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CIRCUIT D'ALIMENTATION ET D AMORCAGE POUR TUBE A DECHARGE ELECTRIQUE A
REMPLISSAGE DE GAZ 'OU DE VAPEUR METALLIQUE.
La présente invention est relative à un ensemble de moyens des- tinés à allumer un tube à décharge électrique à remplissage de gaz ou de vapeur métallique, à électrodes activées constituées par des substances é- mettrices d'électrons à base d'oxydes alcaline terreux, à l'aide d'une source de courant alternatif dont la tension, suffisante pour entretenir la décharge quand le tube est en régime, est insuffisante pour allumer le tube quand ses électrodes ne présentent pas de points chauds ou ne sont pas chauffées en permanence ou temporairement au moment de 1'allumage
On sait qu'un tube à décharge électrique à électrodes activées à base d'oxydes alcaline terreux et à faible pression de gaz ou de vapeur métallique, alimenté par une source de courant alternatif,
s'allume et s' éteint à chaque alternance et que la tension nécessaire u réamborcage de -la déchar- ge a chaque alternance décroît sensiblement depuis l'instant où le tube est mis sous tension, ses électrodes étant froides, jusqu'à l'instant où appa- raissent sur ces électrodes des points suffisamment chauds pour que les oxy- des alcaline terreux commencent à émettre des électrons en quantité impor- tante; lorsqu'on ne recourt pas à un préchauffage des électrodes ou à 1' établissement d'une décharge électrique secondaire à l'aide d'électrodes auxiliaires, c'est la décharge principale elle-même quiéchauffe les élec- trodes du tube à décharge électrique.
Cet échauffement exige qu9une cer- taine énergie soit fournie au tube sous une tension plus élevée que la tension suffisante pour entretenir la décharge quand les électrodes pré- sentent des points chauds ou sont uniformément chaudeso
En général on alimente les tubes à décharge à électrodes ac- tivées par des oxydes alcaline terreux, non chauffées par un circuit auxi- liaire, à l'aide d'une source de tension élevée au travers d'une impédan- ce relativement forte, par exemple à l'aide d'un transformateur à tension secondaire élevée et fort flux de fuite connu sous le nom de transformateur
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à dispersion. Cette solution est peu 'économique.
On connaît également un certain nombre de procédés utilisant le phénomène de résonance entre une inductance et une capacitance: le tu- be à décharge est relié aux bornes du condensateur, souvent par l'intermé- diaire d'une inductance dont le rôle est de freiner la décharge, à chaque alternance, du condensateur dans le tube. Ces systèmes à résonance présen- tent le grave inconvénient, quand ils sont simples de ne pas assurer l'al- lumage du tube d'une manière certaine, quand ils sont compliqués d'être d' un prix de revient très élevé.
Au cours de nombreux essais sur les systèmes à résonance, on a constaté que quand le circuit résonant est fermé à un instant où la ten- sion instantanée de la source de courant est voisine de zéro, l'allumage du tube ne se produit pas toujours tandis que si on ferme le circuit à un instant où la tension instantanée est grande, la perturbation occasionnée dans le circuit crée un régime oscillatoire à fortes surtensions et le tube s'allume- certainement.
Le but que l'on se propose par la présente invention, est de fermer automatiquement un circuit résonant alimentant le tube à décharge à un instant bien déterminé de la période du courant alternatif quel que soit le moment où manuellement on ferme ce circuit; en outre, comme la tension de réamorgage du tube ne décroît qu'après un assez grand nombre d' alternances, on se propose que pendant toute cette période de mise en régi- me, le circuit soit ouvert et refermé dans les mêmes conditions favora- bles; enfin on se propose de faire en sorte qu'une fois le tube à déchar- ge allumé et en régime, le condensateur n'intervienne plus dans le fonc- tionnement.
D'après l'invention, le circuit d'alimentation et d'amorçage du tube à décharge électrique à remplissage de gaz ou de vapeur, aux bor- nes de la source du courant alternatif, est formé par un circuit compre- nant, en série, une inductance, une capacitance et un tube à décharge, que l'on appellera dans la suite le démarreur, le tube à décharge étant connecté en parallèle sur l'ensemble capacitanc-démarreur
La figure 1 du dessin annexé représente, à titre d'exemple, un tel circuit: T est le tube à décharge principal, L l'inductance, C la capacitance, et D le démarreur.
Le circuit, selon l'invention, présente les caractéristiques suivantes :
1) L'inductance L est calculée pour assurer le fonctionnement correct en régime, du tube à décharge To
2) La capacité C a une valeur telle qu'il apparaît à ses bor- nes une tension supérieure à la tension de la source S lorsque le démar- reur D laisse passer-le courant du circuit L.C. l'excès de tension dé- pendant du tube T et de- la tension de la source So Le rapport de 1-'indue- tance à la capacitance n'est pas nécessairement celui qui définit la ré- sonance du système mais il peut, d'après l'invention, être tel qu'il y ait résonance.
3) Le démarreur D est un tube à décharge à deux électrodes, ca-
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pable de laisser passer le courant de résonance du circuit L.C ses ten- sions d'allumage et de réamrcage sont supérieures à la tension de réamof- gage du tube T quand ce dernier est en régime,c'est-à-dire quand les points chauds ont apparu sur ses électrodes, mais elles sont inférieures à la ten- sion de la source So Les électrodes de ce tube sont ou non activées par des oxydes alcaline terreux suivant les tensions d'allumage et de réamorgage que l'on désire obteniro 4) Le tube à décharge électrique T possède deux électrodes activées par des oxydes alcalino terreux, ces électrodes pouvant être des cylindres métalliques,
des plaques, des filaments bobinés en hélice ou tressés ou torsadés ou de forme absolument quelconque le système décrit. fonctionnant correctemet à la seule condition que la tension de réamor= gage du tube soit, en régime et grâce à lémission d'électrons- par les oxy- des, notablement inférieure à sa tension d'allumage.
A titre d'exemple non limitatif, on considère un tube T de 1200 mm de longueur et 38 mm de diamètre dont la tension de réamorçage est com- prise entre 110 et 135 volts et une source S dont la tension est au moins de 185 Voltso Dans ces conditions le démarreur est un tube à décharge, par exemple au néon,
dont la tension d'allumage est inférieure à 185 volts et dont la tension de réamorgage est supérieure à 135 Voltso
Il résulte de ces conditions que le circuit L C D ne peut pas se fermer quand la tension instantanée de la source S est inférieure à la tension de réamorcage du démarreur puisque c'est l'allumage du démarreur D qui ferme le circuit L G Do Dans ce raisonnement on néglige volontaire- ment le très petit courant qui se produit dans le démarreur entre l'ins- tant où la tension commence à croitre et 1-*instant où le démarreur D s' allume. L'expérience prouve que ce courant n'a aucune influence sur le système si sa-valeur est faible.
On réalise- donc systématiquement et automatiquement à chaque alternance la fermeture du circuit L C D à un instant'de l'alternance tel qu'il a été défini précédemment, instant favorable à un allumage du tube T à l'aide d'une- source de courant dont la tension est inférieure à la tension d'allumage du tube T
Quand les électrodes du tube T ont atteint une température suffisante pour que la tension de réamorgage de ce tube tombe en dessous de la tension de réamorcage du démarreur D, celui-ci ne se réallume plus et le condensateur n'intervient plus dans le fonctionnement du système L'apparition de points chauds localement sur les électrodes du tube T produit le même effet.