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EMI1.1
BARRES<D'ACCORD.
La présente invention se rapporte au réglage d'accord de circuits de chauffage haute fréquence, et concerne en particulier un dispositif d'ac- cord à self-induction variable utilisable dans les dits circuits de chauffage.
Le chauffage de charges diélectriques au mdyen d'énergie haute fréquence se fait de préférence en chargeant le générateur de façon appropriée par accord parallèle ou série du dispositif à électrodes de manière à obtenir un transfert d'énergie optimum. Suivant la technique pratiquée jusqu'ici, on utilise dans ce but une ligne de transmission à barres d'accord en forme de trombone avec une barrette coulissante de court-circuit, dispositif adopté à cause de sa simplicité relative et de sa grande capacité d'énergie;
ce genre de barre d'accord présente cependant le défaut d'une barrette coulissante de court-circuit qui s'use rapidement et provoque des mauvais contacts donnant souvent lieu à des arcs et entraînant éventuellement la destruction totale de la ligne et des glissièreso
L'invention a pour but principal de procurer un dispositif d'ac- cord perfectionné à self variable constitué par une ligne de transmission à écartement variable.
L'invention consiste un principe en un dispositif à inductance ré- glable utilisable dans les circuits à haute fréquence, spécialement pour le chauffage diélectrique, comprenant au moins deux conducteurs et une connexion flexible reliant l'une à l'autre une extrémité de chaque conducteur, au moins un des conducteurs étant disposé de façon à pouvoir se mouvoir par rapport aux autres. L'invention procure ainsi une barre d'accord à écartement variable sans bouts ni connexions coulissantes défectueuses et ne présentant pas les défauts mécaniques des dispositifs d'accord à self variable antérieurs.
De plus l'accord désiré peut être obtenu sans devoir changer les électrodes, qui doivent être reliées à des circuits extérieurs, ni l'écartement de ces élec-
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trodes ; celles-ci étant donc indépendantes du réglage de la barre d'accord.
Une telle barre d'accord, à self variable par réglage de l'écar- tement de ses conducteurs, est reliée de préférence au condensateur de chauf- fage diélectrique de façon à compenser les variations de capacité effective de celui-ci quand la matière diélectrique s'échauffe. Une ligne de transmis- sion à barre d'acçord court-circuitée, plus courte qu'un quart de longueur d' onde de la fréquence de travail, a une impédance inductive.Pour que l'énergie soit transférée de façon optimum à une charge en bout de ligne, une ligne de transmission d'énergie doit se terminer sur son impédance caractéristique.
En utilisant, conformément à l'invention, la longueur de barre d'accord appropriée à la capacitance de la charge, on peut rendre l'impédance terminale de la ligne de transmission d'énergie plus voisine de l'impédance caractéristique désirée, en faisant l'accorde L'accord de ces éléments de charge en bout de ligne peut se faire au moyen de la barre d'accordé
Une forme d'exécution préférée de l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La Figo 1 est une vue de profil de plusieurs barres d'accord à self variable ; La Fig. 2 est une vue en plan des mêmes barres d'accord à self variable, suivant la ligne II-II de la Figo 1.
L'appareil représenté à la figure 1 comprend une barre d'accord à inductance réglable 11 du type convenant au passage de courants haute fré- quence intenses, normaux en technique de chauffage diélectrique. C'est essen- tiellement une ligne de transmission court-circuitée, dont l'inductance est réglée en changeant 1-'écartement de deux conducteurs 13 et 15. Une connexion flexible de court-circuit 17 relie entre elles une extrémité de chaque con- ducteur 13 et 15.Un des conducteurs, le 13, est attaché de manière rigide à une base support 19 par l'intermédiaire d'isolateurs 21 et 23, l'autre con- ducteur 15 étant monté de façon à pouvoir se mouvoir par rapport au conduc- teur fixe 13 dans le plan de la base support 19.
Le conducteur mobile 15 a son extrémité éloignée de la connexion de court-circuit 17, reliée à la terre par une connexion flexible 25. Le conducteur fixe 13 est relié à l'électrode à potentiel élevé 27 du dispositif de chauffage diélectrique de la charge par un conducteur 28. Les conducteurs 13 et 15même peuvent avoir une forme quel- conque et être faits en une matière appropriée quelconque, par exemple des tuyaux métalliques ou canaux conducteurs circulaires. La gamme de variation de l'inductance est définie par les écartements maximum et minimum entre les deux conducteurs 13 et 15.
