite d'une augmentation de tension aux bornes du circuit.

   15. - Appareil en substance comme décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé.