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MONTAGE REGULATEUR DE TENSION POUR APPAREILS ELECTRIQUES A
DECHARGE.
L'invention concerne un montage régulateur de tension pour appa- reils électriques à décharge qui fonctionnent avec des courants pulsatoires.
Ces appareils ou instruments ont en commun que l'énergie d'une source de cou- rant est d'abord accumulée dans un condensateur'de charge. Ils sont construits pour les applications les plus diverses, par exemple pour déclencher des al- lumages, comme dans la technique du tir et dans la technique de la lumière.
Par exemple dans la technique de la lumière, on emploie depuis longtemps des appareils à lumière-éclaire qui fonctionnent avec des lampes à décharge dans un gaz, dans lesquels l'éclair lumineux est produit par la transformation d'énergie électrique dans une distance ou milieu gazeux. La lampe à lumiè- re-éclair est reliée aux bornes dun condensateur qui, à partir d'une source de courant et par l'entremise d'un convertisseur continu-alternatif et d'un transformateur à haute tension, est chargé peu à peu jusqu'à la tension uti- le et est ensuite déchargé en un temps très court en une impulsion de déchar- ge en passant par la lampe.
On sait que lors de la décharge, la haute tension qui peut être obtenue dépend de l'importance de la tension primaire. Dans le cas des accu- mulateurs et des piles sèches, la tension primaire du circuit du convertis- seur continu-alternatif diminue peu à peu avec la décharge ou la décomposi- tion qui s'effectue peu à peu par suite du fonctionnement ou avec le temps.
De ce fait, la tension du condensateur - et aussi, dans le cas de l'appareil à lumière-éclair, le rendement lumineux - dépendent de l'état de la source de tension primaire.
Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé d'employer un montage régulateur de tension qui fonctionne avec une force électromotrice à vide qui est beaucoup plus grande que la tension utile du condensateur,
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et déconnecte le convertisseur continu-alternatif, lorsque la tension utile du condensateur atteint la valeur de régime. Si la tension du condensateur tombe sous une valeur fixée 'd'avance, le convertisseur continu-alternatif est remis en service jusqu'à ce que la limite supérieure de la tension soit de nouveau atteinte. On obtient ainsi une tension à peu près constante et la durée de charge est modifiée lorsque la pente de la courbe de charge du condensateur change.
L'invention a pour objet un montage régulateur de tension qui, en contraste avec le montage connu, lequel fonctionne avec un tube multi- grille et un nombre de sources de tension de polarisation pour celui-ci, pré- voit pour commander un relais uniquement des décharges à courant intense de condensateurs sur des distances de décharge comme organes ou circuits sen- sibles à la tension, par exémple des distances de décharge luminiscente ou des éclateurs, et se distingue par une construction simple et un mode de fonctionnement robuste. Un condensateur forme chaque fois avec une résis- tance un circuit RC (résistance - capacité) et avec une distance de décharge un circuit de commande pour le relais.
Commandé par ces circuits, le relais met la source de courant de charge en circuit de manière intermittente et règle la tension aux bornes du condensateur dans les limites d'un intervalle fixé d'avance. Il est prévu un relais de commande pour la mise en circuit et un autre pour la mise hors circuit; les deux circuits sont couplés en une connexion séquentielle par l'intermédiaire du relais de manière telle que le deuxième circuit n'entre enaction qu'après que le premier circuit a rempli sa fonction de commande.
Le'premier circuit de commande produit, en fonction de la tension du condensateur de charge, qu'il suit avec une petite constan- te de temps, donc pratiquement sans retard, l'attraction du relais par une impulsion de courant par l'intermédiaire de sa distance de décharge, après quoi ce relais se maintient par l'intermédiaire d'un contact de retenue ou de collage et interrompt le circuit de charge à l'intervention d'un contact de repos ou d'ouverture. Le deuxième circuit de commande provoque ensuite, après un certain temps, le déclenchement du relais par une impulsion de cou- rant par l'intermédiaire de sa distance de décharge, de sorte que la posi- tion de base du montage est,:;t'établie.
