Non linear modelling of an overall new high

voltage power supply for N=2 magnetrons

for industrial microwave generators

 

Modélisation non linéaire d'une nouvelle alimentation haute tension globale De N=2 magnétrons

pour générateurs micro-ondes industriels

 

M. Ferfra1, M. Chraygane2*, M. Fadel3, M. Ould Ahmedou1

1Laboratoire d’électrotechnique & d’électronique de puissance, EMI, Ecole Mohammadia d’Ingénieurs

(Université Mohamed V), BP 765 Avenue Ibn Sina, Rabat Agdal - Maroc

2Laboratoire MSTI, ESTA, Ecole Supérieure de Technologie d’Agadir (Université Ibn Zohr)

BP 33/S 80000 Agadir – Maroc

3 Laboratoire LEATS, Faculté des Sciences (Université Ibn Zohr)

BP 8106 Agadir – Maroc

* Corresponding author. E-mail: chraygane@esta.ac.ma

Received: 29 January 2009; revised version accepted: 20 July 2009

 

Abstract

     This work treats an overall new high voltage power supply for N magnetrons (treated case N=2), used for the microwave generators in industrial applications. The design of this system is composed of a new simple phase leakage flux transformer supplying two cells, composed every one of a capacitor and a diode, which multiplies the voltage and stabilises the current. A p quadripole model of this transformer is developed taking account the saturation phenomena and the stabilisation process of each magnetron current. Each inductance of the model is characterised by a non linear relation between flux and current, that we obtain directly from data transformer (magnetizing curves, geometry, etc…). This model was tested by EMTP (Electro Magnetic Transcients Program) software near the nominal state. The theoretical results were compared to experimental measurements with a good agreement.

 

Keywords : microwaves; generators; two  magnetrons; new power supply; high voltage; modelling; EMTP

 

Résumé

     Ce travail traite un nouveau dispositif d’alimentation haute tension globale pour générateurs micro-ondes à N magnétrons (cas traité N=2) utilisés comme source d’énergie dans les applications industrielles. La conception de cette nouvelle alimentation utilise un transformateur haute tension monophasé à flux de fuites magnétiques alimentant en parallèle deux cellules, doubleuses de tension et stabilisatrices de courant dont chacune alimente à son tour un seul magnétron. Un schéma équivalent en p du modèle du transformateur est présenté. Il prend en compte la saturation des différentes parties du fer et la stabilisation du courant moyen passant dans chaque magnétron. Chaque inductance est caractérisée par une relation non linéaire entre flux et courant magnétisant dont la détermination est directement obtenue à partir des paramètres géométriques. Le modèle a été testé à l’aide du logiciel de simulation numérique EMTP (programme de Simulation des régimes transitoires électriques) au voisinage du régime nominal. Les résultats théoriques comparés aux mesures expérimentales, se trouvent en bon accord avec elles.

 

Mots clés : micro-ondes ; générateurs ; deux magnétrons ; nouvelle alimentation ; haute tension ; modélisation ; EMTP.

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