Dispositif pour produire une haute tension continue<B>à</B> partir d'une tension alternative La présente invention a pour objet un dispositif pour produire une haute tension continue<B>à</B> partir d'une tension alternative.
Au cours de ces quelques dernières années, le besoin s'est fait sentir de manière croissante, d'avoir une source<B>de</B> haute, tension continue qui ait des di mensions ramassé-es, qui soit efficace et économique, qui soit capable de fournir des tensions de l'ordre d'un million de volts ou plus et qui ait des possibilités de puissance telles qu'elle puisse fournir un courant de l'ordre de<B>1 à 10</B> milliampères. Une des découver tes les plus prometteuses pour robtention d'une source capable de fournir cette tension élevée et de débiter du courant a été l'utilisation de redresseurs disposés en cascade.
En reliant ces redresseurs entre eux dans un circuit qui alimente chaque redresseur<B>à</B> partir d'une source unique de tension alternative rela tivement basse et qui met efficacement en série les tensions continues de sortie desdits redresseurs, on obtient une tension de sortie continue ayant une am plitude égale<B>à</B> plusieurs fois l'amplitude<B>de</B> la tension alternative d'entrée. La tendance a été de fonctionner <B>à</B> des fréquences plus élevées afin<B>de</B> réduire les dimensions et<B>le</B> prix<B>de</B> l'appareil.
Toutefois, les exigences imposées<B>à</B> des condensateurs capables<B>de</B> fonctionner avec ces tensions continues et ces cou rants alternatifs de haute fréquence ainsi que la perte de rendement par rapport au gain théorique de ten sion lorsque le nombre des redresseurs augmente, ont restreint fortement la diffusion dans le commerce<B>de</B> tels appareils.
Le dispositif objet de la présente invention vise <B>à</B> éviter ces inconvénients<B>;</B> il est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux électrodes métalliques, une source de tension alternative reliée<B>à</B> ces électro des, des unités redresseuses ayant chacune une anode et une cathode, ces unités étant placées entre les électrodes et couplées en s6rie,anode <B>à</B> cathode, entre la terre et une borne<B>à</B> haute tension continue, et des écrans corona reliés<B>à</B> certaines au moins des jonctions électriques formées entre lesdites unités redresseuses, le tout étant agencé de manière que des tensions alternatives d'amplitudes sensiblement égales apparaissent aux bornes des paires,
successives d'écrans corona et soient fournies au moins en partie par rintermédiaire des, capacités formées entre lesdites électrodes et les écrans corona.
Le dessin ci-annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, plusieurs formes d7exécution de l'objet de l'invention. Les fig. <B>1</B> et 2 sont respectivement une coupe longitudinale et une coupe transversale d'une,<B>pre-</B> mière desdites formes d'exécution.
La fig. <B>3</B> est,<B>à</B> plus grande échelle, une coupe selon<B>3-3</B> de la fig. <B>1.</B>
La fig. 4 est une coupe, partielle selon 4-4 de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>5</B> est une vue d'untabe accélérateur que comprend le dispositif des fig. <B>1 à</B> 4.
La fig. <B>6</B> donne une représentation schématique des connexions électriques<B>de</B> l'appareil suivant les fig. <B>1 à</B> 4.
La fig. <B>7</B> donne -une vue analogue<B>à</B> celle de la fig. <B>1</B> mais montrant une, seconde forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. <B>8</B> montre une représentation schématique des connexions électriques du dispositif suivant la fig. <B>7.</B>
La fig. <B>9</B> donne une représentation schématique de la disposition réelle et des connexions électriques d'une troisième forme d'exécution<B>de</B> l'objet de. la présente invention.
Sur toutes les vues des dessins, on a employé les mêmes signes de référence pour la désignation de pièces correspondantes. Aux fig. <B>1 à 3,</B> on a désigné par la référence<B>1</B> une enceinte sous pression, étanche aux gaz, cylindri que, en forte tôle d'acier et mise<B>à</B> la terre.
Cette enceinte comprend deux couvercles<B>3</B> et<B>5</B> qui sont boulonnés<B>à</B> un corps<B>7.</B> Deux tourillons<B>9</B> (fig. 2) pDrmettent de faire tourner renceinte <B>1</B> autour de raxe de ces tourillons.<B>A</B> l'intérieur de l'enceinte<B>1</B> se trouvent un certain nombre d'unités redresseuses disposées en cascade (constituées par des diodes VI <B>à V36),</B> deux électrodes métalliques opposées<B>El</B> et <B>E2,</B> un tube accélérateur AT (fig. 2 et<B>3),
</B> une bo bine d7induction <B>1</B> (fig. 2) et différentes parties asso ciées aux précédentes.
Les électrodes<B>El</B> et<B>E2</B> sont montées mécani quement<B>à</B> rint6rieur de l'enceinte<B>1</B> au moyen de supports<B>de</B> montage isolés BI, B2 (fig. 2) et B3 (fig. <B>1)</B> qui espacent les surfaces extérieures de ces électrodes<B>de</B> rintérieur de renceinte <B>1</B> et l'une de l'autre.
