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Perfectionnements aux montages des tubes à décharge.
Jusqu'au ces dernières années les tubes à décharge fonctionnaient sous des tensions élevées, de l'ordre du millier de volts. L'apparition d'électrodes spéciales à grand pouvoir émissif, en abaissant la chute de tension cathodique à quelques volts a permis la construction de tubes à décharge fonctionnant en régime sous les tensions usuelles des réseaux de distribution basse tension. Toutefois l'allumage reste encore un problème, en particulier pour les plus basses d'en- tre elles.
D'autre part, pour un tube à décharge de caractéris- tiques données, le facteur de puissance ( cosinus est d'au- tant moins bon que la tension du réseau d'alimentation est plus élevée, d'où pénalisation pour mauvais facteur de puis- sance dans la tarification de l'énergie consommée.
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Enfin certains de ces tubes de grand rendement lumineux présentent encore l'inconvénient de rayonner une lumière de composition spectrale quelque peu différente de celle de la lumière solaire, ce qui est particulièrement gênant pour l'appréciation exacte des couleurs. la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'apporter des perfectionnements heureux aux montages électriques des tubes à décharge permettant en outre leur allumage simultané ou séparé aux plus basses tensions des réseaux de distribution.
Dans ce but, le montage électrique des tubes à décharge qui présente une réactance de stabilisation com- porte suivant l'invention un inverseur automatique qui est commandé par le passage du courant de décharge dans le tube et qui,, pour l'allumage, branche une réactance additionnelle aux bornes du tube.
L'inverseur automatique à action différée ou non est établie de manière à mettre la réactance addi- tionnelle en série avec la réactance habituelle de stabilisa- tion et à créer ainsi une surtension aux bornes du tube,. qui provoque l'allumage de celui-ci; Dans la réalisation pratique de l'invention et en vue de relever le facteur de puissance, l'inverseur automatique est monté de telle sorte qu'après l'allumage il connecte la réactance additionnelle de manière à former un circuit dérivé absorbant un courant réactif de sens favorable au relèvement facteur de puissance.
Dans ce cas l'inverseur automatique est normalement sous la tension d'un ressort qui lui permet d'occuper après l'allumage une position qui met automatiquement cette réactance additionnelle en dérivation sur l'ensemble du circuit constitué par le tube à décharge et la réactance ha- bituelle de stabilisation.
Lorsqu'il n'est fait usage pour le tube que d'une fraction de la tension d'alimentation et que plusieurs tubes à décharge sont mis en série, un certain nombre de ceux-ci sont shuntés par des résistances de valeur convenable Au
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moment de 1'allumage, toute la tension disponible est appliquée à ces tubes produisant leur allumage et réduisant la chute de tension à leurs bornes à une valeur faible.
La réactance additionnelle est constituée indifféremment par une selfinductance ou une capacité.
.Lorsque le relèvement du facteur de puissance a lieu à l'aide d'une réactance shunt, la réactance du circuit compensateur est utilisée comme dispositif de stabilisation de tubes auxiliaires destinés à corriger le spectre de la lumière émise par les tubes principaux en vue de réaliser une composition voisine de celle de la lumière.
Afin de bien faire comprendre l'invention on en donnera ci-après quelques exemples de réalisation.
La figure 1 représente le montage pour l'allumage d'un tube à décharge présentant une réactance de stabilisation et une réactance additionnelle constituée par une capacité.
La figure 2.montre un schéma analogue dans lequel la réactance additionnelle est constituée par une selfinductance.
La figure 5 représente une variante du montage représenté figure 1 comportant notamment un relais thermique de temporisation dans le circuit d'allumage.
La figure 4 indique un mond de montage dans lequel la réactance additionnelle constituée par une capacité est branchée de manière à coopérer au relèvement du facteur de puissance.
La figure 5 est une variante du montage représenté figure 4 comportant un relais indépendant temporisé pour le circuit d'allumage.
La figure 6 montre un autre mode de montage dans lequel l'inverseur automatique est commandé par un relais thermique servant en même temps à la temporisation.
La figure ?7 représente un schéma de montage dans le cas d'emploi de plusieurs tubes à décharge.
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La figure 8 indique un schéma dans le cas d'emploi d'un grand nombre de tubes de faible tension de régime, montrant la combinaison du système d'allumage représenté fi- gure 7 et du montage servant au relèvement du facteur de puissance.
