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BARRE DE REGLAGE D'ACCORD.
La présente invention se rapporte à 1-'accord de'circuit de chauf- fage à haute fréquence, et concerne plus particulièrement un dispositif d'accord à self variable à utiliser dans ces circuits de chauffage.
,Pour chauffer de façon appropriée des charges diélectriques au moyen d'énergie à haute fréquence.9 il faut charger convenablement le généra- teur par l'accord série pu parallèle du dispositif d'électro'des de manière à obtenir le transfert d'énergie optimum.
Conformément à la'technique anté- rieure, on emploie des barres d'accord de ligne de transmission du type trom- bone utilisant une réglette coulissante de court-circuit, à cause de leur simplicité relative et de leur grande capacité au point de vue énergie; ce- pendant cette barre d'accord, n'est pas satisfaisante parce que la réglette mo- bile de court-circuit s'use rapidement de qui provoque des mauvais contacts, souvent des arcs et même la destruction totale de la ligne et des glissières.
L'invention a pour but principal de procurer un dispositif d'ac- cord à self variable comprenant une ligne de transmission ayant un écar- vement variable.
L9invention consiste essentiellement en un organe à self variable à utiliser dans les dispositifs à haute fréquence, spécialement pour le chauf- fage diélectrique, comprenant un conducteur extérieur semi-tubulaire et un conducteur intérieur cylindrique,le conducteur intérieur pouvant pivoter par rapport au conducteur extérieur;, de manière à permettre de varier l'écar- tement entre les deux conducteurs.
L'invention procure ainsi une barre d'accord à écartement varia- ble sans câbles ni connexions flexibles indésirables, ayant une self minimum très faible sans qu'il soit nécessaire de réduire exagérément l'espacement entre conducteurs. La nouvelle construction évite aussi les défauts mécani- ques des dispositifs d9accord à self variable antérieurs. De plus, l'accord
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voulu peut être réalisé sans devoir changer les électrodes prévues pour être connectées à des circuits extérieurs et qui sont ainsi indépendantes du ré- glage de la barre.
Une telle barre d'accord à self variable par variation de l'es- pacement entre ses conducteurs, est de préférence connectée avec un conden- sateur de chauffage diélectrique pour compenser les changements dans la capacité réelle de ce condensateur quand la matière diélectrique de ce der- nier s'échauffe. Une ligne de transmission ayant une longueur inférieure à un quart de longueur d'onde à la fréquence de travail., présente une réactan- ce inductiveo Pour obtenir un transfert optimum d'énergie à une charge d'ex- trémité, la ligne de transmission d'énergie doit se terminer sur son impédan- ce caractéristique.
En utilisant la barre d'accord de la longueur voulue en rapport avec la capacitance de la charge conformément à la présente invention l'impédance terminale peut, par accord, se rapprocher davantage de l'impé- dance caractéristique idéale et désirable. L'accord de cette combinaison d'éléments de la charge d'extrémité peut être réalisé par la barre d'accord
Une forme d'exécution préférée de l'invention est représentée à titre d'exemple au dessin annexé.
La figure 1 est une vue en perspective de la barre d'accord à self variable., et
La figure 2 est un schéma montrant l'utilisation de la barre d' accord pour accorder un circuit de chauffage haute fréquence.
La figure 1 représente une barre d'accord 1 consistant en une lig- ne concentrique de transmission comprenant un écran conducteur extérieur semi- tubulaire 3 et un noyau cylindrique conducteur intérieur 5. Le conducteur extérieur 3 est porté par un socle 6 au moyen de supports isolants 7 et 90 Le noyau intérieur 5 est relié à des supports isolants 11 et 13 par des arti- culations 15 et 17 qui relient ces supports à des pièces transversales 19 et 21 qui maintiennent le conducteur 5 en position par rapport au conducteur ex- térieur 3. Des couplages flexibles 23 et 25 sont prévus autour des articula- tions 15 et 17 et servent à éviter les difficultés mécaniques et électriques en ces points. Le noyau intérieur 5 est monté sur pivots de manière à pouvoir être introduit dans le conducteur extérieur 3 et en être écarté.
Une réglet- te de court-circuit 27 est prévue entre les.conducteurs intérieur et exté- rieurà un bout de la barre d'accord. A l'autre bout de celle-ci, une bor- ne 29 est prévue pour la connexion électrique du conducteur extérieur 3, et une seconde borne 31 sert à la connexion électrique du conducteur intérieur 5. Ces bornes 29 et 31 doivent être reliées au circuit haute fréquence à ac- corder
La figure 1 montre clairement que les bornes 29 et 31 à relier à des circuits extérieurs, restent immobiles indépendamment de tout réglage d'accord de la barre.
La figure 2 représente un générateur haute fréquence 33 relié à une charge 35. Dans ce cas, la charge 35 est un appareil de chauffage diélectrique contenant la matière à chauffer par pertes diélectriques.