Les bords de chacune des électrodes<B>El</B> et <B>E2</B> sont arrondis et lisses, ainsi que l'indiquent les figures du dessin en EE1 et EE2. Un tube métallique lisse TG, présentant la forme générale d'un<B>C,</B> est monté sur les supports B1, B2 et B3, entre les bords d'électrodes, EE1 et EE2. Du fait que le tube TG est réuni directement au couvercle<B>3</B> par la partie conductrice du support B3, ce tube est au potentiel de la terre.
Par conséquent, les électrodes<B>El</B> et<B>E2</B> sont isolées l'une de l'autre et -de l'enceinte,<B>1</B> tandis que le tube TG est<B>à</B> la terre.
Le couvercle<B>5</B> porte sur sa surface intérieure deux supports B4 et B5 auxquels sont fixés deux pro filés -en<B>1,</B> disposés longitudinalement, IB1 et IB2 <B>;</B> ceux-ci sont en une matière plastique ou en une autre matière isolante. Les unités redresseuses VI <B>à V36</B> sont disposées entre les surfaces intérieures des ailes de chacun de ces profilés et sont supportées par lesdites surfaces. Elles sont placées suivant deux ran gées parallèles verticales et suivant une disposition en zigzag.
La cathode de l'unité VI est maintenue au potentiel de la terre du fait que sa tête est réunie, par l'intermédiaire d'une première pièce métallique<B>CL</B> visible au bas<B>de</B> l'élément VI, <B>à</B> la fig. <B>1</B> au couver cle<B>5.</B> Des pièces métalliques<B>CL</B> analogues supportent mécaniquement les têtes d'anode et de cathode de toutes les unités VI <B>à V36.</B> La pièce supportant la tête d'anode de VI est reliée électriquement par une tige transversale CB <B>à</B> la pièce supportant la tête de cathode de V2.
Les têtes d'anode et de cathode des unités V3 et V4 sont supportées mécaniquement et reliées électriquement de la même manière.
Afin de compléter le montage série entre les uni tés redresseuses VI <B>à V36,</B> il est prévu un certain nombre d'écrans corona CS40 <B>à</B> CS81 constitués par des tronçons de tube métallique en forme d'arcs (fig. <B>1</B> et<B>3).</B> Ces écrans sont placés parallèlement entre eux autour d'un axe central longitudinal<B>de</B> l'enceinte et ils servent<B>à</B> relier en série par paires les unités redresseuses réunies<B>à</B> une de leurs extrémi tés, en reliant l'anode d'une unité<B>à</B> la cathode de l'unité adjacente:
V2, V3<B>;</B> V4, VS, etc. On obtient ce résultat en réunissant mécaniquement les pièces <B>CL,</B> placées<B>à</B> l'intérieur des ailes des profilés en I, IB1 et 1132, au moyen de ressorts<B>S, de</B> consoles B et de vis<B>SC, à</B> la surface intérieure supérieure et<B>à</B> la surface intérieure inférieure<B>de</B> chacun des écrans corona les plus voisins CS45 <B>à</B> CS77 (fig. <B>3)
.</B> Les écrans corona alternés qui demeurent non reliés peu vent être laissés électriquement flottants ou bien ils peuvent être réunis latéralement chacun par une tige transversale<B>à</B> l'écran corona placé en face qui sert en fait de chemin électrique entre une anode de l'unité redresseuse et la cathode de l'unité redresseuse la plus proche de rautre côté de l'âme des profilés en<B>1.</B> Les écrans en arc CS40 <B>à</B> CS43 sont<B>à</B> la terre (c'est-à-dire réunis au couvercle<B>5)
</B> et les écrans res tants CS78 <B>à</B> CS81 sont reliés<B>à</B> une borne de haute tension HVD (fig. <B>1).</B> Cette borne est constituée par un organe métallique en forme de dôme. La borne HVD et les écrans CS40 <B>à</B> CS81 sont supportés mé caniquement par des pièces<B>de</B> forme triangulaire, TBl et TB2, en matière plastique et qui s'étendent suivant la direction longitudinale de l'enceinte.
Deux supports supplémentaires TB3 et TB4, en matière plastique, de forme triangulaire analogue, sont placés respectivement au-dessus<B>de</B> la partie horizontale supérieure et au-dessous de la partie ho rizontale inférieure des profilés IB1 et IB2 dont ils sont séparés par des nervures isolantes RB1 <B>à</B> RB4. Des éléments tubulaires CD formant condensateurs sont disposés<B>à</B> l'intérieur des deux espaces rectangu laires oblongs ainsi formés, respectivement entre les nervures R.131, RB2 et les nervures RB3,
RB4 (fig. <B>3</B> et 4). Chacun de ces éléments est constitué par un cylindre en matière céramique qui est recouvert sur ses surfaces terminales opposées d'un film métallique conducteur. Ces éléments condensateurs CD sont reliés entre -eux par un montage série parallèle (fig. 4 et<B>6).
