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"CONTROLE DtUN APPAREIL A DECHARGE ELECTRIQUE UTILISANT UNE
TENSION UNIDIRECTIONNELLE CROISSANTE ET UNE LAMPE A NEON."
On sait que la polarisation la plus intéressante à ap - pliquer aux corps de commande d'un appareil à décharge électrique et permettant le plus grand nombre d'applications consiste à don- ner à ceux-ci pendant la majeure partie de la période une tension négative par rapport à la cathode et pendant un temps très court, une tension positive, au moment choisi pour provoquer l'allumage des anodes correspondantes.
La présente invention réalise cette polarisation au moyen d'une tension continue négative produite par des redresseurs de courant et en particulier des redresseurs à oxyde, interrompue périodiquement par des pointes de tension positives produites
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par le courant traversant une lampe au. néon ou tout dispositif ayant les mêmes propriétés.
L'allumage de la lampe au néon peut être commandé par la tension aux bornes d'un condensateur dont la charge est réa- lisée au moyen d'une tension composée d'une tension continue ré- glable et d'une tension continue de grandeur fixe, interrompue périodiquement.
La lampe au néon peut aussi être commandée par la ten- sion aux bornes de deux résistances placées en série. Dans l'une d'elles, réglable à volonté, circule un courant qui en première approximation peut être supposé continu, tandis que dans la se. conde, passe un courant unidirectionnel interrompu périodique - ment et dont la forme a été modifiée, dans le but désiré, en tra- versant une self de faible résistance.
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui 1'accompagnent.
La figure 1 représente schématiquement un dispositif , réalisé suivant l'invention et comportant un condensateur.
Un transformateur 1 alimente trois groupes de deux , redresseurs à oxyde ou trois redresseurs bi-anodiques 2. Chacun d'eux débite sur une des résistances 3 dont une des extrémités est commune. Le point de jonction de celles-ci est relié en A à une résistance 5 qui est donc parcourue, ainsi qu'une self d'é- galisation 4, par le courant total débité par les trois groupes de redresseurs. Le point D de la résistance 5 est conne cté à la cathode 12 de l'appareil à décharge électrique, tandis que l'ex- trémité B qui, lorsque les redresseurs 2 débitent, est à un po - tentiel négatif par rapport à la cathode 12, est reliée au corps de commande 8 par l'intermédiaire d'une résistance 7 et du secon- daire d'un transformateur auxiliaire 6.
Le primaire de celui-ci est relié d'une part au point de liaison d'une armature d'un con- densateur 10 et d'un contact C se déplaçant sur la résistance 5, et d'autre part à une électrode de la lampe au néon ii dont l'au- tre électrode est reliée en K à l'autre armature du condensateur 10
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et à une résistance 9. Celle-ci est également connectée en H à la cathode d'un groupe de redresseurs 2. Les éléments et les con- nexions constituant le circuit représenté en traits gras se repro- duisent autant de fois qu'il y a de corps de commande 8.
D'âpres ce qui précède, le corps de commande 8 est por - té à un potentiel négatif par rapport à la cathode 12 par l'inter- médiaire du secondaire du transformateur 6 et de la résistance 7.
Lorsque le courant traverse la phase II, aucun courant ne traverse la résistance 3 correspondant au circuit tracé en traits gras. La tension qui est alors appliquée au condensateur 10 est égale à la différence de potentiel créée par le passage du courant dans la résistance 5 entre le point de jonction A des résistances 3 et le contact mobile C. Lorsque le courant commute de la phase II à la phase III, il va se produire, en particulier, une brusque différen- ce de potentiel aux bornes de la résistance 3 intéressant le cir - cuit tracé en traits gras. Le condensateur 10 est alors chargé par la somme des deux tensions créées dans H A et A C.
