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DISPOSITIF POUR L'AMORCAGE ET L'ALIMENTATION DE DEUX APPAREILS A DECHARGE
ELECTRIQUE.
La présente invention,. due à Monsieur Fernand CORUDIL, est re- lative à un dispositif pour l'amorçage et l'alimentation de deux appareils à décharge électrique à électrides bipolaires et alimentés tous les deux par un unique transformateur comportant deux secondaires, le premier appareil étant alimenté par le premier secondaire et le second appareil par le second secondaire, l'amorçage de chaque appareil comportant le préchauffage de ses électrodes, préchauffage effectué en reliant entre elles par une connexion celles des extrémités de ses électrodes qui ne sont pas reliées à la source de courant, la dite connexion pour le premier appareil comportant une bobine de sel-induction couplée magnétiquement avec un enroulement du transformateur.
Ce dispositif est caractérisé par le fait que les couplages magnétiques de la dite bobine de self-induction avec les enroulements du dit transformateur sont : notablement plus faible avec le primaire qu'avec le second secondaire- plus faible avec le premier secondaire qu'avec le primaire. La pratique a montré, en effet, qu'une telle disposition donne lieu à une construction plus économique, tout en donnant des résultats aussi bons au point de vue , électrique, que si la bobine de self-induction est couplée avec le primaire ou n'est couplée avec aucun enroulement, bu même, ce qui est plus étonnant que si elle est couplée avec le premier secondaire.
Les figures ci-jointes représentent, à titre explicatif, diverses formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente le circuit d'un dispositif selon l'inven- tion,
La figure 2 représente un ensemble transformateur-bobine de self- induction utilisable pour le circuit de la figure 1.
La figure 3 représente une variante de l'ensemble de la figure 2.
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La figure 4 est une vue en plan d'une autre variante de l'ensem- ble de la figure 2.
La figure 5 est une coupe de l'ensemble représenté sur la figure 4.
La figure 1 représente un circuit pour l'amorçage et l'alimentation de deux appareils à décharge 29, 30, des lampes fluorescentes par exemple, la lampe 30 est stabilisée inductivement et la lampe 29 capacitivement, de façon à obtenir avec cet ensemble un facteur de puissance élevé et un fai- ble effet stroboscopique.
La lampe 30 est alimentée par la source de courant 1, 2 par l'in- termédiaire d'un auto-transformateur à fuites dont le primaire est constitué par l'enroulement 32, 34 et dont le secondaire comporte en série cet enrou- lement et l'enroulement 27,28. Les fuites magnétiques entre le primait et l'enroulement 27, 28, fuites provoquées surtout par le'shunt magnétique 50, donnent à cet auto-transformateur une réactance qui stabilise la décharge dans la lampe 30. L'amorçage de la lampe 30 est provoqué, selon un procédé très utilisé, en connectant:
entre elles, par le circuit 20, 22 qui comporte un interrupteur automatique 21 à décharge en lueur et à électrode bimétalli- que, les extrémités 19 et 23 de ses électrodes qui ne sont pas reliées à la source de courant 1, 2 par l'autotransformateur 27, 28, 32,34; lorsque l'in- terrupteur 21 est fermé, cette connexion laisse passer dans les électrodes 18, 19 et 23, 24; un courant qui préchauffe ces électrodes jusqu'aux environs de leur température normale de fonctionnement, puis l'interrupteur 21 s'ou- vre, ce qui arrête ce courant et, de plus, donne lieu à une surtension qui amorce la décharge dans la lampe 30.
Pour-la lampe 29, l'autotransformateur d'alimentation a comme pri- maire l'enroulement 32, 34 et comme secondaire l'ensemble de cet enroulement 32, 34 et de l'enroulement 34, 4 qui est séparé du précédent par le shunt mag- nétique 31. Le secondaire est en série avec le condensateur 15, de façon que la lampe 29 soit stabilisée capacitivement; la réactance de fuite du trans- formateur 32, 34, 4, ne compense que partiellement l'impédance du condensa- teur 15.
L'amorçage de la lampe 29, est, de façon analogue à celui de la lampe 30, provoqué en connectant entre elles les extrémités 7, 12 de ses ' électrodes par une connexion 8, 9, 11 comportant un-interrupteur automati- que 10 analogue à l'interrupteur 21. Mais cette connexion comporte également une bobine de self-induction 25, 26 ou bobine compensatrice ? dont la réac- tance s'ajoute à la réactance de fuites de 1'autotransformateur 32, 34, 4.
