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.BALLAST POUR'LAMPES DECLAIRAGE A FLUORESCENCE A CATHODES CHAUDES.
Dans l'alimentation et le fonctionnement des lampes à fluorescen- ce du type dit à cathodes chaudes sur le courant alternatif, il faut tenir compte de trois différences de-potentiel, d'une part celle du réseau, d'autre part celle de fonctionnement de la lampe et enfin celle qui est nécessaire aux réallumages périodiques de celle-ci à chaque alternance.
Pour ajuster le voltage et l'intensité du courant de fonctionne- ment et d'alimentation de la lampe par rapport à la tension du réseau, on in- troduit entre celui-ci et la lampe, un ballast oucompenssteur type de lampe en cause et constitué en principe par une bobine de self-induction.
Plus l'écart entre le voltage de fonctionnement de la lampe et celui du réseau est grand, plus grand doit être le coefficient de la self-induction nécessaire. Cela présente l'inconvénient de nécessiter une bobine de sel de grande dimension, par- tant coûteuse au surplus le cosinus phi de l'installation est très mauvais et ne satisfait pas aux exigences des sociétés distributrices d'électricité.Pour satisfaire à celles-ci., il faut redresser le cosinus phi et utiliser à cette fin des condensateurs, ce qui constitue un remède d'autant plus onéreux que le voltage du réseau d'alimentation est plus bas.
La présente invention est un ballast d'une nouvelle conception qui remédie à ces inconvénients et donne une solution économique et pratique, assu- rant le bon fonctionnement des lampes fluorescentes par une tension suffisante d'alimentation tout en opérant en même temps une rectification importante du co- sinus phi de fonctionnementpermettant ainsi de se 'passer:: complètement des con- densateurs utilisés jusqu'ici à cette fin ou du moins de n'utiliser que des con- densateurs de capacité sensiblement plus faible et meilleur marchés.
Le ballast suivant l'invention est constitué en principe par deux enroulements ou bobinages, placés en série et conditionnés comme un auto-trans- formateur à caractéristique selfique, le tube à fluorescence étant normalement branché en dérivation en deux points des dits bobinages qui donnent une différence de potentiel convenable pour l'allumage et le maintien en service du tube à fluores-
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cence équipé de son starter habituelo
Pour l'emploi du ballast suivant l'invention avec dés starters usuels du type à ionisation qui demandent des voltages déterminés,'différents des tensions prévues selon l'invention pour alimenter et faire fonctionner'les lampes, il est prévu un enroulement secondaire supplémentaire dont le potentiel,
s'ajoutant à celui du bobinage sur lequel est dérivée la lampe, permet au starter de fonctionner pour allumer celle-ci.,
Lorsque le voltage nécessaire à la lampe est égal ou supérieur à ce- lui du réseau, l'auto-transformateur selfique est conçu de manière que le bobi- nage secondaire ajoute son voltage à celui du réseau pour obtenir le voltage d'a-
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On peut placer deux ou plusieurs lampes en série, chacune d'elles étant alimenté par le secondaire d'un auto-transformateur correspondant à cha- cune d'elles, un bobinage spécial relevant la tension aux bornes de chacun des starters des divers lampes.
Dans un cas particulier d'application où deux lampes de potentiel approprié sont disposées en série, leurs filaments extrêmes étant chauffés par le courant que détermine le starter, les filaments intermédiaires des tubes succes- sifs étant chauffés par le secondaire d'un transformateur supplémentaire dont le primaire est intercalé en série dans le circuit du starter.
Dans certains autres cas d'application, notamment pour l'emploi de plusieurs lampes en série, il peut être nécessaire d'abaisser la tension d'alimentation du starter comnun aux lampes en série, afin que celui-ci ne per- siste pas à fonctionner après l'allumage, et à cette fin, un enroulement secon- daire intercalé dans le circuit du starter est conditionné de manière que sa différence de potentiel se soustraie de celle qui alimente les lampes, les fila- ments des cathodes non alimentés directement par le starter étant chauffés par les secondaires d'un transformateur dont le primaire est en série dans le cir- cuit du starter.