Les éléments du circuit,3, 9, 10 sont déterminés de manière à ce que lorsque le curseur C se trouve en A la charge du condensateur 10 ne soit terminée qutau moment où la phase I cesse de débiter ou un peu après cet instant, car ainsi qu'on le voit la résistance 3 consi- dérée est parcourue par une partie des courants débités par les phases III etI. La figure 2 représente en fonction du temps, en 13, la tension aux bornes de la résistance 3. La tension aux bor- nes du condensateur 10 est représentée par la ligne 14. On a pro- longé cette courbe en pointillé pour indiquer l'allure de courbe de charge complète du condensateur. Le condensateur sera toujours complètement chargé au temps L, fig. 2.
Lorsque la courbe de ten- sion aux bornes de C K., fige 1, coupera l'horizontale 16 repré- sentant la tension d'allumage de la lampe au néon 11 celle-ci laissera passer le courant de décharge du condensateur 10. Pour la courbe 14, c'est-à-dire lorsque C est en A, le point d'allumage est situé en M. A ce moment un courant de décharge traversera le primaire du transformateur 6 créant au secondaire une différence
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de potentiel instantanée qui donnera au corps de commande 8 une impulsion positive par rapport à la cathode 12, provoquant l' 'allumage de l'anode correspondante.
Lorsque C se déplace sur la résistance 5 et se pose en B,la tension appliquée en H B au cir- cuit sera beaucoup plus élevée ; variation de tension aux bor- nes du condensateur 10 aura la forme représentée par la courbe 15 et la tension d'allumage 16 de la lampe 11 sera atteinte beaucoup , plus rapidement. La décharge de 10 pourra avoir lieu en N au point d'intersection de 15 et 16 et, par conséquent, l'allumage de l'a- node correspondant au corps de commande 8 pourra aussi être avan- cé. Il y a lieu de remarquer que l'on peut par ce procédé, dépla- cer le point d'allumage de l'anode dans de très grandes limites, étant donné que la résistance 3 est parcourue par les courants débités dans deux phases successives du transformateur 1.
De plus, la commutation dans les redresseurs de courant 2, c'est-à-dire le début de la courbe 13, se faisant avec précision toujours au même instant, et fixant le début de la charge du condensateur, une très grande stabilité du réglage sera assurée.
Le dispositif décrit ci-dessus se rapporte à un appareil à décharge électrique triphasé, mais il est aisé de l'appliquer à tout appareil polyphasé quelconque. Si on désire par.exemple garder la même étendue du réglage pour un redresseur hexaphasé, on utilisera un transformateur comportant deux secondaires étoi- les triphasés en opposition ainsi que le montre la fig. 3. Sur cette figure, les mêmes chiffres désignent les mêmes éléments que sur la figure 1. Le réglage pourra également se faire dans ce cas par déplacement des curseurs C sur des résistances 5.
Ainsi qu'on peut le voir, ces dernières peuvent être remplacées par une résistance unique.
La figure 4 représente schématiquement un autre dispo. sitif réalisé suivant l'invention,comportant des résistances.
Les figures 5 et 6 sont des diagrammes explicatifs du fonctionnement de ce dispositif.
Le transformateur 1, fig. 4, alimente les éléments re- dresseurs 2 groupés deux à deux ou des redresseurs bi-anodiques.
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Chacun de ceux-ci débite en parallèle sur une résistance 3 et sur une self à faible résistance 19, placée en série avec une résistance 20. Les redresseurs Z débitent ensemble sur la résis- tance 5' et la self d'égalisation 4. Le point D' de la résistan- ce 5'est relié directement à la cathode 12 de l'appareil à dé - charge principal, tandis que l'extrémité F est connectée par l' intermédiaire du secondaire du transformateur 6 et de la résis- tance 7 au corps de commande 8. Ce dernier est, par conséquent, porté à un potentiel négatif vis-à-vis de la cathode 12.
,
Une des extrémités du primaire du transformateur 6 est branchée par l'intermédiaire de la lampe à néon 11 ou de tout autre dispositif ayant les mêmes propriétés, au point commun G de la self 19 et de la résistance 20, tandis que l'autre extré- mité est reliée au contact mobile ou curseur C' de la résistan- ce 5'.
