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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Installation comprenant un tube à décharges électriques, par exemple pour l'émission de lumière.
L'invention est relative à une installation compre- nant un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse des- tiné, par exemple, à l'émission de lumière et comportant une cathode à incandescence dont le courant de chauffage est four- ni par un transformateur. Une bobine de réactance est connec- tée en série avec ce tube à décharges qui est alimenté par la même source de courant que ledit transformateur. Cette source de courant peut être constituée, par exemple, par un réseau à courant alternatif 'de 220 V. Il arrive souvent que la tension d'un réseau à courant alternatif diffère de cette valeur nomi-
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nale et est, par exemple, de,2,00.,-de 240 ou de 260 V.
Pour approprier l'installation au raccordement à des réseaux de tensions différentes variant, par exemple, de 200 à 260 V, la bobine de réactance ainsi que l'enroulement primaire du trans- formateur fournissant le courant de chauffage pour la ou les électrodes à incandescence, peuvent être munies de prises de dérivation de sorte que pour une tension déterminée de la source de courant d'alimentation la bobine de réactance peut être réglée de telle façon que le courant traversant le tube à décharges acquière sa valeur normale, l'enroulement primaire dudit transformateur pouvant être ajusté en même temps de telle façon que le courant de chauffage ait l'intensité voulue.
Ce réglage de la bobine de réactance et du transformateur est souvent très difficile à opérer car ces deux organes peuvent se trouver en des endroits différents. Dans les installations destinées à l'éclairage des rues, le transformateur de chauf- fage est monté habituellement au voisinage du tube à déchar- ges, c'est-à-dire dans la garniture se trouvant à grande hau- teur au-dessus du sol tandis que la bobine de réactance peut être disposée dans la partie inférieure d'un poteau de ré- verbère ou dans une boîte de raccordement se trouvant à faible hauteur du sol.
La présente invention permet de réduire considérable- ment ces inconvénients. Dans l'installation suivant l'inven- tion, la bobine de réactance est réglable et à cet effet elle comporte des prises de dérivation, l'enroulement primaire du transformateur de chauffage étant raccordé à cette bobine de telle façon qu'une partie de cette dernière puisse être intercalée dans le circuit formé par cet enroulement primaire et la source de courant, la bobine de réactance pouvant fonc- tionner, par conséquent, aussi comme auto-transformateur.
La
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tension amenée à l'enroulement primaire du transformateur, est constituée dans ce cas par la somme de la tension de la source de courant d'alimentation et de la tension produite dans la partie de la bobine de réactance qui est intercalée dans le circuit formé par la source de courant et l'enroulement pri- maire du transformateur. Les conditions peuvent aisément être choisies de telle façon que pour des tensions différentes de la source de courant d'alimentation, c'est-à-dire pour des valeurs différentes de la partie de la bobine de réactance qui est connectée en série avec le tube à décharges (cette partie étant déterminée par l'intensité de courant normale voulue du tube à décharges) la tension appliquée à l'enroule- ment primaire du transformateur de chauffage soit constante ou à peu près constante.
En effet, la partie de la bobine de réactance qui est intercalée dans le circuit formé par la source de courant et l'enroulement primaire, peut être réglée de telle façon qu'on obtienne la tension voulue du transfor- mateur de chauffage. Si la tension de la source de courant d'alimentation correspond exactement à la tension pour la- quelle le transformateur de chauffage est calculé, cette partie de la bobine de réactance est réduite à zéro. Dans le réglage pour une tension déterminée de la source de courant, on n'a qu'à modifier les raccordements de la bobine de réac- tance tandis que le transformateur de chauffage peut demeurer complètement inchangé.
L'invention sera mieux comprise en se référant au dessin annexé sur lequel les figures 1 et 2 représentent, à titre d'exemple, le schéma des connexions de deux installations conformes à l'invention.
Le tube à décharges électriques 1 représenté sur les deux figures et destiné à l'émission de lumière, peut être, par
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exemple, un tube à vapeur de sodium. Ce tube qui donne au @ cours du fonctionnement une décharge de colonne positive, comporte deux électrodes à incandescence 2 et 3 reliées, res- pectivement, aux enroulements secondaires 4 et 5 d'un trans- formateur de chauffage 6 dont l'enroulement primaire est dé- signé par 7. L'une des extrémités de l'enroulement 7 est raccordée directement à l'électrode à incandescence 3 et à la borne 8 d'une source 9 de courant alternatif constituée, par exemple, par un secteur à courant alternatif à faible tension.
L'électrode à incandescence 2 est reliée à l'extré- mité 14 d'une bobine de réactance 10 montée en série avec le tube à décharges 1. Cette bobine de réactance comporte plu- sieurs prises de dérivation a, b, c, d, e, f, et g, dont deux sont reliées, respectivement, au moyen du conducteur 11 à la borne 12 de la source de courant 9 et au moyen du conducteur 13 à l'enroulement primaire 7 du transformateur.