A</B> cet effet, un certain nombre de condensateurs sont empilés en rangées et en colonnes entre des pla ques métalliques MP (fig. 4) et constituent ainsi des condensateurs CCA, CCB -et<B>M à</B> CC16. Ces pla ques métalliques sont reliées aux jonctions adjacentes anode-cathode des unités redresseuses au moyen de conducteurs CN et ceci<B>à</B> l'exception des plaques métalliques terminales MP de CCA et CCB qui sont reliées, d'une manière qui sera décrite plus loin,
<B>à</B> la bobine<B>1.</B> C'est ainsi que chacun des condensateurs CCA, CCB, CCl-CC16, qui sont connectés aux jonc- tion,s alternées disposées entre les unités redresseuses correspondantes VI <B>à V36,</B> est constitué par un cer tain nombre d'éléments condensateurs tubulaires CD. Chacun de ces éléments est constitué par exemple par un petit cylindre plein en titanate de baryum dont chacune des faces planes extrêmes est recouverte d'un film métallique conducteur,
en argent par exern- ple. Ces éléments condensateurs CD sont disposés en deux couches horizontales parallèle-, (fig. 2<B>à</B> 4) distantes l'une de rautre. L'une de ces couches est supportée par la partie supérieure du profilé IB1 tandis que l'autre est fixée<B>à</B> la surface inférieure de la partie inférieure du profilé IB2. Chacune de ces couches comprend quatre colonnes d'éléments con densateurs CD.
Le condensateur CCA (fig. <B>6)</B> est constitué par une seule rangée de quatre desdits éléments conden sateurs cylindriques CD disposés dans la couche supé rieure représentée aux fig. 2 et<B>3.</B> Le condensateur CCB est constitué par quatre autres éléments conden sateurs CD qui sont placés également côte<B>à</B> côte en une seule rangée dans la couche inférieure (fig. 2 et <B>3).</B> Le condensateur CC1 est constitué par seize.<B>élé-</B> ments condensateurs CD disposés en quatre colonnes de quatre rangées chacune,
dans la couche supérieure. Ces seize éléments forment une seule couche disposée entre deux plaques métalliques MP. Les extrémités opposées<B>de</B> chaque élément CD étant recouvertes d'un film métallique, la capacité réelle du condensa teur CC1 est la capacité composée desdits éléments CD disposés bout<B>à</B> bout et côte<B>à</B> côte et connectés électriquement en série et en parallèle en quatre ran gées et quatre colonnes dans une seule couche hori- zon,tale. Chacun des autres condensateurs CC2, CC3,
etc. est constitué<B>de</B> la même manière par seize<B>élé-</B> ments condensateurs CD disposés sur quatre rangées et quatre colonnes, chaque condensateur étant formé des éléments condensateurs CD axialement alignés et connectés électriquement par les films métalliques des extrémités.
Chacune des plaques métalliques MP constitue une borne électrique commune<B>à</B> deux con densateurs connectés ensemble (par exemple CC1 et CC3) et est connectée<B>à</B> la jonction correspondante entre l'anode d'une unité redresseuse et la cathode de l'unité redresseuse suivante au moyen d'un con ducteur CN (fig. 4).
Les lignes de, références interrompues allant aux condensateurs CCB, CC2, CC4, etc. (fig. 4) indiquent que chacun de ces condensateurs composés est dis posé dans la couche inférieure représentée aux fig. 2 et<B>3,</B> tandis que les traits de préférence continus allant aux condensateurs CCA, CC1, CC3, etc. indi quent que ces condensateurs sont dans la couche su périeure.
Il est prévu une autre série d'écrans corona tubu laires en arcs CS1 <B>à</B> CS39 qui sont montés mécani quement au moyen de vis BT sur les supports TB3 et TB4. Les écrans adjacents CS1 <B>à</B> CS#36 sont reliés par paires<B>à</B> des jonctions anode-cathode correspon dantes.
Autrement dit, les écrans CS1 et CS2 sont réunis<B>à</B> la jonction prévue entre la tête d'anode de VI et la tête de cathode de V2 tandis que les écrans corona CS3 et CS4 sont réunis<B>à</B> la jonction anode- cathode disposée entre les unités V3 et V4.
Les écrans CS33, CS34, CS37 et CS38 sont reliés, en commun<B>à</B> un organe métallique<B>Dl</B> en forme de dôme, tandis que les écrans CS35, CS36 et CS39 sont reliés d'une manière analogue<B>à</B> un organe métallique identique<B>D2.</B>
La tête d'anode de la dernière unité -redresseuse <B>V36</B> est reliée<B>à</B> la borne haute tension HVD et<B>à</B> une gaine d'extrémité<B>EH</B> du tube accélérateur AT (fig. <B>5).</B> Ce tube accélérateur est constitué par une série de tronçons cylindriques tubulaires creux GS en verre ou en matiùre plastique, empilés bout<B>à</B> bout et séparés par des anneaux métalliques MR- Le tube, accélérateur AT est placé sur Paxe central lon gitudinal de l'enceinte<B>1,
</B> dans un espace allongé compris entre les surfaces opposées des semelles inté rieures des profilés IB1 et IB2 et entre deux ner- vu,res d'écartement RB5 et R-B6, en matière plastique.
Le tube accélérateur AT se termine par un souf flet métallique flexible BL qui est réuni<B>à</B> son tour <B>à</B> un prolongement XT. Ce prolongement XT s'étend centralement <B>à</B> travers le, couvercle<B>5</B> et<B>à</B> travers un ensemble de joints<B>SU</B> connu, àtanche aux gaz,
de manière<B>à</B> faire saillir<B>à</B> travers -un raccord en T d6si- gné par TC. Un tuyau souple HS venant d'une pompe <B>à</B> vide est réuni<B>à</B> l'une des sorties du T et un autrd tuyau souple porte une sonde PB. La gaine d!extré- mité EH contient une source, d!électrons, par exemple une cathode chaude, ainsi que les grilles et éléments <B>de,</B> concentration ordinaires associés. Comme il s'agit d'organes connus, on ne les a pas décrits ni repré sentés ici.
