CENTRE D'ETUDES M CLE AI RES DE C \DAR\CHE

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1 CENTRE D'ETUDES M CLE AI RES DE C \DAR\CHE N e DEG/SEIn 6513-R/13 SEPTEMBRE 1966 GENERATEUR D'IMPULSIONS 1000 A D, OA COSTA VIERA* R. MOURCHOU* C. FOUILHE* N. LIONS** * DEG/SEin ** DRP/SAML DEPARTEMENT D'ELECTRONIQUE GENERALE SECTION D'ELECTRONIQUE ET D'INSTRUMENTATION

2 N«DEG/SEIn 6513-R/13 SEPTEMBRE 1966 GENERATEUR D'IMPULSIONS 1000 A D. DA COSTA VIERA* R. MOURCHOU* C. FOUILHE*' * DEG/SEW ** DRP/SAML M. LIONS**'

3 SOMMAIRE I But de l'appareil 1.2. Caractéristiques Caractéristiques d'entrée Caractéristiques de sortie I.J. Présentation 1.4. Principe Page 1 Page 1 Page 1 Page 1 Page 2 Page 2 II - DESCRIPTION CIRCUITS Circuits de commande des thyratrons Circuit d'arrêt d'impulsion Dispositif de sécurité et circuit de charge des capacités v * % Page 3 Page 3 Page 4 III - UTILISATION Installation Mise en service Réglages Page 4 Page 5 Page 5

4 LISTE TES PLANS Bloc diagramme Formes des signaux des divers sous ensembles Circuit de commande des thyratrons Circuit d'arrêt de l'impulsion Dispositif de sécurité et circuit de charge Formes d'onde pour le circuit de sécurité et de charge Schéma de branchement Fig. n 1 Fig. n 2 Fig. n 3 Fig. n 4 Fig. n 5 Fig. n 6 Fig. n 7

5 GENERATEUR D'IMPULSIONS1000 A - VUE DE LA FACE AVANT

6 I -.GENERALITES But de l'appareil. L'appareil dont ce rapport fait l'objet est destiné à entrer dans tin ensemble de mesures, mis au point par la Section des Métaux Liquides du Département de Recherche Physique à Cadarache, et qui permet de déterminer le taux de gaz dans un écoulement Sodium-Argon. La technique mise au point, sur les circuits d'essais du Réacteur Rapsodie, sera appliquée à l'écoulement dans le coeur de la pile, dans le courant du mois d'octobre Le principe de la mesure consiste à mesurer la célérité du son dans une colonne de sodium liquide j la vitesse du son étant fonction du taux d'argon, il est possible d'évaluer ainsi la proportion de gaz qui existe dans le Sodium. La vitesse du son est obtenue en mesurant, à l'aide de capteurs piézoélectriques, la vitesse de propagation d'une onde de pression déclenchée par l'intermédiaire d'une pompe électromagnétique à courant continu et à aimant permanent. L'appareil étudié par la SEIn doit permettre de commander cette pompe Caractéristiques Caractéristiques d'entrée : - La source d'énergie est constituée par des batteries au plomb de tension 14 volts, et de capacité 250 Ah. - Alimentation de l'ensemble électronique : - 24 volts régulé à ICf 5 / 120 ma Caractéristiques de sortie : - Impulsion de courant : 1000 A. (Il est possible d'atteindre une valeur de courant de 3000 A. en augmentant la tension des batteries et en

