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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX INSTALLATIONS.AVEC.LAMEES ELECTRIQUES
A DECHARGE LUMINESCENTE.
L'invention est relative à des circuits utilisés pour le régla- ge de l'éclat ou de la luminosité de lampes à décharge luminescente et à basse pression, du type à cathode chaude, ces lampes fonctionnant normale- ment à une température qui ne dépasse pas de plus de 60 la température am- biante.
Les lampes à filaments peuvent être alimentées à l'aide de moyens réducteurs d'éclairage qui sont capables de réduire progressivement la lumi- nosité jusqu'à zéroo Si l'on veut se servir de lumière colorée, par exemple pour des éclairages des scènes de théatre, des filtres en couleurs peuvent être établis devant les lampes à filaments.
Le rendement de la combinaison d'une lampe à filament et d'un filtre coloré est très faible. L'usage de lampes de décharge fluorescente a été proposé pour l'éclairage en couleur car, par un choix approprié de la matière luminescente,,on peut obtenir une grande variété de couleurs sans l'interventionde filtreso L'inconvénient de ces lampes est que les circuits ordinaires, dans lesquels est établie au moins une lampe en série avec une bobine d'arrêt et pour lesquels les élec- trodes filamentaires de la lampe sont connectées en série, pour l'allumage, à un interrupteur thermique ou à lueurs-,
on ne peut obtenir qu'une variation limitée de l'éclairageo On a essayé de se servir de tensions réduites mais on n'a obtenu qu'un fonctionnement irrégulier et intermittento Des circuits qui conviennent au réglage de la luminosité de lampes à fluorescence., ont été décrites dans la demande de brevet n provisoire 5780204 du 20 décembre 1949, déposée au même nom et sous le titre "Perfectionnements apportés aux circuits à lampesélectriques".
L'invention a pour buts surtout, de réaliser des circuits dans
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lesquels la luminosité d'au moins deux lampes à décharge luminescente et à basse pression peut être diminuée notablement par la manoeuvre d'un régula- teur de luminosité comprenant une seule impédance réglable.
Elle a également pour but de réaliser des circuits par lesquels la luminosité d'au moins deux lampes à décharge luminescente peut être ré- glée notablement à l'aide d'un agencement connu de fils comme celui utilisé pour les circuits régulateurs de la luminosité des lampes à incandescence.
L'invention concerne une installation avec lampes électriques à décharge luminescente et qui comprend au moins deux lampes, ou deux grou- pes de lampes, de ce genre, fonctionnant à basse pression et du type à ca- thode chaude et elle consiste, principalement, à connecter chaque lampe ou groupe de lampes aux bornes du secondaire d'un transformateur d'adaptation correspondant, les primaires de ces transformateurs étant reliés en série, des moyens étant prévus pour fournir à ces primaires une différence de po- tentiel que l'on fait varier à l'aide d'un régulateur de luminosité pendant le fonctionnement des lampes alors que des moyens sont prévus pour fournir, d'une manière continue, du'courant de chauffage à chacune des électrodes des lampes au moins sur la partie inférieure de la gamme des luminosités au cours du fonctionnement de la lampe,
l'agencement étant tel que les deux moyens susdits sont alimentés depuis la même source de courant, l'installa- tion comprenant également une impédance ballast pour limiter le courant d'éclairage fourni à chaque lampe.
On peut répartir cette impédance ballast dans les circuits se- condaires séparés dans lesquels sont établies les lampes de décharge ou elle peut être intercalée dans le circuit des primaires reliés en série.
Elle peut être constituée par un élément séparé ou par plusieurs éléments combinés, tout au moins en partie, avec des transformateurs d'adaptation ou avec le régulateur de luminosité. Ce dernier peut être constitué par une impédance réglable ou, dans certains cas, par un transformateur à pri- ses variables, qui peut être un auto-transformateur.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, quelques circuits à lampes de décharge établis selon l'invention.
Les figures 1, 3, 5 et 6 montrent, respectivement et schémati- quement, quatre circuits pour lesquels les luminosités de six lampes peuvent être réglées simultanément à l'aide d'un régulateur commun. les figures 2 et 4 montrent, semblablement, deux autres cir- cuits permettant les réglages simultanés de douze lampes arrangées en six groupes de deux.
Les mêmes organes sont désignés par les mêmes chiffres de ré- férenoe sur tous les dessins. Toutes les lampes sont du type à deux élec- trodes filiformes et on a seulement montré deux lampes ou deux groupes de lampes sur chaque figure.
Sur la fige 1 le circuit comprend six lampes à décharge 10 dont chacune est établie entre les bornes de l'enroulement secondaire 11 d'un transformateur d'adaptation correspondant 12. Chacun des six trans- formateurs d'adaptation 12 comporte un enroulement primaire 13 et les six enroulements 13 sont reliés en série avec une bobine de self 14 et une résis- tance variable 15, le circuit étant branché sur bornes L et N d'une source de courant alternatif. La self 14 et la résistance 15 forment respective- ment une impédance ballast commune et un régulateur de luminosité commun pour les six lampes.
Les électrodes filiformes 16 et 17 de chaque lampe 10 sont ali- mentées, d'une manière continue, avec du courant de chauffage fourni par un
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transformateur 18 servant au chauffage des filaments, ce transformateur comportant un enroulement primaire 19 branché sur les bornes L et N de la source de courant et des enroulements secondaires 20 et 21 reliés respecti- vement aux électrodes 16 et 17 à alimenter.
Une lame métallique 22, reliée à la terre est en contact avec l'ampoule de chaque lampe pour faciliter leur allumageo
Les transformateurs 18, alimentant les filamentssont agencés de manière telle que les électrodes des lampes soient rapidement amenées et maintenues à une température pour laquelle elles émettent des électrons libreso Une décharge stable peut passer entre les deux électrodes de chaque lampe quand le régulateur de luminosité 15 est réglé de manière que le cou- rant de décharge soit limité à une valeur réduiteo Quand le régulateur de luminosité est manoeuvré de manière telle que la valeur de la résistance va- riable 15 soit diminuée dans le circuit le courant de décharge dans les lam- pes augmente jusquà ce qu'elles aient leur brillance totale.
Les lumino- sités de toutes les lampes peuvent donc être modifiées simultanément dépuis une brillance maximum jusqu'à une valeur réduite sans qu'il se produise un manque de stabilité par la manoeuvre du régulateur. Malgré que les lampes fonctionnent en série, ce qui permet l'utilisation d'une seule résistance .réglable comme régulateur de luminosité., les tensions agissant dans le cir- cuit ne doivent pas dépasser celles de la sourceo
Au lieu de ,se servir d'un ballast commun 14, on peut prévoir un self-ballast séparé pour chaque lampe qui est alors relié en série à celle-ci. Comme le régime de marche d'une lampe de décharge est à résis- tance négative il est toujours nécessaire d'adjoindre à la lampe une impé- dance ballast pour limiter le courant total de décharge qui traverse la lampe.
Il est évident que le circuit peut être aisément adapté pour pouvoir fonctionner avec des combinaisons de lampes d'impédance ballast pour des ré- gimes de tension divers en étant alimentés par des sources de courant ayant des tensions nettement différentes, par exemple des combinaisons à 230 volts avec une source'de 110 volts ou des combinaisons de 110 volts avec une source de 230 voltso Quand le rapport de la tension de la source à la ten- sion de régime pour chaque combinaison de lampe et de ballast est de VM/VL et quand le nombre des transformateurs d'adaptation est a, le rapport des spires du primaire à celles du secondaire de ces transformateurs est VM/nVL.
Par exemple, par le circuit décrit plus haut,, si l'on suppose que VM= VL = 230 on a VM/VL = 1 et comme n = 6 on a VM/nVL = 1/6.
Le circuit de la figure 2 diffère de celui de la figo 1 en ce que chaque lampe 10 est remplacée par un groupe de deux lampes 10 et que la résistance variable 15 et la self ballast 14 sont remplacées par une bobine de réactance 23 à saturation variableo La réactance 23 constitue à la fois le régulateur de luminosité commun et l'impédance ballast commune., sa satu- ration étant modifiée par une résistance variable qui est reliée en série à un enroulement saturateur 25 de la réactance, branché sur les bornes 26 et 27 d'une source de courant continuo Il est évident que l'on pourrait faire intervenir une impédance ballast distincte auquel cas la réactance va- riable 23 agit seulement comme régulateur de luminosité commun.