Pour la même raison et pour éviter de rendre moins claire, la représentation d'éléments es sentiels du dispositif décrit, on n'a pas représenté non plus les tiges de réglage isolées qui servent<B>à</B> régler la température de la cathode et les tensions relatives sur les grilles et sur les éléments de concentration, ni un générateur compact télécommandé pour l'alimen tation<B>de</B> la cathode de la source d'électrons.
On utilise une série<B>de</B> -résistances R intercalées entre les anneaux MR adjacents pour assurer un gradient de potentiel sensiblement linéaire entre l'extrémité de droite (fig. <B>5)</B> ou extrémité haute tension du tube accélérateur AT et l'extrémité de gauche, ou extré mité au potentiel de laterre, de ce -tube.
Un générateur haute fréquence GHF qui fournit de l'énergie en courant alternatif, de préférence<B>à</B> une fréquence de l'ordre de 20<B>à</B> 200 kc, est relié au corps du dispositif par des câbles, coaxiaux CX1 et CX2. On peut appliquer tout procédé habituel de couplage pour transmettre l'énergie<B>à</B> haute fréquence du générateur GHF <B>à</B> la bobine, I.
Cette dernière, qui constitue une source d'énergie en courant alterna tif, comprend deux bornes qui sont reliées respective ment par des conducteurs Il et 12 aux électrodes<B>El</B> et<B>E2.</B> La bobine<B>1</B> comprend une, prise médiane qui est reliée<B>à</B> la terre et, -par l'intermédiaire d'un fil métallique<B>CT, à</B> un milliampèremûtre MA. Deux pri ses intermédiaires de la bobine<B>1, 13</B> et 14, sont reliées électriquement aux plaques d'extrémité MP des condensateurs CCA et CCB.
Le dispositif représenté sur les fig. <B>1<I>à</I> 5</B> est cons- tfitué par conséquent, eune manière, générale, par une source d'énergie<B>en</B> courant alternatif constituée par la bobine<B>1,</B> alimentée en énergie électrique par le générateur haute fréquence GHF et reliée aux élec trodes métalliques<B>El</B> et<B>E2</B> pour appliquer<B>à</B> ces dernières une tension alternative.
Les unités redres- scuses en cascade VI <B>à V36</B> sont reliées en série, anode<B>à</B> cathode, entre -une borne neutre ou borne <B>à</B> la terre (constituée par la prise médiane de la bo bine<B>1)
</B> et la borne<B>à</B> haute tension HVD. Cette borne est reliée électriquement<B>à</B> la cathode de la source d7électrons se trouvant<B>à</B> rintérieur de la gaine<B>EH</B> du tube accélérateur AT. Ce tube est monté entre la terre et la borne<B>à</B> haute tension pour constituer un espace rectiligne vide d#air où passent les électrons émis par la cathode et accélérés dans leur course jus- qu7à l'extrémité opposée du tube, AT.
Les diodes VI <B>à V36</B> constituent des unités re- dresseuses disposées en série. Une unité redresseuse est constituée soit par une diode unique VI ou<B>V36,</B> soit par deux diodes réunies (par exemple V2, V3 et V4,<B>V5,</B> etc.).
<B>Il y</B> a lieu de remarquer que tout le réseau<B>à</B> cou rant continu (unités redresseuses, écrans corona, con densateurs et tube accélérateur) est monté<B>à</B> Pinté- rieur du couvercle<B>5</B> au moyen des consoles B4 et B5 (fig. <B>1)</B> et que Pon peut avoir aisément accès aux parties constituantes<B>de</B> ce réseau tout simplement en déboulonnant le couvercle<B>5</B> et en le déplaçant vers la gauche en regardant la fig. <B>1.</B> Comme l'espacement entre les écrans corona CS1 <B>à</B> CS81,
les bords EE1 et EE2 et les surfaces intérieures de<B>El</B> et<B>E2,</B> aisi que les positions relatives de ces éléments sont tels quM existe un jeu, on peut éloigner commodément le couvercle d#extr6mité et les parties constituantes qui lui sont associées,<B>de</B> leur position normale.
Afin d#augmenter les tensions continue -et alterna tive maximales qui peuvent être appliquées aux bor nes des différents éléments du dispositif décrit sans décharge disruptive ou décharge corona, il est pré- f6rable que le iécipient <B>1</B> soit rempli d!une atmo- sphùre, autre que rair <B>;</B> il peut être, rempli, par exem ple, d'hexafluorure de soufre gazeux<B>à</B> une pression supérieure<B>à</B> la pression atmosphérique.