Chaque paire de conducteurs 13 et 15 constitue une barre d'accord réglable llo
Plusieurs barres d'accord, telles que 11, 11', peuvent être asso- ciées, en déterminant l'emplacement des conducteurs fixes 13, 13' l'un par rapport à l'autre et en déplaçant les conducteurs mobiles associés 15, 15' par rapport à leurs conducteurs fixes correspondants 13, 13'. Les chiffres de référence affectés du signe prime désignent les éléments correspondants d'une autre barre d'accord. L'association des'barres peut être réalisée en utilisant une base support commune 19 pour les différents conducteurs fixes 13, 13' et un support commun 29 mobile par rapport à la base 19 pour les di- vers conducteurs mobiles 15, 15', ce support étant déplacé de façon appropriée.
On peut ainsi régler simultanément plusieurs barres d'accord 11, 11'. A titre d'exemple seulement, le support 29 est représenté avec un mécanisme de comman- de à poulie 31 ou 33 y attaché, servant à effectuer le réglage des barres 11, 11'.Ce mécanisme de commande 31 ou 33, comme indiqué, comprend un câble 35 ou un tendeur approprié attaché à chaque bout du cadre support 29 et pas- sant sur des poulies 37 et 39 de manière à guider le câble 35 vers un appareil de commande approprié non représenté.
On peut monter une cornière métallique 41 dans le voisinage du conducteur mobile 15, pour augmenter l'effet de variation d'inductance dû au changement de l'écartement entre les conducteurs 13 et 15. Les barres d'accord à inductance réglable décrites ci-dessus peuvent au maximum, sans les écrans de
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masse 41, produire un rapport de self maximum à self minimum de 3 à 4 environ, indépendamment des dimensions physiques des conducteurs 13 et 15 utilisés.
Pour augmenter ce rapport, un écran métallique 41 mis à la terre peut être placé de biais près du conducteur mobile 15 et dans le champ de celui-ci. L' écran de masse 41 est disposé de telle façon vis-à-vis du conducteur mobile
15 qu'il en est le plus rapproché quand l'écartement entre les deux conducteurs associés 13 et 15 est minimumo Grâce à la forme repliée de l'écran de masse
41, quand l'écart entre les conducteurs 13 et 15 augmente en partant du mini- mum, la distance entre le conducteur mobile 15 et l'écran de masse 41 augmente aussi, ce qui accroît l'effet de variation d'inductance produit par le déplace- - ment du conducteur mobile 15.
L'appareil représenté à la Fig. 2 est une vue en plan de l'appareil de la fig. 1. On y voit plusieurs conducteurs fixes tels que 13, 13' et des conducteurs mobiles 15, 15' avec, entre les conducteurs respectifs 13 et 15,
13' et 15', une connexion de court-circuit 17, 17'. Les écrans de masse 41,
41'. reliés à la terre, sont représentés alignés avec les conducteurs mobiles
15, 15'. Pour varier l'inductance représentée par chaque barre d'accord 11,
11', le support 29 peut être déplacé en tirant sur la commande de gauche 31 ou celle de droite 33. Les conducteurs mobiles 15, 15' sont représentés mis à la terre par des connexions flexibles 25, 25' et les conducteurs fixes 13,
13' sont représentés réunis électriquement par l'électrode de charge 27. Des bornes appropriées, non représentées, sont prévues pour la liaison aux circuits extérieurs.
En fonctionnement, l'appareil représenté à la Fig. 1 a une premiè- re barre d'accord 11 qui est, en fait, une ligne de transmission court-circui- tée dont les conducteurs respectifs 13 et 15 ont un écartement variableo Quand celui-ci diminue, l'inductance effective de la barre d'accord 11 s'approche d'une valeur minimum. Une partie de ligne transmission court-circuitée à un bout aura, dans le premier quart d'onde de sa longueur, un courant en retard sur la tension, quand la ligne est excitée., La valeur de cette impédance in- ductive peut être déterminée en calculant le rapport tension-courant à l'entrée de la ligne, entrée opposée à l'extrémité court-circuitée. Une ligne court- circuitée est inductive en général quand sa longueur est inférieure à un quart de longueur d'onde,
ou comprise entre 1/2 et 3/4 longueur d'onde ou entre 1 et 1 1/4, etco
Le conducteur fixe 13 est électriquement relié à l'électrode à haut potentiel 27 de l'appareil de chauffage diélectrique. Le conducteur mobi- le 15 est connecté à l'électrode à potentiel bas, non représentée, ou à la terre.