En supposant qu'on veuille approprier l'installa- tion au raccordement à des réseaux à courant alternatif de 200 à 260 V et si la tension de la source de courant est de 260 V, on relie le conducteur 11 à une prise de dérivation telle de la bobine de réactance, par exemple au point d, que le courant parcourant le tube 1 ait son intensité normale. Le transformateur 6 peut être calculé de telle façon qu'on ob- tienne le courant de chauffage voulu si la tension amenée à l'enroulement primaire 7 est de 260 V. Dans le cas envisagé, dans lequel la tension de la source de courant est de 260 V, le conducteur 13 est alors également relié à la prise de dé- rivation d.
Si l'installation doit être alimentée par un réseau à tension plus faible, par exemple de 230 V, on réduit la partie de la bobine de réactance qui est en série avec le tube
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à décharges reprenne sa valeur normale. A cette fin, on rac- corde le conducteur 11 à une autre prise de dérivation, par exemple au point c. On relie le conducteur 13 à une prise de dérivation telle, par exemple au point e, que le total de la tension de la source de courant 9 et de la tension induite dans la partie de la bobine de réactance comprise entre les deux points de raccordement des conducteurs 11 et 13 à la bobine de réactance, soit de 260 V.
Pour toute tension de la source de courant 9, on peut ainsi choisir les raccordements à la bobine de réactance de telle façon que non seulement le courant parcourant le tube à décharges soit ramené à sa valeur normale, mais aussi qu'une tension de 260 V soit amenée à l'enroulement primaire 7. On obtient ainsi un dispositif universellement applicable, dans lequel le transformateur de chauffage peut demeurer complète- ment inchangé et dans lequel on n'a qu'à modifier les rac- cordements à la bobine de réactance.
Le transformateur de chauffage peut aussi être construit pour d'autres tensions. Il peut être recommandable de choisir la tension de ce transformateur au milieu des li- mites de tension pour lesquelles l'installation doit convenir.
Si ces limites sont, par exemple, 200 et 260 V, on peut choi- sir une tension du transformateur de 230 V..Si dans ce cas la tension de la source de courant est de 230 V, on relie les conducteurs 11 et 13 à la même prise de dérivations. Pour une tension moins élevée ou plus élevée de la source de courant on relie le conducteur 11 à une prise de dérivation respecti- vement moins ou plus distante de l'extrémité 14 de la bobine de réactance, et le conducteur 13 à une prise de dérivation res- pectivement plus ou moins éloignée de cette extrémité.
Dans beaucoup de cas il est admissible de relier le
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conducteur 13 en permanence à un point déterminé de la bobine de réactance. Par exemple, sur la figure 2 le conducteur 13 est connecté en permanence à l'extrémité 15 de la bobine de réactance. En supposant, par exemple, que dans ce cas les li- mites de tension de la source de courant sont de 200 et 260 V et que le transformateur 6 est construit pour une tension primaire de 260 V, on relie le conducteur 11 ainsi que le con- ducteur 13 pour une tension de la source de courant 9 de 260 V, à l'extrémité 15 de la bobine de réactance. Cette bobine est calculée de telle façon que le courant de décharge ait dans ce cas sa valeur normale.
Pour une tension de la source de courant 9 de 200 V, on relie le conducteur 11 à la prise de dérivation a la plus voisine de l'extrémité 14 de la bobine de réactance, ce point a étant choisi de telle façon que dans ce cas le courant de décharge ait également sa valeur normale.
La tension appliquée à l'enroulement primaire du transforma- teur 6, est alors légèrement inférieure à la tension normale du transformateur de 260 V.
Pour déterminer la tension appliquée à l'enroulement primaire 7 on peut se référer à l'exemple numérique simplifié suivant:
Pour une tension de service du tube à décharges de 80 V et pour une tension de réseau de 260 V, la tension absor- bée par la bobine de réactance (tension déphasée de 90 par rapport à la tension de service) doit être de #2602 - 802= 247 V. Pour une tension de réseau de 200 V, la partie de la bobine de réactance qui est connectée en série avec le tube, doit absorber ' 2002 - 802 = 183 V. A cet effet, le nombre des spires situées entre l'extrémité 14 et le point a de la bobine de réactance, doit être de #183/247 fois le nonbre des
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spires comprises entre l'extrémité 14 et l'extrémité 15 de la bobine de réactance.
La différence de potentiel existant entre ces extrémités de la bobine de réactance, est dans ce cas de 183 #247/183 = #247 x 183 V, la tension appliquée à l'enroule- ment primaire 7 ayant une valeur de #247 x 183 + 802 = 227 V.