Sur la fig. <B>6,</B> on a représenté schématiquement le montage électrique équivalent<B>à</B> la structure mécani que décrite ci-dessus<B>à</B> l'aide des fig. <B>1 à</B> 4. On constate que la tension alternative qui est appliquée entre, les, électrodes<B>El</B> et<B>E2,</B> de préférence, de l'ordre de<B>50<I>000 à 150</I> 000</B> volts<B>à</B> une fréquence de l'ordre de 20<B>à</B> 200 kc, est fournie par la bobine<B>1.</B> Une tension alternative légèrement réduite est appliquée aux condensateurs CCA et CCB. Par conséquent,
il existe une tension alternative aux bornes de cha cune des paires d'unités redresseuses V2-V3 <B>à</B> V34- V35, cette tension étant approximativement réduite de moitié pour les unités redresseuses du commence ment et de la fin VI et<B>V36.</B> Les capacités inter- électrodes (anode-cathode) de, chacune des unités redresseuses sont indiquées par des condensateurs fictifs CV1 <B>à</B> CV36. Les capacités parasites qui se forment entre, d'une part,
les, différents écrans corona CS1 <B>à</B> CS39, les bornes<B>Dl</B> et<B>D2</B> et, d'autre part, les électrodes<B>El</B> et<B>E2,</B> sont indiquées d'une manière analogue par des condensateurs fictifs CES1 <B>à</B> CES19. Si l'on considère maintenant le montage de la fig. <B>6</B> en éliminant les électrodes<B>El</B> et<B>E2,
</B> il appa- raîît qu'il existe des capacités parasites entre les écrans icorona CS1 <B>à</B> CS39 et l'enceinte<B>à</B> la terre plutôt qu'entre ces écrans et les électrodes<B>El</B> et<B>E2.</B> Comme l'unique tension alternative d'entrée alimente, par l'intermédiaire des condensateurs CCA, CCB et <B>M à</B> CC16, chacune des unités redresseuses, et comme les tensions continues redressées desdites uni tés sont<B> </B> disposées<B> </B> en série, il s'effectue une addi tion de tensions continues.
La tension de sortie théo rique en circuit ouvert serait égale<B>à</B> la tension en courant alternatif appliquée aux bornes des conden sateurs CCA et CCB multipliée par le nombre d'éta ges complets de redressement (c'est-à-dire multipliée par dix-huit puisqu'il<B>y</B> a dix-sept unités redresseuses V2-V3 <B>à</B> V34-V35 et deux unités redresseuses <B>à</B> tube unique VI et<B>V36).</B> Dans le cas présent (c'est- à-dire sans prendre en considération les électrodes <B>El</B> et<B>E2),
</B> si la tension alternative appliquée aux bornes de CCA et CCB était<B>de 60 000</B> volts en pointe, la tension de sortie théorique en continu serait<B>de 18</B> X<B>60 000,</B> soit<B>1080 000</B> volts. Toute fois, cette valeur théorique n'est pas obtenue dans la pratique et l'on obtient en réalité une tension de sortie continue nettement inférieure. Cette différence entre la valeur théorique et la valeur réelle de la tension<B>de</B> sortie continue est due<B>à</B> la combinaison de différents facteurs.
Les capacités parasites entre les écrans corona et la terre (en l'absence des électrodes <B>El</B> et<B>E2)</B> et les capacités interélectrodes des tubes redresseurs ont pour effet de produire des courants alternatifs de fuite<B>à</B> travers les condensateurs de filtrage CCA, CCB et<B>M à</B> CC16. Ces courants produisent, aux bornes de chaque condensateur de filtrage, une tension alternative ondulée qui est en opposition de phase avec la tension aux bornes de la bobine.
En raison de ces courants alternatifs, la tension alternative transmise par les condensateurs de filtrage aux unités redres#seuses devient progressi vement plus petite de la gauche vers la droitec en regardant la fig. <B>6.</B> Ces courants produisent aussi dans les condensateurs de filtrage un échauffement du diélectrique qui rend plus compliquée la consti tution<B>de</B> ces condensateurs<B>;
</B> ceci constitue un fac teur de limitation dans l'augmentation de la fréquence <B>de</B> fonctionnement du dispositif alors qu7une augrnen- tation de la fréquence de fonctionnement est désirable pour obtenir une tension continue<B>de</B> sortie élevée, <B>à</B> partir du circuit des unités redresseuses.
On peut surmonter ces difficultés en entourant les unités redresseuses disposées en cascade, les conden sateurs, les écrans corona, etc., par les électrodes métalliques incurvées<B>El</B> et<B>E2</B> qui sont reliées élec triquement aux extrémités opposées<B>de</B> la bobine I. Les capacités parasites CESI <B>à</B> CES19 se terminent alors aux électrodes<B>El</B> et F-2, comme l'indique la fig. <B>6,</B> au lieu de se terminer<B>à</B> l'enceinte<B>1,</B> mise<B>à</B> la terre.
Supposons tout d'abord que soit appliquée aux bornes des électrodes<B>El</B> et<B>E2</B> la même tension alternative que celle qui est appliquée aux conden sateurs CCA et CCB (par déplacement des liaisons <B>13</B> et 14 vers l'extérieur, eest-à-dire vers les extré mités de la bobine).
La composante du courant alternatif dans les condensateurs<B>de</B> filtrage CCA, CCB, CC1 <B>à</B> CC16 due aux capacités parasites entre les écrans coronact l'enceinte<B>1</B> mise<B>à</B> la terre, se trouve ainsi éliminée; l'ondulation du courant aux bornes<B>de</B> ces condensateurs de filtrage est ainsi réduite et la tension finale résultant de la<B> </B> multipli cation<B> </B> se trouve augmentée d'une manière im portante.