7 - 2 - choisissant des thyratrons solides admettant un tel courant de pointe). - Durée de l'impulsion ; 10 ms - Temps de montée de l'impulsion : 10 pis. I.J. Présentation (Voir photo) Renatran. Cet appareil se présente sous la forme d'un tiroir standard 2/8 La face avant comporte : - Les bornes de sortie de l'impulsion. - Les bornes d'alimentation de l'appareil en 24 Volts. - Une prise pour la synchronisation d'un oscilloscope. - Une prise test. - Un bouton de réglage de la synchronisation. - Un réglage de la durée de test. - Un bouton de commande du départ de l'impulsion Principe (Figures n l et n 2) L'appareil se compose de deux circuits principaux : 1 / Circuit de démarrage de l'impulsion, constitué par un thyratron solide de puissance (Th 1) dont la conduction est commandée par un bouton poussoir. Th 1 étant conducteur, un courant i circule dans le circuit constitué par la batterie, le fusible, le thyratron et la charge. On a : 1 = E (^terie) V 1 R (totale du circuit) On obtient ainsi un courant de l'ordre de 1000 A. 2 / Un circuit d'arrêt de l'impulsion, qui comprend un deuxième thyratron solide (Th 2) dont la conduction est commandée automatiquement par des circuits de temporisation, avec un retard de 10 ms.. sur le précédent. Pour cela, la capacité C 1 étant chargée à une tension voisine de celle de la batterie (U_), on amène le thyratron Th 2 à la conduction. Un courant D ip circule dans le circuit constitué par la capacité C 1, le thyratron Th 2, la charge, la batterie et le fusible. La tension aux bornés de Th 1 devient alors approximativement égale à : U T> - (i-, + i«) ( R charge-4- R fus.) JD X 2 ' t

8 - 3 - Cette tension qui prend une valeur négative, est suffisante pour désamorcer le thyratron Th 1. D'autre part, un circuit annexe de protection limite la puissance moyenne dissipée sur chaque thyratron. II - DESCRIPTION DES CIRCUITS. II. 1. Circuits de commande des thyratrons (Figures n 1, 2 et 3) Le démarrage du cycle s'obtient en appuyant sur le poussoir S]_. Un dispositif de sécurité est prévu, il a pour but d'introduire un temps d'inaction à la suite de chaque impulsion de 1000 A. Ceci afin de limiter la puissance moyenne dissipée sur le thyratron Th 1 et aussi de permettre à la capacité C 1 de se recharger, L'impulsion positive issue de S^ (temps t o ) attaque le multivibrateur monostable MV I (transistors TI et Tg) qui donne un créneau de durée?j ms (ti - t). La même impulsion (instant t o ) sert au déclenchement du générateur de synchronisation constitué du monostable MV 2 (transistors Q^ et QQ). En utilisant le front arrière de ce créneau on obtient donc une avance ( - At) ou un retard ( + ^t) par rapport à l'instant t^. Après differentiation par le réseau Ça, Rb et aiguillage par D]_, le front arrière du créneau de MV 1 sert à déclencher le second monostable MV III, dont la durée d'impulsion calibrée à 100 JAS permet l'allumage du thyratron Th 1. Les transistors Qc et Qg montés en émetteurs suiveurs permettent d'obtenir la puissance de crête nécessaire à l'excitation de l'électrode de commande de Th 1. Le transformateur Tri permet d'avoir la polarité voulue pour cette impulsion. II. 2. Circuit d'arrêt d'impulsion. fpiguf es n 2 et 4) Ce circuit commande l'allumage du thyratron Th 2, 10 ms environ après le début de l'impulsion. Le front arrière de l'impulsion du multivibrateur MV 1 (transistors T-L et T 2 de la figure n 3) déclenche le multivibrateur MV 4 ; ce dernier composé des transistors TI et Tg fixe la durée des impulsions