La figure 9 est un schéma de montage de deux tubes à décharge dont l'un est stabilisé par une self inductance et l'autre par une capacité..
La figure 10 représente le montage de deux tubes branchés de manière à obtenir une correction chromatique tout en permettant le relèvement du fauteur de puissance de 1'installation..
Les figures 1, 2 et 3 sont relatives à des montages pour réaliser l'allumage des tubes.
Comme le montre la figure 1 un tube à décharge 1 est branché entre les lignes 2 et 3 d'un circuit et comporte un système de stabilisation constitué par une self-inductance 4.
Conformément à l'invention une réactance additionnelle constituée par exemple par une capacité 5 est branchée aux bornes du tube par l'intermédiaire d'un inverseur automatique 6 commandé par le passage du courant de décharge dans le tube 1 et monté de manière à mettre la réactance additionnelle 5 en série avec la réactance de stabilisation 4 pour créer une surtension aux bornes du tube 1 et à retirer ensuite cette réactance additionnelle 5 du circuit lorsque le tube à décharge est allumée
Cet inverseur automatique est, dans le cas de la figure 1 commandé par le flux de fuite de la bobine de selfinduction 4 utilisée comme réactance de stabilisation,
Cet inverseur est constitué par exemple par une armature magnétique placée sur le trajet de lignes de force du flux de fuite de l'entrefer 8 de la self-inductance 4 ou éventuellement en tout autre endroit où ce flux est suffisamment intense.
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Suivant le schéma représenté figure 2 la réactance de stabilisation est constituée par une capacité 9 tandis que la réactance additionnelle introduite dans le circuit est réalisée par une self-inductance 10. un relais II est introduit dans le circuit de stabilisation du tube 1,
L'inverseur automatique 6 est placé sous l'in- fluence du flux de fuite du relais magnétique 11.
Dans le montage suivant la figure 3 qui comporte une réactance de stabilisation constituée par une self- inductance 4 et une réactance additionnelle constituée par une capacité 5, un relais thermique 12 est branché sur le circuit de stabilisation à la sortie du tube à décharge 1.
Cette réactance additionnelle peut être maintenue dans le circuit après l'allumage. Lorsqu'elle est branchée aux bornes 2-3 du réseau d'alimentation elle a pour effet d'augmenter dans des proportions appréciables le facteur de puissance de l'installation.
Suivant le schéma représenté figure 4 l'inverseur automatique peut être établi de telle sorte que la capacité 5 formant la réactance additionnelle, soit pour l'allumage et par l'intermédiaire d'un inverseur automatique 6, mis en série a,vec la réactance de stabilisation 4 par un contact 12, après quoi lorsque le tube à décharge est allumé cet inverseur 6 change de position sous 1'influence du flux sortant de la bobine de la réactance 4 et se dirige vers un contact 13 qui branche la réactance additionnelle 5 aux bornes 2-3 du réseau d'alimentât ion.-
Comme le montre la figure 5 on peut employer également un relais indépendant 14 qui exerce son action sur l'inverseur 6 et également un dispositif de temporisation représenté schématiquement en 15 qui exerce son influence sur l'inverseur automatique.
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ûn peut également employer comme représenté figure 6 un relais thermique 16 fournissant la temporisation nécessaire grâce à son inertie thermique.
Il est évident que dans ces figures les self-inductances et les capacités pourraient être interverties.
Lorsqu'on désire réaliser un moatage permettant également le relèvement au facteur de puissance, l'inverseur automatique est avantageusement placé sous l'action d'un ressort qui lui fait occuper la position par laquelle il met la réactance additionnelle en série avec la réactance de stabilisation. Lorsque le tube est allumé l'inverseur automatique sous l'action du courant dans le tube à décharge 1 branche la réactance additionnelle dans un circuit dérivé aux bornes 2-3 du réseau de distribution.
L'inverseur automatique peuz également être constitué par une lame bi-métallique de fonctionnement bien connu dont le circuit de chauffage est parcouru par le courant de décharge du tube, cette lame actionnant soit directement, soit indirectement, par l'intermédiaire d'un dispositif a rupture brusque, l'inversion au circuit électrique.