Mais si, comme le montre la fïg. <B>6,</B> on applique aux bornes de<B>El</B> et<B>E2</B> une tension alternative plus élevée que celle appliquée aux redresseurs en cas cade par l'intermédiaire de CCA, CCB, CC1 <B>à</B> CC16, l'autre composante du courant alternatif dans les condensateurs de filtrage (c'est-à-dire la compo sante due aux capacités entre électrodes des unités redresseuses) peut être, complètement annulée par des courants alternatifs s'écoulant<B>à</B> travers les capa cités se trouvant entre les écrans corona et les élec trodes<B>El</B> et<B>E2 ;
</B> ces courants sont alors déphasés de<B>1800</B> par rapport aux courants de redressement des unités redresseuses. Par conséquent, l'effet in désirable<B>de</B> tous les courants alternatifs, dans les condensateurs<B>de</B> filtrage se trouve éliminé intégrale ment. Autrement, cet effet imposerait, comme on l'a fait remarquer précédemment, des limitations consi dérables au dispositif.
La valeur optimum (Vp) <B>de</B> la tension<B>à</B> appli quer entre les électrodes<B>El</B> et E2 afin d'obtenir cette annulation est exprimée par: Vp <B>=</B> V<B>(l +</B> 4 CV/CES) dans laquelle V est la tension alternative de pointe appliquée aux condensateurs de filtrage,<B>CV</B> la capa cité réelle entre les électrodes t-crininales d'une unité redresseuse (ici deux tubes redresseurs montés en série) et<B>CES</B> la capacité parasite écran-électrode. La tension continue engendrée par<B>le</B> dispositif de vient alors sensiblement égale<B>à:
</B><I>n X</I> V (n désignant le nombre d'unités redresseuses, soit dix-huit dans le présent exemple). Il<B>y</B> a un intérêt particulier<B>à</B> ce que ces tensions alternatives soient appliquées direc tement et individuellement<B>à</B> partir des électrodes<B>El</B> et<B>E2 à</B> chacune des unités redresseuses parce que, de cette manière,
chaque composante<B>de</B> courant<B>à</B> travers les unités redresseuses distinctes est compen sée<B>à</B> son pointd'origine et parce qu7il n'y a aucune atténuation de la tension alternative due<B>à</B> un écoule ment de courant alternatif<B>à</B> travers les condensaleurs de filtrage CCA, CCB, CC1 <B>à CC 16,</B> montés en série.
Comme il est important d'éviter toute compo sante alternative dans la tension continue<B>de</B> sortie, la borne haute tension HVD est au potentiel neutre de la tension alternative. Dans le dispositif repré senté, cela est réalisé en veillant<B>à</B> ce que les tensions alternatives appliquées aux électrodes<B>Dl</B> et<B>D2</B> soient égales en amplitude mais opposées en phase de sorte que la borne HVD est effectivement au po- tentiel neutre.
Il doit être bien, -entendu que l'on peut utiliser pour I!étabhssement d'un neutre<B>à</B> la borne haute tension des procédés autres que. celui mentionné ci-dessus, basé sur des tensions, alternati ves équilibrée & appliquées aux électrodes<B>Dl</B> et<B>D2.</B> On a mont-ré dans, les réalisationsdécrites ci-après des exemples de, tels réseaux de, sortie mais on pourrait -utiliser, et cela apparaîtra aisément aux spécialistes, des dispositifs, équivalents supplémentaires pour P6ta- blissement:
<B>de</B> tels neutres en courant alternatif (par exemple, réseaux d'inductances et de condensateurs, prise<B>de</B> courant décentrée, sur inducteur, eitc.). Ainsi, on dira maintenant,<B>à</B> titre d'exemple, que dans la forme d'exécution représentée aux fig. <B>7</B> et<B>8, le</B> primaire d'un transformateur T (dont<B>le</B> secondaire n'est pas visible au dessin) est relié<B>à</B> ses extrémités <B>à</B> des armatures de condensateurs<B>Cl</B> et<B>C2</B> et par une prise centrale<B>à</B> runité redresseuse <B>V36.</B> D'une manière analogue,
des ré-seaux d'entrée autres que ceux qui sont représentés sur la fig. <B>6</B> et dans les autres réalisations dont<B>il</B> est question ici, sont bien connus et peuvent être employés comme équivalents. Pour cette raison on n7a pas représenté de, tels exem ples supplémentaires<B>de</B> ces équivalents.
Une compensation importante ou complète des courants alternatifs dans, les condensateurs de fil trage est obtenue avec Ic dispositif décrit ce qui favorise la<B> </B> multiplication,<B> </B> de la tension, et per met en outre l'élimination complète des condensa teurs<B>de</B> filtrage du type traditionnel CCA, CCB et CC1 <B>à</B> CC16. En effet, en raison de cette, compen sation complète du courant alternatif, les capacités des condensateurs de filtrage peuvent être réduites ,en proportion inverse de ]!augmentation de la fré quence de la source d'énergie en courant alternatif, tandis que sont encore maintenues,
une valeur suffi <U>samment</U> élevée du courant continu de sortie et une haute efficacité de la<B> </B> multiplication<B> </B> de la tension. Si la fréquence de fonctionnement est suffisamment élevée, les capacités parasites CES1 <B>à</B> CES19 fonc tionneront en supplément pour filtrer la tension con tinue de sortie des groupes redresseurs. Par consé quent, on peut enlever les capacités traditionnelles de filtrage. Un tel dispositif est représenté sur les fig. <B>7</B> et<B>8.</B>
Le dispositif des fîg. <B>7</B> et<B>8</B> est identique<B>à</B> celui qui est décrit et représenté ci-dessus (fig. <B>1 à 6) à</B> l'exception de certaines mo èH ications qui sont les suivantes.
