Utilisateur:Croquant/Générateur IVA

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Un générateur à addition inductive de tension (en anglais Induction Voltage Adder ou IVA) est un générateur de hautes puissances pulsées fonctionnant par stockage inductif.

The induction voltage adder (IVA) is a method of connecting drive circuits in a series so that their voltages add while restricting their summed voltages to a small central region that is enclosed at a slightly larger radius by a continuous metal cylinder.

Historique modifier

A partir des années 50, le concept de stockage inductif apparaît. L’intérêt principal de ce concept réside dans sa compacité, ce qui est primordial lorsqu'on sait que le coût des machines est proportionnel à leur volume, et sa plus grande efficacité potentielle par rapport au stockage capacitif. Pour s’en convaincre, la comparaison des densités d’énergie est assez parlante : une ligne à eau désionisée (er=80), chargée en dynamique sous un champ E=150kV/cm stocke 8.104J/m3 alors qu’une ligne à vide parcourue par un courant générant un champ B=3T stocke 4.106J/m3, soit 2 fois plus. Le champ E choisi correspond à la limite d'émission par effet de champ. Le champ B retenu permet au conducteur en inox de rester dans la limite élastique ; en statique on a (cf. [I-5]): Re<B2r/2μoe avec Re résistance élastique (»190MPa pour nos inox), r rayon du conducteur (»0.2m), et e épaisseur du conducteur (»5mm).

Le principe du stockage inductif consiste à charger une inductance en série avec le générateur par la circulation d’un fort courant, et, lorsque celui-ci est maximum, l’énergie de l’inductance est transférée à la partie aval du circuit. L’absence de technologies matures pour la commutation n’a pas permis, à cette époque, la réalisation de générateur fonctionnant sur ce principe.

From the 1980s on, a new type of IVA was developed that could drive diodes at much higher currents, hundreds of kA, still using pulses as short as tens of ns. This required much lower inductance structures connecting the pulse generators to the diode. Low inductance implies high electric fields, and these fields were accommodated by using magnetic insulation or sometimes other techniques.

Ce n'est qu'au début des années 80, avec l’apparition des commutateurs à ouverture de plasma (en anglais POS : Plasma Opening Switch), que la fabrication de machines à stockage inductif a pu débuter. Cependant les difficultés de mise au point des POS ainsi que leurs limites intrinsèques freinaient la réalisation de générateur à stockage inductif efficace. Grâce au travail effectué dans le cadre du projet Syrinx (cf. §I.2), plusieurs nouveaux concepts d'amplification de puissance sous vide ont vu le jour à partir de 1997 et ont permis de relancer l'intérêt du stockage inductif.

Principe de fonctionnement modifier

Il n'existe pas de technologies permettant de générer environ 10MA avec un seul générateur. Pour obtenir ce niveau de courant, on utilise donc une architecture multimodule. Un module est en fait un générateur délivrant entre 0.5 et 2MA et on en utilise N, disposés en étoile, pour sommer les courants au centre par l'intermédiaire d'une convolute et attaquer la charge. De ce fait, lorsqu'on se place du point de vue de la charge, les caractéristiques électriques du générateur équivalent se déduisent de celles du module en multipliant les capacités par N, et en divisant les inductances et les résistances par N. A l'inverse, si l'on se place du point de vue du module, celui-ci voit N fois l'impédance de charge. Dans cette architecture multimodules, la position de l'amplification de puissance peut, en théorie, se situer soit sur chacun des modules avant la convolution, soit après la convolution des courants, au plus près de la charge. En pratique, ce choix n'est valable que pour les POS. La compression de flux et le schéma LL sont disposés par nature après la convolute centrale, au plus près de la charge.

Voir aussi modifier

Liens internes modifier

Liens externes modifier

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