Qu’est-ce qu’un générateur de haute tension ?
Un générateur haute tension est un appareil qui convertit le courant alternatif basse tension reçu de la compagnie d’électricité en courant alternatif ou continu à haute tension.
L’électricité elle-même transmise par la compagnie d’électricité est à haute tension, par exemple 6,6 kV ou 33 kV. Toutefois, pour des raisons de sécurité, elle est convertie à une tension plus basse. C’es-à-dire, par exemple 200 V ou 400 V à l’endroit où l’électricité est effectivement utilisée. Lors de l’utilisation d’équipements dont le fonctionnement nécessite des tensions élevées ou lors de la réalisation de tests utilisant ces même tensions, il est nécessaire de convertir celles qui sont basses en hautes tensions.
Il existe plusieurs types de générateurs de haute tension pour différentes utilisations. Ils ont chacun des caractéristiques et des plages de tension différentes. La gamme varie d’un fabricant à l’autre, mais comprend des alimentations stabilisatrices haute tension à courant continu, des équipements de test et de claquage de la tension de tenue, des générateurs de tension d’impulsion, des générateurs d’impulsion haute tension et des équipements de test haute tension.
Utilisations des générateurs de haute tension
Les utilisations des générateurs de haute tension varient en fonction des caractéristiques de l’équipement, mais les principales sont les suivantes :
- Revêtement de diverses pièces telles que les carrosseries automobiles et les matériaux de construction à l’aide d’une haute tension continue.
- Essais de tenue à la tension, de claquage diélectrique et d’impulsion sur des fils électriques ainsi que d’autres équipements électriques industriels.
- Traitement de surface des métaux, des plastiques et d’autres matériaux par génération répétée de hautes tensions.
- Traitement des eaux usées par plasma sous-marin.
- Essais de foudroiement et de surtension en générant des éclairs simulés.
- Formation pratique à la haute tension et tests d’évaluation dans les lycées techniques, les universités ainsi que d’autres centres de qualification.
Principe des générateurs de haute tension
Les générateurs de haute tension utilisent des circuits électroniques ayant une fonction d’amplification, appelés “circuits d’amplification”. Ils permettent ainsi de convertir les basses tensions en hautes tensions.
Il s’agit de circuits électroniques qui produisent un signal de sortie avec plus d’énergie que le signal d’entrée. Ils sont constitués de composants tels que des condensateurs, des résistances et des diodes. Un exemple typique est le circuit Cockcroft-Walton.
Les circuits Cockcroft-Walton sont utilisés lorsqu’une alimentation haute tension à courant relativement faible est nécessaire. Ils peuvent produire des tensions élevées allant de quelques 10 V à plusieurs millions de volts. Le circuit est composé de condensateurs et de redresseurs, qui sont empilés à la manière d’une échelle dans un circuit amplificateur de tension. Comme ses composants sont simples, ils sont plus légers et moins chers que les transformateurs.
Dans un circuit amplificateur, lorsqu’une tension est appliquée, le condensateur en amont est chargé jusqu’à une valeur de crête maximale de la valeur d’entrée. La plaque polaire en aval a alors un potentiel égal à la somme de ce condensateur et de la tension de l’alimentation. Grâce au redresseur, aucun courant ne circule dans la polarisation inverse. Ainsi, lorsque le courant circule dans la polarisation avant vers le condensateur suivant, ce dernier est chargé en fonction de son potentiel.
En répétant ce processus, les condensateurs sont chargés en séquence et leur potentiel augmente progressivement. La décharge en série dans cet état produit une sortie à haute tension.