Les condensateurs CCA, CCB et CC1 <B>à</B> CC16 sont supprimés.<B>Il</B> est prévu un jeu supplé mentaire d'écrans corona CSA et CSB, qui sont mobiles le long<B>de</B> profilés TB3 et TB4 de manière <B>à</B> constituer des capacités variables entre chacun de ces écrans et les écrans corona adjacents CS1 et CS3, ainsi que,
l'indiquent les condensateurs fictifs CEV1 et CEV2 (fig. <B>8).</B> Deux armatures métalliques circulaires<B>Cl</B> et<B>C2</B> sont montées de manière régla ble<B>à</B> l'intérieur des électrodes<B>Dl</B> et<B>D2</B> pour consti tuer des capacités susceptibles de varier indépendam ment entre ces armatures et les surfaces intérieures des électrodes<B>;
</B> ces capacités sont représentées<B>à</B> la fig. <B>8</B> par les condensateurs fictifs CEV3 et CEV4. En outre, ces armatures<B>CI</B> et<B>C2</B> sont réunies entre elles par un conducteur électrique EC et par l'inter médiaire du primaire du transformateur T dont la prise médiane est réunie,<B>à</B> HVD- et<B>à</B> l'anode du re dresseur<B>V36.</B> Une autre modification est la suppres sion des prises intermédiaires sur la bobine<B>1.</B>
Le fonctionnement du dispositif suivant les fig. <B>7</B> et<B>8</B> est analogue<B>à</B> celui du dispositif suivant les fig. <B>1 à 6.</B> La tension alternative, fournie capacitive- ment, individuellement,<B>à</B> chacune des jonctions d'unités redresseuses (par l'intermédiaire des capa cités parasites CES1 <B>à</B> CES16) produit la même tension alternative d7entrée aux bornes<B>de</B> chacune des uni-tés redresseuses <B>à</B> l'exception des première et dernière.
unités qui, dans<B>le</B> présent exemple, ont unetension alternative égale<B>à</B> la moitié de la tension alternative des autres unités. Uaction de filtrage de ces capacités. parasites écran-électrode et des capa cités inter-électrodes des unités redfesseuses pe-r- met d'obtenir une tension continue sensiblement constante, présentant sensiblement la valeur théo rique en HVD, même pour des courants relativement élevés de<B>1 à 10</B> milliampères pourvu que la fré quence du générateur haute fréquence soit suffisam ment élevée.
Les capacités parasites CEV1 et CEV2 sont réglées pour assurer l'amplitude désirée, en courant altematif, aux bornes des tubes VI et V2, V3. Les capacités parasites CEV3 et CEV4 remplissent une fonction analogue<B>à</B> l'extrémité haute tension (extré mité<B>de</B> droite en regardant les fig. <B>7</B> et<B>8)</B> du dis positif pour assurer Pamplitude désirée, en courant alternatif, aux bornes des tubes<B>V36</B> et V34,<B>V35.</B> Ces actions aux deux extrémités sont essentiellement les mêmes, pour le principal.
En faisant varier les dimensions de<B>CI, C2</B> et/ou l'espacement relatif jus qu'à<B>Dl, D2,</B> on peut équilibrer ou régler eune autre manière les tensions alternatives<B>de Dl</B> et<B>D2</B> (et par conséquent des jonctions des uni-tés redresseuses V33-V34 et V35-V36 respectivement) et en HVD. En outre, le courant s'écoulant<B>à</B> travers le conduc teur EC fournit (par l'intermédiaire du transforma teur T)<B>de</B> l'énergie de chauffage pour la cathode de la source d'électrons,
ce qui supprime la nëces- sité & un générateur séparé, du genre de celui qui était utilisé dans la forme d'exécution précédente.
Une troisième forme d'exécution est représentée <B>à</B> la fig. <B>9</B> sur laquelle les unités redresseuses, au lieu d'être disposées suivant une, disposition parallèle en zigzag, sont placées coaxialement, bout<B>à</B> bout.
Ces unités redresseuses sont constituées par des tubes redresseurs uniques VE1 <B>à</B> VE4. <B>Ce</B> dispositif peut comprendre un nombre plus grand ou plus petit d'unités redresseuses. La cathode du premier tube VEI est mise<B>à</B> la terre par l'intermédiaire d'une bobine d'arrêt haute fréquence, RFC. Une autre bobine d'arrêt haute fréquence RFC réunit l'anode de VE4 <B>à</B> une borne 11V<B>à</B> haute tension continue.