Dans ce qui suit, on étudiera en particulier, les phé- nomènes se produisant dans la branche correspondant à la résis - tance 3 pour laquelle le circuit complet du corps de ammmande 8 a été représenté. Les éléments et connexions tracés en traits forts se reproduisent autant de fois qu'il y a de corps de com- mande 8.
Lorsque la phase II débite, aucun courant ne traverse la branche considérée. La tension qui est alors appliquée à la lampe à néon 11, est égale à la différence de potentiel créée par le passage du courant débité par la phase II dans la résis- tance 5' entre les points E et C'.
Pendant le débit des phases I et III, une partie des courants traversant celles-ci parcourt la self 19 et les résis- tances 3 et 20. La différence de potentiel aux bornes de la ré- sistance 20 dépend du courant passant dans la self 19. On choi- sira celle-ci de manière à obtenir un courant d'établissement croissant linéairement pour des durées de l'ordre de celle d'une période.
La figure 5 représente l'allure de ce dernier en fono-
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tion du temps, en supposant que la lampe il ne s'allume pas. La tension aux bornes de G C' aura donc la forme représentée en trait plein sur la figure 6. Elle résulte de la somme de la ten- sion créée dans la résistance 5' entre les points E et C' et de la tension engendrée dans la résistance 20. On a représenté sur cette figure, par une horizontale en trait mixtes, la tension d'allumage de la lampe 11. Lorsque la tension aux bornes de G C; coupe cette horizontale, la lampe s'allume et un courant dérivé traverse le primaire du transformateur 6, créant aux bornes du secondaire, une différence de potentiel instantanée qui est appli- quée par l'intermédiaire de la résistance 7 au corps de commande 8.
Celui-ci est ainsi porté à un potentiel positif par rapport à la cathode 12, ce qui permet à l'anode correspondante de dé - ,. biter.
Si on désire déplacer dans le temps l'instant d;'allu- mage de celle-ci, il suffit de décaler le moment où la'tension aux bornes de G C' atteint la tension d'allumage de la lampe à néon il. Ceci peut se faire aisément en déplaçant le curseur C' sur la résistance 5'. La ligne en trait plein et celle en poin- tillés, représentent les courbes de tension pour les positions extrêmes du curseur Ct. Lorsque celui-ci est en F (fig. 4) le point correspondant à l'allumage de l'anode se trouve en M' (fig.
6). Ce dernier se déplace en N' lorsqu'on fait glisser le curseur 0'en E.
Il y a lieu de remarquer que le dispositif décrit en regard des fig. 4 à 6 utilise également une partie du courant débité par deux phases consécutives d'un transformateur triphasé et que le déplacement du point d'allumage peut se faire dans de très grandes limites.
De même ce dispositif se rapporte à un appareil à dé- charge électrique triphasé màis l'invention s'appliquera aisé - ment à tout appareil à décharge polyphasé quelconque.
Il est bien entendu que toute variante apportée aux dispositifs décrits ci-dessus à titre d'exemple et n'en modi -
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fiant pas le principe, ne sort pas du cadre de la présente in- vention; on peut par exemple supprimer la résistance 3 ou rem- placer la lampe au néon 11 par tout dispositif ayant les mêmes propriétés, par exemple, un éclateur dont une électrode contient un sel de radium produisant une ionisation préalable d'où il ré- sulte une tension d'éclatement bien déterminée et sans retard.
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"CHECKING AN ELECTRICAL DISCHARGE DEVICE USING A
INCREASING UNIDIRECTIONAL TENSION AND A NEON LAMP. "
We know that the most advantageous polarization to apply to the control bodies of an electric discharge device and allowing the greatest number of applications consists in giving them during the major part of the period a voltage. negative with respect to the cathode and for a very short time, a positive voltage, at the moment chosen to cause the ignition of the corresponding anodes.
The present invention achieves this bias by means of a negative direct voltage produced by current rectifiers and in particular oxide rectifiers, periodically interrupted by positive voltage spikes produced.