Lorsqu'il est fait usage de tubes en série et que la tension de marche en régime d'un tube est une fraction relativement faible de la tension d'alimentation, il est fait avantageusement usage d'un montage consistant à. shunter certains de ces tubes qui s'allumeraient d'eux-mêmes si toute la tension disponible leur était appliquée, par des impédances de valeur convenable, de telle sorte qu'au moment de l'allumage toute la tension disponible est effectivement appliquée à ces tubes produisant leur allumage et réduisant la chute de tension à leurs bornes à une faible valeur.
La figure 7 représente le montage le plus simple dans le cas où il est fait usage de deux tubes à décharge 18 et 19. La réactance de stabilisation étant constituée par une
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self-inductance 4, l'un des tubes par exemple le tube 19 est shunté par une impédance constituée par exemple par une simple résistance 20 de valeur convenable pour permettre au tube 18 de s' ioniser.
Dans ces conditions le tube 18 stallume dès la fermeture du circuit étant donné que toute la tension lui est communiquée après quoi le tube 19 s'allume également.
Lorsqu'il est fait usage d'un grand nombre de tubes de faible tension de régime un certain nombre de ces tubes peut être shunté. La figure 8 représente un montage comportant un certain nombre de tubes 21, 22, 23 24 etc....dont un certain nombre tels que 23...24 sont shuntés par des impédances telles que 20 de valeur suffisante pour reporter toute la tension disponible aux bornes des autres tubes tels que 21....22, ainsi qu'un inverseur automatique 6 monté de manière à relever le facteur de puissance comme aécrit ci-dessus. des différents tubes peuvent être éventuellement établis de manière à donner des lumières de compositions chromatiques différenmtes donnant dans l'ensemble une coloration de lumière quelconque.
Ce mode de montage permet de réduire la réactance de stabilisation 4 à une valeur beaucoup plus faible que si chaque tube était stabilisé séparément. On obtient ainsi pour l'ensemble un facteur de puissance beaucoup meilleur.
Il est également possible lorsque le relèvement du facteur de puissance a lieu àl'aide d'une réactance - shunt, d'utiliser la réactance de ce circuit compensateur comme dispositif de stabilisation d'un ou de plusieurs tubes auxiliaires destinés à corriger le spectre de la, lumière émise par les tubes principaux et ainsi de réaliser une lumière de composition voisine de celle de la lumière du jour ou d'une coloration désirée.
Les figures 9 et 10 montrent une réalisation de ce genre.
Dans la figure 9 deux tubes à décharge 25 et 26 donnant naissan- ce à des lumières différentes en vue de l'obtention dtune coloration désirée, sont montés de manière que la réactance de stabili-
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station du tube 25 par exemple soit constituée par une selfinductance 4 tandis que la réactance de stabilisation du tube 25 estconstituée par une capacité 5 et que l'une de ces réactances constitue la réactance additionnelle pour le circuit de l'autre lampe. Dans ces conditions,le tube 25 qui possède sa réactance de stabilisation 4 comporte également en série la réactance additionnelle 5 qui joue le rôle décrit ci-dessus et constitue elle-même la réactance de stabilisation du tube 26. Ce montage est spécialement approprié lorsque les tubes à décharge peuvent être groupés deux à deux.
Enfin, la figure 10 montre le montage de deux tubes branchés de manière à réaliser une correction chromatique, qui comporte pour le tube 25 en plus de la réactance additionnelle 5 jouant en même temps le rôle de réactance de stabilisation pour le tube 24, un montage du genre décrit ci-dessus pour le relèvement du facteur de puissance au moyen de l'inverseur automatique 6 pourvu d'un système de temporisation 15.
Grâce à des montages différents il est possible de produire l'allumage d'un tube à' décharge de telle sorte que la tension à ses bornes en marche de régime, est une fraction importante de la tension d'alimentation, ce qui permet de réduire la valeur de la réactance de stabilisation à sa plus faible valeur et d'obtenir un bon facteur de puissance même pour les tensions les plus basses du réseau de distribution.
Il est possible également au lieu d'utiliser un tube unique, de fractionner celui-ci en un certain nombre de petits tubes en utilisant une 'seule réactance de stabilisation pour l'ensemble tout en permettant d'assurer une meilleure répartition de la lumière.
Par suite de l'amélioration du facteur de puissance on parvient ainsi à éviter des pénalisations encourues par un mauvais facteur de puissance en faisant servir la réactance d'al- lumage une fois celui-ci produit, à la constitution d'un circuit dérivé absorbant l'énergie réactive nécessaire au relèvement du facteur de puissance.