Dans tous les cas d'application du ballast suivant l'invention, un condensateur peut être mis en série dans le circuit principal, afin que son effet réactif combiné dans un ensemble selfique ait pour résultat un éclaira- ge antistroboscopique.
Il a été constaté que par l'emploi des ballasts suivant l'invention, il est possible de redresser le cosinus phi dans les limites exigées par les sociétés distributrices d'électricité, sans devoir recourir à des condensateurs supplémentaires ou en employant tout au plus que des condensateurs de faible ca- pacité. Au surplus, moyennant une mise en oeuvre judicieuse des matières et ma- tériaux le ballast suivant l'invention assure un effet lumineux sensiblement accru de la ou des lampes; réciproquement pour un même effet lumineux avec les ballasts suivant l'invention la consommation wattée est sensiblement diminuée.
Afin d'en mieux faire ressortir les particularités, en se repor- tant aux dessins annexés, quelques formes préférées d'application du ballast suivant l'invention seront décrites ci-dessous, à titre d'exemples.
La fige 1 est un schéma simple d'application du ballast suivant l'invention.
La fig. 2 est un schéma d'application du ballast suivant l'invention comportant un enroulement secondaire supplémentaire pour le fonctionnement d'un starter à ionisation.
La fige 3 est un schéma d'application dans lequel la tension du réseau est relevée par un bobinage auxiliaire, un autre bobinage survolteur étant intercalé dans le résea du starter.
La fig. 4 est un schéma d'application du ballast suivant l'invention à deux lampes en série, ayant chacune leur starter propre.
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La fige 5 représente une variante de la fige 4, dans laquelle deux lampes en série sont allumées par'un seul starter commun, ayant dans son circuit le primaire d'un transformateur dont le secondaire chauffe les filaments inter- médiaires des lampes.
La figo 6 est un schéma d'application du ballast suivant l'inven- tion à trois lampes en série avec introduction dans le circuit du starter commun, d'un bobinage à tension soustractive, ainsi que du primaire d'un transformateur dont les secondaires chauffent les filaments intermédiaires.
La réalisation de la fige 1 comporte la lampe 1., le starter 2, les conducteurs d'alimentation -2,'. Deux enroulements et 2. et leur noyau commun 6 constituent un autotransformateur à caractéristique selfique, la lampe 1 étant dérivée aux extrémités de l'enroulement 2. par les conducteurs 1 et 8.
Dans la réalisation de la fige 2 se retrouvent la lampe 1, le star- ter 2, les conducteurs d'alimentation 3.-3.'? les bobinages 4, et 1, le circuit magné- tique 6, les conducteurs 7 et 8 raccordés au tubeo Dans le circuit du starter est prévu un enroulement 9 subissant également l'influence du champ magnétique 6 et dont la fonction est de relever la différence de potentiel appliquée aux bornes du starter, pour permettre son fonctionnement et l'allumage de la lampe.
La réalisation de la figo 3 comporte le tube 1, le starter 2, les conducteurs -1', l'enroulement 4. dérivé cette fois sur le réseau, le bobinage 5 relevant le voltage du réseau, le circuit magnétique commun 6, les conducteurs 7 et 8. Dans cette réalisation la lampe est dérivée sur les deux bobinages 4 et 2. et un enroulement supplémentaire 2, est inséré le circuit du starter, pour relever le voltage aux bornes du startero
Les deux réalisations en principe identiques des fig. 1 et 2 s' appliquent lorsque le voltage à appliquer à la lampe est inférieur à celui du réseau d'alimentation, tandis que dans la figo 3 le voltage propre de la lampe est sensiblement égal ou supérieur à celui du réseau d'alimentation.
Dans la réalisation de la fige 4 deux lampes 1 et l' placées en série sont munies chacune d'un starter propre 2 et 2'et alimentées par les conducteurs 3-3'.Les enroulements 4, 5 et 5', sont disposés sur un même circuit magnétique 6; les lampes sont alimentées par les conducteurs 7 et $, 7' et 8' les enroule- ments auxiliaires 2 et 9' étant disposés comme dans la fig. 2.