Les lampes de chaque paire sont reliées, en série, aux bornes du secondaire 11 de leur transformateur d'adaptation correspondant 12. Les deux électrodes 16 et 17, à la jonction des deux lampes, sont reliées en série et sont alimentées, avec du courant de chauffage, par un enroulement/ secondaire distinct 28 du transformateur de chauffage 18. Une résistance 29 est établie entre le secondaire 11 et le point de jonction des deux lam- pes et la valeur de cette résistance est choisie de manière qu'une faible décharge par lueurs, représentant la limite inférieure de la zone réglable de brillance, soit maintenue dans l'une quelconque des lampes ou dans les deux lampes.
La présence de la résistance a pour effet que les luminosités de toutes les lampes commencent à augmenter, en substance, de la même valeur
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quand le régulateur est déplace depuis la position pour laquelle la lumino- sité est minimum. On peut remplacer la résistance 29 par toute autre impé- dance appropriée, par exemple par une résistance et une capacitanceo
Le circuit de la figure 3 est analogue à celui de la figure 1 excepté que les transformateurs d'adaptation 12 sont des autotransforma- teurs. Les parties de l'enroulement de l'autotransformateurs qui sont re- liées en série, correspondent aux enroulements primaires 13 de la figo 1 et chacune de ces parties porte la référence 13. De même,, l'ensemble de chaque autotransformateur correspond au secondaire 11 de la figure 1 et por- te la référence 11.
Un relais thermosensible 30 comporte un enroulement chauffant 31 relié en parallèle au secondaire 11 correspondant. On a mon- tré seulement un relais 30 mais en réalité il y en a six. Quand la lampe correspondante ne s'allume pas., le relais 30, après un court délai, introduit une impédance fictive 32 dont la valeur est égale à celle de l'impédance de la lampe quand elle est allumée, en parallèle avec le secondaire. Sui- vant une variante, le transformateur d'adaptation 12 peut être calculé de manière telle qu'une défaillance de la lampe correspondante provoque une sa- turation sans surchauffe excessive
Le circuit de la figo 4 comprend six groupes de deux lampes, le régulateur de luminosité étant la résistance variable 15.
Le circuit diffère de celui de la fig. 2 en ce que les électrodes de chaque groupe sont alimentées avec du courant de chauffage par les secondaires 20, 21 et
28 du transformateur d'adaptation correspondant 12. Par conséquent les cou- rants de chauffage des électrodes et les courants de décharge sont fournis par les transformateurs d'adaptationo Ceux-=-ci sont calculés de manière telle que des courants de chauffage convenables soient fournis sur toute la zone de fonctionnement des lampes. Avec un tel circuit on doit seulement se servir d'une seule paire de fils pour alimenter les lampes et on peut se servir sans plus des fils et des régulateurs de brillance existants d'une installation pour des lampes à incandescence.
Suivant une variante, des transformateurs d'adaptation et des transformateurs séparés pour le chauffa- ge des électrodes peuvent être utilisés et le primaire 19 de chacun de ces derniers transformateurs peut être relié au secondaire du transformateur d'adaptation correspondant et en parallèle au parcours de la décharge consti- tué par la ou les lampes. Les transformateurs d'adaptation 12 sont du type à réactance avec champ de dispersion et chaque transformateur forme une impédance ballast pour la paire de lampes correspondante. La résistance 29 du circuit de la figure 2 est remplacée par une résistance 33 et un conden- sateur 34 reliés en série.
Le circuit de la figure 5 diffère de celui de la figure 1 en ce que les transformateurs d'adaptation 12 sont du type à réactance avec champ de dispersion et chacun de ces transformateurs constitue'une impédan- ce ballast pour la lampe correspondante. Le régulateur de luminosité commun est constitué par un autotransformateur 35 à prises variables. Les bornes
36 et 37 de l'autotransformateur sont reliées respectivement aux bornes L et N de la source de courant. Les primaires 13, montés en série, des trans- formateurs d'adaptation, sont reliés aux prises 37 et 38 de l'autotransfor- mateur 35.