La construction d'un montage selon l'invention est décrite ci- après dans des exemples en coopération avec un appareil à décharge de lu- mière-éclair. Ce montage peut être appliqué mutatis mutandis à tous les ap- pareils électriques à décharge avec un condensateur de charge et être modi- fié avec des moyens connus de la technique des relais et des connexions (dis- tribution).
La figure 1 des dessins ci-annexés est le schéma d'ensemble des connexions d'un exemple de réalisation, la figure 2 est un diagramme destiné à expliquer le fonctionne- ment de la figure 1, la figure 3 représente une variante du montage selon la figure 1, la figure 4 représente une autre variante du montage selon la figure 1.
A la figure 1, Up désigne la tension primaire, 1 un convertis- seur continu-alternatif, 2 le condensateur de charge à haute tension avec un diviseur de tension 3 monté en parallèle et, à l'intérieur de l'encadrement en trait mixte 4, le relais contacteur avec 3 enroulements 5,6 et 7 et un banc de ressorts de contact 8 dans le circuit du convertisseur continu-alter- natif 1.9 est un contacteur en conjoncteur. Pour la simplicité, le circuit de charge avec redresseur pour le condensateur de charge a été omis dans le schéma des connexions.
Le relais 4 possède, dans l'exemple, deux enroulements de tra- vail 5 et 6, qui, par l'intermédiaire de distances de décharge 10 et 11, lesquelles dans l'exemple sont des lampes à luminescence, sont connectés en série avec des circuits RC 12, 13 et 14, 15 à une prise ou branchement du
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diviseur de tension 3. L'enroulement 7 est un enroulement de collage du re- lais. En outre, l'enroulement 6 est monté de manière que son flux magnétique soit dirigé en sens inverse de celui'du flux de l'enroulement 7.
Le fonctionnement du montage selon l'invention va être expliqué à l'aide de la figure 2. Lorsque l'installation est sans tension, le relais 4 est déclenché. Si le conjoncteur 9 est enclenché au moment t = 0, le con- vertisseur continu-alternatif démarre par l'intermédiaire du contact de re- pos r1 du banc de ressorts 8, et le condensateur de charge 2 est chargé par l'intermédiaire du transformateur et du montage de redresseur. En conséquen- ce, il s'établit aux bornes du condensateur 13 une tension Ul réglable à l'ai- de du diviseur de tension 3 et proportionnelle à la haute tension Up.
La constante de temps du circuit 12, 13 est choisie petite, de sorte que la tension aux bornes du condensateur 13 suit celle du condensateur 2 propor- tionnellement presque sans retard, et le réglage est opéré de manière que la lampe à luminescence 10 s'allume lorsque la tension utile est atteinte au condensateur'2 (t=tl ; Ul= U12). Sous l'effet du courant d'allumage, le relais s'enclenche et se met par le contact a, sur le courant de collage; il reste donc enclenché lorsque l'impulsion passant par la distance 10 est terminée. Le circuit du convertisseur continu-alternatif est interrompu et le chargement est terminé. Simultanément, le relais a ouvert le contact de repos r2 et libéré le circuit de charge 14, 15 pour la lampe à lumines- cence 11.
Du fait de la mise en circuit du relais et de l'interruption de l'opération de chargement au moment t1 (figure 2), la tension aux bornes du condensateur de charge baisse de nouveau lentement; de sorte que la lampe à luminescence 10 ne peut pas s'allumer une deuxième fois (t-tl'). Or, la constante de temps du circuit 14,15 est choisie de façon que le condensa- teur 15 soit chargé à la tension d'allumage U2z du tube 11 après un temps T, pendant lequel la tension du condensateur de charge 2 est abaissé d'une quantité fixée d'avance au-dessous de la tension utile. Le temps T est donné par cette quantité et les constantes de l'appareil.