Cette réalisation convient pour le placement de deux lampes en série sur un réseau dont le voltage est supérieur à la somme des deux voltages propres d'alimentation et de fonction- nement de ces lampeso
La réalisation de la fig. 5 est une variante de celle de la fig. 4, dans laquelle un starter 2 est commun pour l'allumage des deux lampes, dont les fi- laments intermédiaires sont chauffés par le secondaire 10 d'un transformateur à noyau 6' dont le primaire 9 est en série dans le circuit du starter, les deux lampes étant dérivées par les conducteurs 7 et 8 du bobinage 2. en série avec le bobinage 1 et ayant un noyau commun 6 et constituant l'auto-transformateur selfique alimenté par les conducteurs 3. et 3' raccordés au réseau.
Dans la réalisation de la fige 6 trois lampes le 1-' et 1" alimentées par les conducteurs 7 et 8 sont placées en série avec le bobinage à, monté sur un circuit magnétique 6 portant également le bobinage 2. sur lequel sont dérivées les lampes; un bobinage supplémentaire 12 à action soustractive est intercalé dans le circuit du starter 2. Dans ce dernier circuit est prévu en outre un enroule- ment 9 constituant le primaire d'un transformateur à noyau 6' dont les secondai- res 10 et 11 alimentent respectivement les circuits des filaments terminaux contigus des tubes intermédiaires.
Le fonctionnement des réalisations ci-dessus et les fonctions respecti- ves de leurs organes seront définis plus clairement ci-dessouso
La réalisation de la fig. 1 convient pour alimenter une lampe dont le voltage d'alimentation et de fonctionnement est inférieur à celui du réseau.
Les bobinages et 5 y sont proportionnés pour déterminer aux bornes du bobinage 5, une tension suffisante pour l'alimentation de la lampe et son maintien en fonc- tionnement, à son voltagenormal, par suite, dul couplage à.caractéristique , selfique de ces
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deux bobinages entre eux. Dans ce système, le starter 2 reçoit un voltage suffisant pour se court-circuiter et provoquer ainsi réchauffement des filaments de la lampe 1. Lors de l'ouverture du circuit par le starter, l'extra-courant de self engendré, provoque l'amorçage de la lampe qui continue à fonctionner de la maniè- re usuelle. Le bobinage étant selfique, régularisé le courant dans l'ensemble, dont le circuit principal après l'entrée 3, bifurque à la sortie de / vers la lampe 1, par le conducteur 1, puis revient par le conducteur 8 vers 3'.
Sous l'influence du courant passant dans le bobinage 4, un courantinduit dans le bobinage 5 s'ajoute dans le conducteur 7 et la lampe 1. le circuit secondaire ainsi commencé se refermant par le conducteur 8 vers le bobinage 5. Les deux courants sont déphasés l'un par rapport à l'autre et s'additionnent vectorielle- ment dans la lampe 1. Du fait que le voltage aux bornes de celle-ci se rapproche le plus possible de celui qui est nécessaire à son fonctionnement, l'écart entre les deux tensions étant minimum, le cosinus phi se rapproche sensiblement de 1' unité.
Dans les fig. 2 et 3 le fonctionnement est le même que dans la figo 1, mais tient compte du fait que les starters du type "Glowstarter" deman- dent une tension bien déterminée pour entrer en action et se mettre hors circuit; la tension aux bornes de la lampe, lors de son alimentation,étant inférieure au voltage nécessaire pour faire fonctionner le starter de'ce type, un bobinage au- xiliaire inséré dans le circuit de celui-ci ne sert qu'au moment de l'allumage, relevant momentanément la tension aux bornes du dit starter.
La.lampe en fonction- nement fait tomber la tension à celle qui est nécessaire à son fonctionnement, et le bobinage 9, qui est superposé ou très voisin du bobinage 5, subit également lire chute de tension de sorte que grâce à une détermination judicieuse préalable des enroulements, ces deux tensions additionnées deviennent insuffisantes pour pro- voquer l'amorçage intempestif du starter.