Une première barre d'accord 37 est représentée en parallèle avec la charge 35. Une seconde barre d'accord 39 est représentée en série avec la charge 35. Les barres d'accord 37 et 39 sont identiques à la barre d'accord de la figure 1 décrite ci-dessuso En réglant les barres d'accord 37 et 39 on peut réaliser une adaptation d'impédance appropriée entre la charge 35 et le générateur 33. On peut ainsi obtenir un transfert optimum d'énergie du gé- nérateur 33 à la charge 35.
Au point de vue du fonctionnement de l'appareil représenté à la figure 1, la barre d'accord 1 est en fait un câble coaxial de transmission dont l'écartement entre conducteur intérieur 5 et conducteur extérieur 3 peut varier. Quand l'écartement entre conducteurs intérieur et extérieur est
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réduite la self réelle que la barre d'accord présente au circuit haute fré- quence diminue.
Comme la plus grande partie de la variation de self se produit dans les premiers 90 de rotation, la pièce mobile 5 ne doit habi- tuellement pas pivoter de plus de 90 o Dans les applications de chauffage diélectrique, quand la température de l'objet à chauffer entre les électro- des monter l'humidité sort de 1-'objet et la capacité réelle de la charge diminue. Comme le transfert d'énergie -est optimum quand l'impédance d'extré- mité présentée à la ligne est égale à l'impédance caractéristique, il faut donc changer l'impédance totale du circuit à charge diélectrique pré- sentée à la ligne et passer de la nouvelle impédance résultant de la varia- tion de charge à l'ancienne qui convient mieux comme impédance d'extrémité.
L))impédance réelle présentée à la ligne alimentant le circuit de charge peut être variée en utilisant une barre d'accord telle que représentée, soit en parallèle soit en série avec la charge diélectrique. Cet accord peut se faire en variant l'écartement entre les conducteurs intérieur 5 et extérieur 3 de la barre d'accord 1. Une section de ligne de transmission court-cir- cuitée à une extrémité aura, pour le premier quart d'onde, une onde de courant en retard sur l'onde de tension, quand la ligne est excitée.' Ceci représente une réactance inductive.
La valeur de cette-dernière peut être calculée en obtenant le rapport tension-courant à l'entrée de la ligne court- circuitée opposée à cette extrémité court-circuitée. Une ligne court-circui- tée a une réactance inductive quand sa longueur est inférieur à un quart de longueur d'onde, quand elle est comprise entre une demi et trois-quarts de longueur d'onde, entre une longueur donde et une un-quart, etc.
La présen- te barre d'accord peut être réalisée de manière à présenter la réactance in- ductive désirée en choisissant convenablement la longueur de la barre d'accord elle-même.. Une fois la caractéristique inductive déterminée, cette réac- tance inductive peut être variée en changeant simplement 1-'écartement entre les conducteurs intérieur et extérieur de la barre d'accord.
Le fonctionnement du dispositif de la figure 2 comprend le fon- ctionnement décrit ci-dessus avec référence à la figure 1, à l'intérieur du circuit reliant un générateur 33 et une charge 35. Comme il a été dit;, le transfert optimum d'énergie électrique d'une source à une charge peut être obtenu quand l'impédance réelle d'extrémité de la ligne de transmis- sion venant de la source est égale à l'impédance caractéristique de la ligne de transmission. En pratique, la charge a rarement par elle-même cette im- pédance.
Cest pourquoi un dispositif extérieur à la charge qui, combiné à la chargea présente l'impédance d'extrémité de ligne réelle voulue, est très désirable Comme la charge dans une application de chauffage diélec- trique est principalement capacitive, une self de compensation est néces- saire. La capacité de charge change habituellement quand la température de l'objet à chauffer monte. Pour cette raison., un dispositif à self va- riable ..est nécessaire pour compenser le changement de la capacité de la charge. La combinaison de la capacité de la charge L C avec la barre d'accord forme un circuit L C à impédance variable qui termine la ligne de transmission venant du générateur d'alimentation.
En accordant le circuit L C 9 on peut obtenir pour.cette ligne n'importe quelle impédance d'extré- mité réelle désirable. En pratique, l'accord de ce circuit L G peut être réa.lisé en variant l'écartement entre les conducteurs intérieur; et exté- rieur de la barre d'accord, de façon à présenter à la ligne de transmis- sion venant du générateur d'alimentation l'impédance d'extrémité réelle appropriée pour obtenir le transfert d'énergie optimum.
Quoique le dispositif d'accord à self variable soit particuliè- rement utile pour accorder un circuit de chauffage haute fréquence de maniè- re à obtenir le transfert d'énergie optimum au dispositif ou électrodes de chauffage utilisant l'énergie., on conçoit clairement qu'il peut être utili- sé dans n'importe quelle application où une self variable est nécessaire.