Cette tension est amenée au transformateur lorsque le tube à dé charges fonctionne. Pour des limites de tension de la source de courant 9 de 200 et 260 V, une tension de 227 à 260 V est amenée, par conséquent, au cours du fonctionnement normal à l'enroulement primaire 7 du transformateur.
D'une manière analogue on peut trouver que, lorsque le transformateur de chauffage est calculé pour 230 V, la ten- sion appliquée lors du fonctionnement normal varie entre 214 et 244 Volts. Dans beaucoup de cas ces vairations de la tension du transformateur sont satisfaisantes et on obtient l'avan- tage de n'avoir à modifier que le raccordement du conducteur 11 à la bobine de réactance.
Comme la figure 8 le montre, le transformateur de chauffage comporte un enroulement distinct 16 dont l'une des extrémités est reliée à l'enroulement 7 tandis que l'autre extrémité est raccordée, éventuellement à travers une résis- tance élevée, à une électrode auxiliaire 17 se trouvant sur la paroi extérieure du tube. L'enroulement 16 ainsi que l'é- lectrode auxiliaire 17 facilitent l'amorçage de la décharge.
L'installation conforme à l'invention est applica- ble non seulement dans le cas où elle doit convenir pour des tensions différentes de la source d'alimentation, mais aussi si elle doit être raccordée à des sources de courant alterna- tif différentes à fréquences différentes.
Dans la présente description et dans le résumé, le terme "atmosphère gazeuse", comprend non seulement une atmos-
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phère constituée par du gaz mais aussi une atmosphère de va- peur ou d'un mélange de gaz et de vapeur.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Installation comprising an electric discharge tube, for example for the emission of light.
The invention relates to an installation comprising an electric discharge tube in a gaseous atmosphere intended, for example, for the emission of light and comprising an incandescent cathode, the heating current of which is supplied by a transformer. . A reactance coil is connected in series with this discharge tube which is supplied by the same current source as said transformer. This current source can be constituted, for example, by a 220 V AC network. It often happens that the voltage of an AC network differs from this nominal value.
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final and is, for example, 2.00., - 240 or 260 V.
To suit the installation for connection to networks of different voltages varying, for example, from 200 to 260 V, the reactance coil as well as the primary winding of the transformer supplying the heating current for the incandescent electrode (s) , can be provided with tap-offs so that for a given voltage of the supply current source the reactance coil can be adjusted so that the current passing through the discharge tube acquires its normal value, the primary winding said transformer being able to be adjusted at the same time so that the heating current has the desired intensity.
This adjustment of the reactance coil and of the transformer is often very difficult to operate because these two components can be found in different places. In installations intended for street lighting, the heating transformer is usually mounted near the discharge tube, that is to say in the fitting located at a high height above the pipe. ground while the reactance coil can be placed in the lower part of a street lamp post or in a junction box located low from the ground.
The present invention enables these drawbacks to be considerably reduced. In the installation according to the invention, the reactance coil is adjustable and for this purpose it comprises bypass taps, the primary winding of the heating transformer being connected to this coil in such a way that part of this coil. The latter can be interposed in the circuit formed by this primary winding and the current source, the reactance coil being able to function, consequently, also as an auto-transformer.
The
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voltage supplied to the primary winding of the transformer, in this case is constituted by the sum of the voltage of the supply current source and of the voltage produced in the part of the reactance coil which is interposed in the circuit formed by the current source and the primary winding of the transformer. The conditions can easily be chosen such that for different voltages of the supply current source, that is to say for different values of the part of the reactance coil which is connected in series with the tube At discharges (this part being determined by the desired normal current of the discharge tube) the voltage applied to the primary winding of the heating transformer is constant or nearly constant.
In fact, the part of the reactance coil which is interposed in the circuit formed by the current source and the primary winding, can be adjusted in such a way that the desired voltage of the heating transformer is obtained. If the voltage of the supply current source exactly matches the voltage for which the heating transformer is calculated, this part of the reactance coil is reduced to zero. In the adjustment for a given voltage of the current source, one only has to modify the connections of the reactance coil while the heating transformer can remain completely unchanged.
The invention will be better understood by referring to the appended drawing in which Figures 1 and 2 show, by way of example, the connection diagram of two installations in accordance with the invention.
The electric discharge tube 1 shown in the two figures and intended for the emission of light, can be, by
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example, a sodium vapor tube. This tube, which gives during operation a positive column discharge, comprises two incandescent electrodes 2 and 3 connected, respectively, to the secondary windings 4 and 5 of a heating transformer 6, the primary winding of which is denoted by 7. One end of the winding 7 is connected directly to the incandescent electrode 3 and to the terminal 8 of an alternating current source 9 constituted, for example, by an alternating current mains at low voltage.