On compense ainsi grossièrement l'effet du condensateur 15 pendant le pré- chauffage des électrodes de la lampe 29, ce qui augmente l'intensité du courant effectuant ce préchauffage courant qui serait insuffisant si l'on n'utilisait pas cette bobine 25, 26.
Cette bobine compensatrice présente un couplage faible, mais non négligeable, avec le secondaire 27, 28 et, conformément à l'invention un couplage nettement plus faible, pouvant même être négligeable, avec le primaire 32,34, et un couplage encore plus faible avec le secondaire 34, 4
L'avantage du couplage de la bobine compensatrice avec le secon- daire 27, 28 est que le circuit magnétique de la,bobine 25, 26 comporte une partie existant déjà pour le secondaire 27, 28, ce qui constitue une écono- mie de tôle magnétique.
On a trouvé expérimentalement que le couplage avec le primaire doit être faible si l'on veut obtenir une augmentation substantielle du' cou- rant de préchauffage.
L'expérience a également montré, contrairement à ce qui semble évident a priori, que le couplage avec le secondaire 27, 28 conduit à une économie sur les poids de tôle magnétique et de conducteurs pour les bobina- ges, par rapport au couplage avec le secondaire 34, 4.
Ci-après sont décruites quelques formes selon lesquelles peuvent
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être réalisés les enroulements ci-dessus.
Sur la figure 2, un circuit magnétique rectangulaire comportant deux colonnes 77, 45, et deux culasses 40, 47, porte, sur la colonne 77, des enroulements 35, 36, 37 correspondant respectivement aux enroulements 4 à 34, 32 à 34 et 28 à 27, de la figure 1. Des shunts magnétiques 44, 46 sont placés entre ces enroulements. La bobine compensatrice 43 ,correspondant à l'enroulement 25, 26, est bobinée sur un noyau magnétique en U, 42, qui se ferme sur la partie 41 de la colonne 45 qui est comprise entre la culaase
40 qui est proche de l'enroulement 37, et le shunt 44; ce dernier diminue considérablement le couplage avec le primaire 36.
Le circuit magnétique de la bobine compensatrice comporte donc une partie, 41, qui est déjà utilisée pour le transformateur, ce qui constitue une économie sur le cas où cette bobine est isolée magnétiquement du transformateur. Comme aucun' courant ne passe dans la bobine 43 pendant le fonctionnement normal de la lampe 29, on n'a pas à craindre que cette bobine cause la saturation du circuit magnétique du transformateur lorsque les lampes fluorescentes sont amorcées. De plus la section du noyau 42 présente une surface moins forte que celle du circuit magnétique du transformateur; cette particularité permet d'obtenir une éco- nomie supplémentaire de tôle magnétique et de fil d'enroulement, mais n'est nullement nécessaire.
Le noyau magnétique 42 est séparé de la colonne 41, 45 par des entrefers 48, 49 dont on règle l'épaisseur lors de la fabrication ; le régla- ge ainsi effectué permet de donner la valeur voulue au courant de préchauffage de la lampe 29 à stabilisation capacitive.
L'appareillage représenté sur la figure 3 ne diffère de celui représenté sur la figure 2 que par l'emplacement de la bobine compensatrice le noyau 42 de celle-ci se ferme sur la culasse 40 du circuit magnétique du transformateur 35, 36 37. On réalise ainsi un'appareillage plus compact et plus facile à loger que le précédent.
Les figures 4 et 5 représentent, respectivement en plan et en coupe par le plan 1 - I de la figure 4, une autre forme d'appareillage utili- sable pour les circuits selon l'invention. Sur la figure 5, on n'a représen- té le feuilletage du circuit magnétique qu'aux extrémités, afin de rendre cette figure plus claire. Cet appareillage diffère de celui représenté sur la figure 3 en ce que le circuit magnétique du transformateur est du type cuirassé et présente, sur chacune des colonnes, des portions dont les sec- tions ont des surfaces différentes selon le bobinage enroulé sur la portion considérée.
Cette variation des sections permet d'obtenir, dans les appa- reils à décharge alimentés par cet appareillage, des courants de décharge dont la variation avec le temps suit une loi approximativement sinusoïdale tout en n'utilisant que des quantités relativement faibles de tôle magné- tique et de fil d'enroulement. Le réglage du transformateur est effectué à l'aide des shunts magnétiques 54, 58, 72, 74, celui de la bobine compen- satrice en la déplaçant de façon affaire varier l'épaisseur des entrefers 62, 65, 70.