Lorsque la lampe à lumi- nescence 11 s'allume au moment t2 - t1 + T, le condensateur 15 se décharge par l'intermédiaire de l'enroulement 6 du relais 4 dont la polarité est tel- le que son flux agit à l'encontre du flux de collage de l'enroulement 7 et neutralise celui-ci. Le relaisse déclenche donc lorsque la lampe 11 s'allu- me. Par l'intermédiaire du contact de repos r1, le convertisseur continu- alternatif démarre de nouveau et un nouveau cycle commence. La nouvelle fer- meture du circuit de charge se fait donc non pas en fonction de la tension mais en fonction du temps par l'entremise d'une distance de décharge spécia- le.
Toutefois, comme la décharge du condensateur de charge 2 par l'entremise des résistances secondaires 3 est pratiquement indépendante d'influences ex- térieures, la commande de la remise en circuit en fonction du temps corres- pond pratiquement à une commande en fonction de la tension. Un examen plus approfondi du montage montre que le chargement ne se réenclenche pas automa- tiquement lorsque le condensateur de charge 2 se décharge, aussi longtemps que le relais se trouve en position de travail.
Pour cette raison, selon un autre développement de l'invention il est formé, du côté haute tension du condensateur de charge 2 par l'intermédiaire d'un montage en série formé du condensateur 16 et de la résistance 17, un circuit par l'intermédiaire de l'enroulement 6 du relais de manière telle que l'impulsion de décharge du condensateur 16 provoque le déclenchement du relais comme l'allumage de la lampe 1.1.
Outre les avantages de la variation faible-et réglable de la tension utile entre deux valeurs limites et de l'économie d'ampères-heures grâce à ce que le convertisseur continu-alternatif est déconnecté temporai- rement par intermittence pendant la durée d'utilisation, le montage régula- teur selon l'invention présente encore la possibilité de choisir la tension primaire plus élevée ou le rapport de transformation du transformateur à haute tension plus élevé que ce ne serait nécessaire pour la tension utile exigée, de sorte que celle-ci est atteinte plus rapidement suivant une cour- be de charge à pente plus raide.
On peut au besoin le modifier en employant un relais à deux enroulements selon la figure 3, l'enroulement 5 servant en
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même temps d'enroulement de collage, tandis que l'action magnétique de l'en- roulement 6 est opposée à celle de l'enroulement 5. L'adaptation du courant aux deux circuits de l'enroulement 5 se fait d'une manière connue au moyen de résistances en série.
Enfin, on peut aussi prévoir un relais à un seul enroulement selon la figure 4, qui se maintient enclenché automatiquement par l'entre- mise d'un contact de collage après qu'il s'est enclenché et qui est déclen- ché par la distance de décharge 11 par connexion de tension en sens opposé par l'intermédiaire de la résistance 18,
REVENDICATIONS.
1. Montage régulateur de tension pour appareils électriques à décharge avec production d'une haute tension à partir d'une source de cou- rant dont la tension aux bornes n'est pas constante, en particulier à par- tir d'un accumulateur ou d'une pile sèche, par l'intermédiaire d'un conver- tisseur de courant continu en courant alternatif et d'un transformateur avec un condensateur de charge, caractérisé par un relais comprenant un ou plu- sieurs enroulements,de préférence trois, et deux circuits de commande pour le relais qui comprennent chacun un circuit RC et une distance de décharge, le deuxième circuit étant couplé sous la dépendance du premier à la façon d'un montage séquentiel par l'intermédiaire du relais, en un montage tel que le premier circuit de commande provoque, en fonction de la tension du condensateur de charge,
*par une impulsion de courant par l'intermédiaire de sa distance de décharge, l'enclenchement du relais, après quoi celui-ci se maintient enclenché par l'intermédiaire d'un contact de collage et inter- rompt le circuit de charge à l'intervention d'un contact d'ouverture, et que le deuxième circuit de commande provoque ensuite le déclenchement du relais en fonction du temps par une impusion de courant par l'intermédiaire de sa distance de décharge et rétablit l'état fondamental du montage.