Pour réaliser l'accord exact de la charge combinée comprenant la charge à chauffer diélectriquement et la barre d'accord à inductance variable 11 con- sidérée, mises en parallèle, on peut varier l'écartement des conducteurs 13 et 15 de la barre d'accord llo Le transfert d'énergie électrique d'une source à une charge se fait dans les conditions optimums, pour une charge telle qu' un appareil de chauffage diélectrique, quand l'impédance d'extrémité de la source d'énergie débitant dans la ligne de transmission est égale à l'impédan- ce caractéristique de cette ligne de transmission. En pratique, la charge présente rarement une telle impédance.
C'est pourquoi il est très intéressant d'avoir un dispositif étranger à la charge, qui, combiné à celle-ci, présente l'impédance d'extrémité désirée à la ligne de transmission d'énergie. Si la charge, dans une application de chauffage diélectrique, est principalement capacitive, il faut une self-induction de compensation telle qu'une barre d'accord 11. De plus, l'impédance capacitive de la charge change à cause de l'accroissement de température de la matière de charge diélectrique, au fur et à mesure de réchauffement.
La combinaison de la charge capacitive et de la barre d'accord 11 fait que la ligne de transmission venant de la source d'énergie aboutit à un circuit LC à impédance vaxiahlea En accordant le circuit
LC de la manière voulue, la. ligna de transmission de la source d'énergie peut aboutir à toute impédance d'extrémité effective désirée.Une gamme d'accord- du circuit LC suffisante pour la présente application peut- être obtenue en va- riant l'écartement entre le conducteur fixe 13 et le conducteur mobile 15 de la barre d'accord de la présente invention.
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La pièce cornière mise à la terre 41 disposée près du conducteur mobile 15 sert à augmenter l'effet de variation de self dû au déplacement du conducteur mobile 15 par rapport au conducteur fixe 13.
L'appareil représenté à la fig. 2 fonctionne comme celui de la Fige 1 On peut mieux se rendre compte sur cette figure de l'influence des barres d'accord 11, 11' sur la variation de l'impédance inductive. En tirant sur la commande 33 de droite, ou sur celle 31 de gauche, le support mobile 29 et,par conséquent, les conducteurs mobiles 15, 15' fixésà celui-ci, peu- vent être déplacés dans l'une ou l'autre direction. L'importance du déplace- ment détermine le degré de variation de l'inductance. Les connexions de court- circuit 17, 17' reliant les extrémités de chaque paire de conducteurs 11, 11' fléchissent afin de permettre un mouvement aisé des conducteurs 15, 15' par rapport aux conducteurs fixes respectifs 13, 13'. Les connexions de terre 25, 25' des conducteurs mobiles 15, 15' sont aussi flexibles.
Les écrans de masse 41, 41' ne bougent pas par rapport aux conducteurs fixes 13, 13' quand les conducteurs mobiles 15, 15' se déplacent. Les écrans de masse 41,41' peuvent être montés de manière appropriée comme indiqué au dessin.
Le dispositif d'accord à inductance variable Il représenté con- vient non seulement pour l'accord d'un circuit de chauffage haute fréquence de manière à assurer un transfert optimum d'énergie à un dispositif de charge ou électrodes de chauffe diélectrique, mais aussi à toute application où il faut utiliser une inductance variable de typé semblable.
REVENDICATIONS. @
1.- Appareil à inductance réglable pour circuits à haute fréquence, spécialement pour le chauffage diélectrique, comprenant au moins deux conduc- teurs et une connexion flexible reliant entre elles une extrémité de chaque conducteur, au moins un des conducteurs étant monté de façon à pouvoir se dé- placer par rapport aux autres.