Dans la fig. 3 le dispositif d'alimentation de la lampe 1 comporte des conducteurs 3. et 3' d'alimentation du système, disposé aux bornes d'une seule bobine 4, tandis que la bobine 5 donne une tension supérieure au voltage du réseau, dans la mesure voulue pour permettre l'alimentation et le fonctionnement normal de la lampe 1 par les fils 7 et 8, l'ensemble des bobinages et 2 disposés sur un même circuit magnétique 6, présentant également les caractéristiques selfiques in- dispensables au fonctionnement des lampes de ce type. Le bobinage .2 monté sur le même circuit magnétique est également inséré dans le circuit du starter et son fonctionnement est analogue à celui de la fige 2.
La fig. 4 combine deux montages de la figo 2, en série avec le bo- binage 4. Leur fonctionnement est analogue à celui de la fig. 2.
La réalisation de la fig. 5 est une simplification de celle de la fige 4, dans laquelle un seul secondaire 2. remplace les deux secondaires 2 et 5' de la figo 4. Le circuit d'alimentation des lampes 1 et l'et du starter comprend le conducteur 7, le filament gauche de la lampe 1.!1 le starter 2' le primaire 9 d'un transformateur, le filament de la lampe 10 et le conducteur de retour 8. Le secon- daire 10 du transformateur à ncyau commun 6' chauffe les filaments extrêmes con- tigüs des lampes 1 et 1'.
La figo 6 montre le cas particulier de trois lampes de type choisi pour pouvoir fonctionner en série sur un réseau de tension convenable, dans la- quelle on voit les trois lampes 1-1'-1" montées en série avec une bobine primaire
4 et dérivées sur le bobinage secondaire 5. On n'utilise ici qu'un seul starter pour allumer simultanément les 3 lampes et évite ainsi les ratés d'allumage que provoquent trois starters mis en série.
Le circuit du starter 2 comprend lors de l'allumage des lampes, le conducteur 7. le filament gauche de la lampe 1 le starter proprement dit, un bobinage dévolteur 12, monté sur le noyau 2, le primaire 2 d'un transformateur, le filament droit de la lampe 1" et le conducteur 8. Les deux secondaires 10 et 11 montés sur le circuit magnétique 2' avec le primaire ±, chauffent les filaments ter- minaux contigüs des lampes 1. 19 et 1".Le bobinage 12 réduit le voltage aux bor- nes du starter pendant le fonctionnement des lampes pour éviter un réarorçage in- tempestif de celui-ci.
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Le ballast suivant l'invention a l'avantage de donner à l'installa- tion un cosinus phi considérablement meilleur ' que celui que l'on obtient avec'les ballasts selfiques connus jusqu'ici. D'une façon générale le cosinus phi obtenu grâce à l'invention satisfait aux exigences des distributeurs d'électricité.
Lors- que les exigences en question sont plus sévères on peut, pour obtenir le relève- ment supplémentaire requis, disposer dans chacun des circuits représentés aux diverses figures un condensateur dont le couplage est représenté en traits in- terrompuso Il y a lieu de noter que la capacité des condensateurs nécessaires ne représente qu'une très faible fraction de celle qu'il fallait utiliser en vue d'obtenir le même résultat avec les ballasts connuso
Au surplus les divers couplages au moyen des ballasts suivant 1'inven- tion permettent aussi de placer en série dans le circuit principal (comme désigné à titre d'exemple, par 15 dans la fige 1), un condensateur de capacité appropriée pour donner au système un effet réactif qui, combiné avec la fig.
1 telle que dé- crite, fera donner aux deux lampes un éclairage anti-stroboscopique;.
Il a été constaté également que pour une consommation égale de courant, les couplages au moyen des ballasts suivant l'invention permettent d'obtenir un ef- fet lumineux sensiblement augmenté dans les lampes.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réali- sation ci-dessus décrites, mais englobe également toutes autres variantes équiva- lentes et dérivées comme revendiqué ci-dessous.
REVENDICATIONS.
1. Ballast pour lampes à fluorescence à cathodes chaudes, caractérisé par le fait qu'il est constitué en principe par deux enroulements ou bobinages, placés en série et conditionnés comme un auto-transformateur à caractéristique selfique, le tube à fluorescence étant normalement branché en dérivation en deux points des dits bobinages qui donnent une différence de potentiel convenable pour l'allumage et le maintien en service du tube à fluorescence équipé de son starter habituel.