The incandescent electrode 2 is connected to the end 14 of a reactance coil 10 mounted in series with the discharge tube 1. This reactance coil has several bypass taps a, b, c, d , e, f, and g, two of which are connected, respectively, by means of the conductor 11 to the terminal 12 of the current source 9 and by means of the conductor 13 to the primary winding 7 of the transformer.
Assuming that we want to suit the installation for connection to AC networks of 200 to 260 V and if the voltage of the current source is 260 V, we connect conductor 11 to a tap-off such as of the reactance coil, for example at point d, that the current flowing through tube 1 has its normal intensity. The transformer 6 can be calculated in such a way that the desired heating current is obtained if the voltage supplied to the primary winding 7 is 260 V. In the case considered, in which the voltage of the current source is of 260 V, the conductor 13 is then also connected to the bypass socket d.
If the installation has to be supplied by a lower voltage network, for example 230 V, the part of the reactance coil which is in series with the tube is reduced.
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discharge returns to its normal value. To this end, the conductor 11 is connected to another branch socket, for example at point c. The conductor 13 is connected to a tap-off such, for example at point e, that the total of the voltage of the current source 9 and the voltage induced in the part of the reactance coil between the two connection points conductors 11 and 13 to the reactance coil, i.e. 260 V.
For any voltage of the current source 9, it is thus possible to choose the connections to the reactance coil in such a way that not only the current flowing through the discharge tube is brought back to its normal value, but also a voltage of 260 V is brought to the primary winding 7. There is thus obtained a universally applicable device, in which the heating transformer can remain completely unchanged and in which one only has to modify the connections to the reactance coil.
The heating transformer can also be built for other voltages. It may be advisable to choose the voltage of this transformer in the middle of the voltage limits for which the installation must be suitable.
If these limits are, for example, 200 and 260 V, you can choose a transformer voltage of 230 V. If in this case the voltage of the current source is 230 V, connect conductors 11 and 13 at the same tap of taps. For a lower or higher voltage of the current source, the conductor 11 is connected to a bypass socket respectively less or more distant from the end 14 of the reactance coil, and the conductor 13 to a bypass socket respectively more or less distant from this end.
In many cases it is permissible to connect the
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conductor 13 permanently at a determined point of the reactance coil. For example, in Figure 2 the conductor 13 is permanently connected to the end 15 of the reactance coil. Assuming, for example, that in this case the voltage limits of the current source are 200 and 260 V and that the transformer 6 is constructed for a primary voltage of 260 V, the conductor 11 is connected as well as the conductor 13 for a voltage of the current source 9 of 260 V, at the end 15 of the reactance coil. This coil is calculated in such a way that the discharge current has in this case its normal value.
For a voltage of the current source 9 of 200 V, the conductor 11 is connected to the bypass tap closest to the end 14 of the reactance coil, this point a being chosen such that in this case the discharge current also has its normal value.
The voltage applied to the primary winding of transformer 6 is then slightly lower than the normal voltage of the transformer of 260 V.
To determine the voltage applied to primary winding 7, reference can be made to the following simplified numerical example:
For an operating voltage of the discharge tube of 80 V and for a mains voltage of 260 V, the voltage absorbed by the reactance coil (voltage out of phase by 90 in relation to the operating voltage) must be # 2602 - 802 = 247 V. For a mains voltage of 200 V, the part of the reactance coil which is connected in series with the tube, must absorb '2002 - 802 = 183 V. For this purpose, the number of turns located between end 14 and point a of the reactance coil, must be # 183/247 times the number of
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turns between the end 14 and the end 15 of the reactance coil.
The potential difference existing between these ends of the reactance coil is in this case 183 # 247/183 = # 247 x 183 V, the voltage applied to the primary winding 7 having a value of # 247 x 183 + 802 = 227 V.
This voltage is supplied to the transformer when the discharge tube is operating. For voltage limits of the current source 9 of 200 and 260 V, a voltage of 227 to 260 V is therefore supplied during normal operation to the primary winding 7 of the transformer.
In an analogous way it can be found that when the heating transformer is calculated for 230 V, the voltage applied during normal operation varies between 214 and 244 Volts. In many cases these variations in the voltage of the transformer are satisfactory and the advantage is obtained of having to modify only the connection of the conductor 11 to the reactance coil.
As figure 8 shows, the heating transformer has a separate winding 16, one end of which is connected to winding 7 while the other end is connected, possibly through a high resistance, to an electrode. auxiliary 17 located on the outer wall of the tube. The winding 16 as well as the auxiliary electrode 17 facilitate the initiation of the discharge.
The installation according to the invention is applicable not only if it has to be suitable for different voltages of the power source, but also if it has to be connected to different alternating current sources at different frequencies. different.
In the present description and in the summary, the term "gaseous atmosphere" includes not only an atmosphere.
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a sphere made up of gas but also an atmosphere of vapor or a mixture of gas and vapor.