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by the current flowing through a lamp. neon or any device with the same properties.
The lighting of the neon lamp can be controlled by the voltage at the terminals of a capacitor, the charge of which is carried out by means of a voltage made up of an adjustable direct voltage and a direct voltage of magnitude fixed, interrupted periodically.
The neon lamp can also be controlled by the voltage across two resistors placed in series. In one of them, adjustable at will, a current circulates which at first approximation can be assumed to be continuous, while in the se. conde, passes a unidirectional current interrupted periodically and whose shape has been modified, for the desired purpose, through a low resistance choke.
The invention will be better understood by reference to the following description and the accompanying drawings.
FIG. 1 diagrammatically represents a device produced according to the invention and comprising a capacitor.
A transformer 1 supplies three groups of two, oxide rectifiers or three bi-anode rectifiers 2. Each of them outputs to one of the resistors 3, one end of which is common. The junction point of these is connected at A to a resistor 5 which is therefore traversed, as well as an equalization choke 4, by the total current delivered by the three groups of rectifiers. Point D of resistor 5 is connected to cathode 12 of the electric discharge apparatus, while end B which, when rectifiers 2 are discharging, is at a negative potential with respect to the cathode. 12, is connected to the control body 8 via a resistor 7 and the secondary of an auxiliary transformer 6.
The primary of the latter is connected on the one hand to the connection point of an armature of a capacitor 10 and a contact C moving on the resistor 5, and on the other hand to an electrode of the neon lamp ii whose other electrode is connected in K to the other armature of the capacitor 10
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and to a resistor 9. This is also connected in H to the cathode of a group of rectifiers 2. The elements and connections constituting the circuit shown in bold lines are repeated as many times as there are. a control body 8.
According to the above, the control body 8 is brought to a negative potential with respect to the cathode 12 via the secondary of the transformer 6 and the resistor 7.
When the current passes through phase II, no current passes through resistor 3 corresponding to the circuit drawn in bold lines. The voltage which is then applied to the capacitor 10 is equal to the potential difference created by the passage of the current in the resistor 5 between the junction point A of the resistors 3 and the moving contact C. When the current switches from phase II to In phase III, a sudden potential difference will occur at the terminals of resistor 3, affecting the circuit drawn in bold lines. The capacitor 10 is then charged by the sum of the two voltages created in H A and A C.
The elements of the circuit, 3, 9, 10 are determined so that when the cursor C is at A the charging of the capacitor 10 is not terminated until the moment when the phase I ceases to charge or a little after this moment, because as can be seen, the resistance 3 in question is traversed by a part of the currents delivered by phases III and I. FIG. 2 represents as a function of time, at 13, the voltage at the terminals of resistor 3. The voltage at the terminals of capacitor 10 is represented by line 14. This dotted curve has been extended to indicate the full charge curve of the capacitor. The capacitor will always be fully charged at time L, fig. 2.
When the voltage curve at the terminals of C K., freeze 1, will cut the horizontal 16 representing the ignition voltage of the neon lamp 11, this one will let the discharge current of the capacitor 10 pass. curve 14, i.e. when C is at A, the ignition point is located at M. At this moment a discharge current will flow through the primary of transformer 6 creating a difference to the secondary
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instantaneous potential which will give the control body 8 a positive pulse with respect to the cathode 12, causing the ignition of the corresponding anode.
When C moves on resistor 5 and lands at B, the voltage applied at H B to the circuit will be much higher; The voltage variation at the terminals of the capacitor 10 will take the form shown by the curve 15 and the ignition voltage 16 of the lamp 11 will be reached much, more quickly. The discharge of 10 can take place in N at the point of intersection of 15 and 16 and, consequently, the ignition of the node corresponding to the control body 8 can also be advanced. It should be noted that by this process it is possible to move the ignition point of the anode within very large limits, given that resistor 3 is traversed by the currents delivered in two successive phases of the anode. transformer 1.