Chacune des jonctions entre les unités redresseuses VE1 et VE4, aussi bien que les chapeaux de cathode et d'anode de VE1 et VE4, sont entourés par un écran corona cylindrique creux CSC <B>à</B> CSG. Une série d'électrodes cylindriques creuses ElA, E2A, ElB, E2B et EIC, de plus grand diamètre,
sont montées<B> </B> coaxialement <B> </B> de manière<B>à</B> entourer des écrans CSC <B>à</B> CSG. Les électrodes alternées ElA, ElB et ElC sont réunies par un conducteur<B>Il à</B> une extrémité de la bobine<B>1</B> tandis que les électrodes restantes E2A et E213 sont reliées ensemble, par le conducteur 12,<B>à</B> l'autre extrémité de la bobine<B>1.</B> Uintervalle compris entre ces électrodes et les écrans peut être rempli de toute matière diélectrique appropriée, gazeuse, liquide ou solide, ce qui permet de régler, indépendamment de l'intervalle,
les capa cités ainsi formées et l'isolation pour la tension. Les extrémités de tous les écrans corona et de toutes les électrodes sont arrondies et lisses pour empêcher une décharge par effet couronne ou pour éviter des étincelles entre les éléments.
Comme les fonctions des cinq élecrodes ElA <B>à</B> E2B et des écrans corona CSC <B>à</B> CSG sont les memes, respectivement, que celle des électrodes<B>El</B> et<B>E2</B> et des écrans CS1 <B>à</B> CS39 de la précédente réalisation, le fonctionnement du dispositif suivant la fig. <B>9</B> est analogue<B>à</B> celui du dispositif précédent.
<B>Il y</B> a lieu de remarquer toutefois que cette dernière forme d'exécution est susceptible d'être construite de manière<B>à</B> présenter un diamètre extérieur minimum et, par conséquent, de manière<B>à</B> présenter un encom brement minimum permettant de l'utiliser<B>là</B> où les autres formes d'exécution ne pourraient convenir.
La source d'énergie pour les cathodes de chacun des tubes redresseurs des dispositifs décrits peut être une batterie indépendante contenue dans la gaine de la cathode ou une série de transformateurs dis posés en cascade (et placés de manière analogue), couplés par induction les uns aux autres, avec des précautions d'isolation appropriées, ou toutes autres sources équivalentes d'énergie, connues en la matière.
De telles sources peuvent être, supprimées entière ment si l'on utilise, au lieu des unités redresseuses <B>à</B> lampe qui ont été prévues ici, des unités redres- seuse,s <B>à</B> semi-conducteurs (par exemple, diodes au germanium ou au silicium) ou des unités redresseuses du type sec (par exemple, oxyde de cuivre ou s6lé- nium). On peut utiliser aussi, si on le désire, des unités redresseuses remplies de gaz.
Si l'on utilise des, unités redresseuses autres que des unités consti tuées par des tubes redresseurs<B>à</B> vide ou<B>à</B> gaz, il doit être bien entendu que les temps<B> </B> anode<B> </B> et <B> </B> cathode<B> </B> employés ici s'appliquent également aux bornes correspondantes de ces unités redresseuses <B>à</B> semi-conducteur ou du type sec.
La bobine<B>1</B> est de préférence de forme tordidale afin que soit réduit au minimum son champ magné tique extérieur. Ce champ magnétique produirait,<B>à</B> l'intérieur des parois en acier de l'enceinte<B>1</B> et de ses couvercles<B>3</B> et<B>5,</B> des courants de Foucault qui entraînent une perte d7énergie haute fréquence. Le champ magnétique extérieur de la bobine pourrait aussi gêner le fonctionnement du tube d'accélération en déviant<B>le</B> faisceau électronique de son trajet nor mal rectiligne. Toutefois, on peut modifier la forme <B>de</B> la bobine d'induction si les besoins<B>de</B> place ]!exi gent ou si l'on fait des modifications de structure.
Quelle que soit sa forme, la bobine a une inductance telle qu'elle entre en résonance dans un circuit LC (dont la capacité est constituée par la capacité entre électrodes des électrodes fixées<B>à</B> l'inducteur et par la capacité enceinte-électrode, en parallèle avec la pré- c6dente) <B>à</B> une fréquence, qui est sensiblement égale <B>à</B> celle de la source d'énergie en courant alternatif. Le tube allongé<B>ET</B> (fig. <B>8)</B> placé entre les bords EE1 et EE2 des électrodes, bien qu'il ne soit pas néces saire au fonctionnement du dispositif, remplit une fonction présentant<B>de</B> l'intérêt.
Sa présence modifie en effet la configuration du champ électrique exis tant entre ces deux bords opposés de manière<B>à</B> réduire au minimum les tendances<B>à</B> la formation d'amorçages, d'arcs et de décharges entre les élec trodes. Si on le désire, on peut interposer des lon gueurs de tube supplémentaires, de forme semblable, entre<B>ET</B> et les bords respectifs opposés des élec trodes pour améliorer encore la configuration du cham#p électrique.
<B>11</B> doit être bien entendu que la source d!élec- trons pourrait êt-re remplacée par une source d'ions qui fournit<B>des</B> ions positifs<B>à</B> l'extrémité haute ten sion du tube accélérateur. Pour<B>y</B> parvenir, il faut rendre positive, par rapport<B>à</B> la terre la polarité de la borne haute, tension.
Si on veut le faire, il suffit, pour adapter complètement<B>à</B> cet effet le dispositif décrit (autrement qu'en modifiant la gaine EH en vue de la production d7ions), de retourner dans leurs supports respectifs chacune des unités redresseuses Vl <B>à V36</B> de telle manière que l'anode de Vl soit mise<B>à</B> la terre et que la cathode de<B>V36</B> soit reliée <B>à</B> la borne haute tension, les autres unités redres- seuses étant reliées, anode<B>à</B> cathode, entre les pré cédentes.