A titre d'exemple, des données numériques sur une forme de réali- sation du circuit représenté sur la figure 1 sont indiquées ci-après. Dans cet exemple, l'appareillage alimente deux lampes fluorescentes 29, 30 d'un type très utilisé consommant normalement environ 40 watts, Chacune de ces lampes a une longueur de 1 m 20, un diamètre de 38 millimètre et comporte deux électrodes formées chacune d'un enroulement de fil de tungstène revêtu d'oxydes alcalino-terreux. La tension de fonctionnement normal d'une telle lampe est de 108 volts, sa tension d'amorçage par préchauffage et interrup- tion de circuit de préchauffage est égale ou un peu supérieure à 190 volts; le courant de décharge est de 0,410 ampère, le courant de préchauffage 0,650 ampère.
Le condensateur 15 présente une capacité de 3,8 microfarads.
L'appareillage utilisé est du modèle représenté sur les figures 4 et 5.
La partie 53 du noyau magnétique sur laquelle est bobiné le se- condaire 51 alimentant la lampe 29 présente une largeur de 23 millimètres et
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une épaisseur de 40 millimètres . Pour la partie 57 portant le primaire 55 les dimensions correspondantes sont 23 millimètres et 23 millimètres. Pour la partie 61 sur laquelle est bobiné le secondaire 59 alimentant la lampe 30,.ces dimensions sont 23 millimètres et 16 millimètres? ce sont les mêmes dimensions que celles du noyau 66 sur lequel est bobinée la bobine Compen- satrice 68. @
Les culasses 76, 63, 67, présentent des épaisseurs de 40,16 et 16 millimètres, respectivement, et une largeur uniforme de 11,5 millimètres.
Les colonnes ont également 11,5 millimètres de large;l'épaisseur des por- tions 52 et 75 est de 40 millimètres, celle des portions 56 et 73 est 23 mil- limètres, celle. 'des portions 60, 64, 69 et 71 est de 16 millimètres .
L'enroulement primaire 55 comporte 1065 tours; l'enroulement 51, qui constitue avec le primaire 55 le secondaire alimentant la lampe 29, comporte 760 tours;l'enroulement 59, qui constitue avec le primaire 55 le secondaire alimentant la lampe 30, comporte 990 tours;l'enroulement 68 de la bobine compensatrice comporte 940 tours.
Lorsque le primaire 55 est alimenté par une source de courant alternatif à 115 volts, chacun des secpndaires fournit une tension à vide de 220 volts. Pour cette même tension de 115 volts, les tensions, pour un courant débité de 0,410 ampère, sont 308 volts pour le secondaire en série avec le condensateur, et 108 volts pour l'autre secondaire; dans ces tensions sont inclus géométriquement les 115 volts fournis par le primaire.
La bobine compensatrice porte à 0,650 ampère le courant de pré- chauffage de la lampe 29, courant qui ne serait que de 0,425 ampère si l'on n'utilisait pas cette bobine..
Les formes de réalisation ci-dessus n'ont été décrites qu'à titre d'exemple . De nombreuses autres formes pourraient être utilisées sans sor- - tir du domaine de la présente invention ; parexemple on peut, avec un cir- - cuit magnétique rectangulaire, remplacer un ou plusieurs de chacun des en- roulements par deux enroulements,. bobinés respectivement sur les' deux colon- nes , on peut aussi se )passer des shunts magnétiques en utilisant un circuit magnétique allongé, avec des colonnes suffisamment proches; le primaire du transformateur peut ne pas être connecté aux secondaires.
On peut aussi rem- placer l'interrupteur automatique à décharge à lueur par tout autre système ayant une fonction équivalente tel que -. commutateur-manuel., interrupteur thermique, relais électromagnétique ou autre., etc.. On peut aussi remplacer au moins l'une des lampes par deux lampes ou plus, et les lampes peuvent être des appareils à décharge autres que des lampes fluorescentes, par exemple des lampes germicides.
REVENDICATIONS
1 Dispositif pour l'amorçage et l'alimentation de deux appareils à décharge électrique à électrodes bipolaires et alimentés tous les deux par un unique transformateur comportant deux secondaires, le premier appareil étant alimenté par le premier secondaire et le second appareil par le se- cond secondaire, l'amorçage de chaque appareil comportant le préchauffage de ses électrodes,préchauffage effectué en reliant entre elles par une connexion, celles des extrémités de ses électrodes qui ne sont pas reliées à la source de courant, la dite connexion pour le premier appareil compor- tant une bobine de self-induction, couplée magnétiquement avec un enroule- ment du transformateur, caractérisé par le fait que les couplages magnétiques de la dite bobine avec les enroulements du dit transformateur' sont :
notable- ment plus faible avec le primaire qu'avec le second secondaire -plus faible avec le premier secondaire qu'avec le primaire.