In addition, the switching in the current rectifiers 2, that is to say the start of curve 13, always taking place with precision always at the same instant, and fixing the start of the capacitor charge, a very great stability of the adjustment will be ensured.
The device described above relates to a three-phase electric discharge device, but it is easy to apply it to any polyphase device. If one wishes for example to keep the same range of adjustment for a six-phase rectifier, one will use a transformer comprising two secondary three-phase stars in opposition as shown in fig. 3. In this figure, the same numbers designate the same elements as in figure 1. The adjustment can also be done in this case by moving the cursors C on resistors 5.
As can be seen, these can be replaced by a single resistance.
FIG. 4 schematically represents another dispo. sitif produced according to the invention, comprising resistors.
Figures 5 and 6 are explanatory diagrams of the operation of this device.
The transformer 1, fig. 4, feeds the rectifier elements 2 grouped in pairs or bi-anode rectifiers.
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Each of these delivers in parallel on a resistor 3 and on a low resistance choke 19, placed in series with a resistor 20. The rectifiers Z deliver together on the resistor 5 'and the equalization choke 4. The point D 'of resistor 5 ′ is connected directly to cathode 12 of the main discharge device, while end F is connected through the secondary of transformer 6 and resistor 7 to the control body 8. The latter is, therefore, brought to a negative potential vis-à-vis the cathode 12.
,
One end of the primary of transformer 6 is connected by means of neon lamp 11 or any other device having the same properties, to the common point G of choke 19 and resistor 20, while the other end - mity is connected to the moving contact or cursor C 'of the resistor 5'.
In what follows, we will study in particular the phenomena occurring in the branch corresponding to resistor 3 for which the complete circuit of control body 8 has been represented. The elements and connections drawn in strong lines are reproduced as many times as there are control units 8.
When phase II delivers, no current passes through the branch considered. The voltage which is then applied to the neon lamp 11 is equal to the potential difference created by the passage of the current delivered by phase II in resistor 5 'between points E and C'.
During the flow of phases I and III, part of the currents flowing through them flow through choke 19 and resistors 3 and 20. The potential difference across resistor 20 depends on the current flowing through choke 19. This will be chosen so as to obtain a linearly increasing build-up current for durations of the order of that of one period.
Figure 5 shows the shape of the latter in fono-
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tion of time, assuming the lamp it does not light up. The voltage at the terminals of GC 'will therefore have the form shown in solid lines in FIG. 6. It results from the sum of the voltage created in resistance 5' between points E and C 'and the voltage generated in resistor 20. There is shown in this figure, by a horizontal in phantom, the ignition voltage of the lamp 11. When the voltage across GC; crosses this horizontal, the lamp lights up and a derivative current flows through the primary of the transformer 6, creating at the terminals of the secondary an instantaneous potential difference which is applied through the resistor 7 to the control body 8.
The latter is thus brought to a positive potential with respect to the cathode 12, which allows the corresponding anode to de -,. biter.
If it is desired to move the moment of ignition of the latter in time, it suffices to shift the moment when the voltage at the terminals of G C 'reaches the ignition voltage of the neon lamp 11. This can be done easily by moving the cursor C 'on the resistance 5'. The solid line and the dotted line represent the voltage curves for the extreme positions of the cursor Ct. When this is at F (fig. 4) the point corresponding to the ignition of the anode is at M '(fig.
6). The latter moves to N 'when the cursor 0' is dragged to E.
It should be noted that the device described with reference to FIGS. 4 to 6 also uses part of the current drawn by two consecutive phases of a three-phase transformer and that the displacement of the ignition point can be done within very large limits.
Likewise, this device relates to a three-phase electrical discharge device, but the invention will easily apply to any polyphase discharge device of any kind.
It is understood that any variant made to the devices described above by way of example and not modi -
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not relying on the principle, does not go beyond the scope of the present invention; one can for example eliminate the resistor 3 or replace the neon lamp 11 by any device having the same properties, for example, a spark gap of which an electrode contains a radium salt producing a prior ionization from which it results a well-determined burst voltage without delay.