9 - 4 - de 1000 A à 10 ms. Le signal du collecteur de T^ est transmis à l'étage adaptateur T-z ; il est ensuite différentié par C3 R9«La diode Dg supprime les tops négatifs correspondant au front avant (instant t]_). Les impulsions positives (instant tg) sont conduites ensuite par RIO C4 vers l'étage adaptateur de puissance T^. La liaison à l'électrode de commande du thyratron Th 2 s'effectue par le transformateur d'impulsion Tri. On limite le courant de 1'électrode de commande par le diviseur R 12 R 13. II.3. Dispositif de sécurité et circuit de charge des capacités (Figures n 5 et 6) Au temps t, les capacités réservoir C (3 x 8000 jof) sont à une tension nulle. Dans ces conditions le détecteur de niveau (trigger de Schmidt) composé des transistors T et Tg se trouve dans un état tel que T.. est bloqué et T^ est conducteur. En effet, par l'intermédiaire du circuit R 6,D 1, la tension présente sur C Q apparaît sur la base de T.. Le transistor T-j conduit aussi, une partie du courant collecteur de T 2 traversant sa base. La tension apparaissant aux bornes de R 8 est conduite par les étages Te et Tg vers les capacités réservoirs qui se chargent avec une constante de temps R 11 x C 0. Lorsque la tension aux bornes des capacités C o atteint une valeur suffisante (12 V environ), le trigger T]_, Tg change d'état ; T-^ conduit, Tg est bloqué, le transistor T-z se bloque également. De ce fait, les bases de Ttj et Tg se trouvent à zéro volt. Tg qui agit comme interrupteur coupe la charge de C Q. L'émetteur de Tg se trouve à environ + 12 V, alors que l'émetteur de TFJ est à 0 V. La diode D2 sert de protection à la Jonction émetteur-base de Tg. Le transistor T^ ne se trouvant plus en état de saturation, son collecteur remonte à + 24 V. Cette tension est alors dirigée vers le circuit de déclenchement. Le circuit constitué de la capacité Cg, de la résistance R^2, du transistor Ty et du relais Re^ permet l'extinction du thyratron Thg. Pour cela, on établit un contact de courte durée entre l'anode et la cathode de Th2 par l'intermédiaire du relais III - UTILISATION : III.1. Installation. (Figure n 7) Le générateur d'impulsions sera raccordé aux batteries et à la

10 - 5 - charge par l'intermédiaire d'un fusible de 5 A et d'un disjoncteur d'intensité nominale 3^0 A. Tous ces raccordements seront effectués à l'aide d'un cable de forte section, ou bien par des barres de cuivre. L'ensemble électronique sera également raccordé à une alimentation régulée de 24 Volts (prises prévues à cet effet sur la face avant) Mise en service. On effectuera dans l'ordre les opérations suivantes : 1 / Mise en place du fusible 5 A. 2 / Enclenchement du disjoncteur 3 / Mise en place de la sortie "synchro" qui sera utilisée pour déclencher l'oscilloscope. 4 / Départ de l'impulsion en appuyant sur le bouton poussoir installé sur la face avant. 5 / Vérification de la durée de l'impulsion qui doit être égale à 10 ms. Une prise "Durée Test" est prévue sur la face avai.t du tiro.ir Réglages. 1 / L'avance du départ du balayage par rapport à l'impulsion est réglée par le bouton "synchro" de la face avant. 2 / Pour faire varier la durée de l'impulsion et obtenir un temps de 10 ms, agir sur le potentiomètre F 1 prévu sur la plaquette "circuit d'arrêt d'impulsion". j5 / Le temps de montée de l'impulsion de commande du thyratron Th 2 est ajustée à une valeur voisine de 1 u.s par l'intermédiaire de R 10 de la plaquette. 0

11 Nomenclature Désignation CEN-CADARACHE DEG/SEIn Indice Date Objet de la modification Modifié par Affaire n* Plann*.

12 2O

13 2A-V i : Nb Nomenclature Désignation C8 J- CEN-CADARACHE DEG/SEIn CIRCUIT DECOMMANDE DES THYRATRONS. Indice Date Objet de la modification Modifié par Affaire n* Plann*

14 tep Nb Nomenclature Désignation CEN-CADARACHE DEG/SEIn CIRCUIT D'ARRET D'IMPULSION. Objet de la modification

15 Nomenclature Designation Affaire n* Planrv

16

17 Nomenclature Désignation rigul* CEN-CADARACHE DEG/SEIn RACCORDEMENTS EXTERNES Indice Date Objet de la modification Modifié par Affaire n* Plann- Figif. U

18 imprimé par le Bureau de Documentation C.E.N. CADARACHE