Pour le circuit de la figure 6, les transformateurs d'adapta- tion 12 sont des autotransformateurs du type à réactance avec champ de dis- persion et le régulateur de luminosité commun est constitué par une résis- tance variable 15 et par une réactance 23 à saturation variable, reliées en série. L'agencement de ce régulateur est tel que la réactance 23 règle la luminosité entre une brillance totale et, par exemple, un dixième de cette brillance alors que la résistance 15 règle la luminosité pour la partie res- tante de la zone de brillance.
Pour tous les circuits à lampes décrits ci°dessus et pour leurs
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variantes, chaque lampe unique ou chaque groupe de deux lampes peut être rem- placé par un des groupes de deux lampes dont il est question dans la deman- de antérieure 5780204 dont question plus hauto Les modifications décrites dans cette demande antérieure et par lesquelles la luminosité des lampes peut être réduite depuis une brillance complète jusqu'à une brillance sensiblement nulle peut, si possible, être appliquéeso
Bien que tous les circuits., décrits plus haut, conviennent à six lampes séparées ou à six groupes de lampes, il est évident que les cir- cuits, établis selon l'inventions peuvent comprendre au moins deux lampes ou groupes de lampes.
R E S .Il M Eo
L'invention a pour objet des perfectionnements appbrtés aux installations ou circuits électriques comprenant au moins deux lampes de décharge luminescente à basse pression et du type à cathode chaude et à deux électrodes ou au moins deux groupes de lampes de ce genre, lesquels perfectionnements, utilisés séparément ou en combinaison, consistent no- tamment à connecter chaque lampe ou groupe de lampes aux bornes du secondaire d'un transformateur d'adaptation correspondante les primaires de ces transformateurs étant reliés en série, des moyens étant prévus pour four- nir à ces primaires une différence de potentiel que l'on fait varier à l'aide d'un régulateur de luminosité pendant le fonctionnement des lampes alors que des moyens sont prévus pour fournir, d'une manière continue,
du courant de chauffage à chacune des électrodes des lampes au moins sur la partie inférieure de la gamme des luminosités au cours du fonctionnement de la lampe, l'agencement étant tel que les deux moyens susdits sont alimentés depuis la même source de courant, l'installation comprenant également une impédance ballast pour limiter le courant d'éclairage fourni à chaque lam- pe; à avoir recours à une impédance ballast à élément unique qui est reliée en série au circuit primaire des transformateurs d'adaptation; à constituer l'impédance ballast,tout au moins en partie, par les transformateurs d'adaptation; à faire comporter aux régulateurs de luminosité et à l'impé- dance ballast une réactance à saturation variable; à faire comporter au régulateur de luminosité un transformateur à prises variables ;
à faire comporter au régulateur de luminosité une réactance à saturation variable et une résistance variable reliées en série; à constituer les moyens pour fournir le courant de chauffage à chacune des électrodes de chaque lampe ou groupe de lampes, par un trans- formateur de chauffage dont le primaire est alimenté par le secondaire du transformateur d'adaptation correspondant; à constituer les moyens pour fournir le courant de chauffage aux électrodes de chaque lampe ou groupe de lampes par les enroulements secondaires du transformateur d'adaptation correspondant et qui sont con- nectées aux électrodes;
à relier un relais à un circuit secondaire de chaque transfor- mateur d'adaptations ce relais étant agencé de manière telle que dans le cas
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où la lampe ou le groupe de lampes correspondant ne s'allume pas., ledit relais puisse, après un court délai., relier en parallèle à cette lampe ou à des groupes de lampes une impédance dont la valeur est égale à celle de cette lampe ou de ces lampes quand elles sont allumées; et à agencer chaque transformateur d'adaptation de manière telle que, lorsque la lampé ou le groupe de lampes correspondant ne s'allume pas, il soit assuré et reste saturé sans surchauffe.
L'invention vise, plus partioulièrement, certains modes d'application ainsi que certains modes de réalisation desdits perfectionnements; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les circuits, du genre en question, comportant application desdits perfectionnements, les éléments et outils spéciaux, propres à leur établissement, ainsi que les installations,, comprenant de semblables circuits.