Transformateur pour l'alimentation en parallèle de deux appareils à décharge. lài présente invention a pour objet. un transformateur à fuites magnétiques pour l'alimentation en parallèle de deux appareils à décharge de caractéristiques électriques voi sines;
il comporte, bobinés sur le même no@-au magnétique, au moins un primaire et deux secondaires, ces deux secondaires alimentant respectivement les deux appareils à décharge dont l'un est, à stabilisation inductive et l'autre à stabilisation capacitive, les parties inductives de ces deux stabilisations étant fournies, à peu près exclusivement, par les réactances de fuite du transformateur.
Il est en effet connu d'alimenter deux appareils à décharge de même modèle à partir d'une même source de courant, l'un de ces appareils (dit appareil en retard ) étant à stabilisation inductive, c'est-à-dire alimenté par l'intermédiaire d'une bobine de réactance, l'autre (dit appareil en avance ) étant à stabilisation capacitive, c'est-à-dire alimenté par l'intermédiaire d'un condensateur;
en pra tique d'ailleurs, ce condensateur est toujours en série avec une bobine de réactance, d'iinpé- danee moins forte que la sienne à la fréquence de la source de courant, lorsqu'on veut obtenir les avantages de ce mode d'alimentation (effet stroboscopique réduit, facteur de puissance élevé), avantages que l'on obtient au mieux en déphasant de 90 à 1\20 les courants de décharge des deux appareils.
Lorsque la. tension de la source de courant. est inférieure à la tension d'amorçage des appareils à décharge, il faut élever la tension disponible à l'aide de transformateurs (soit à primaire séparé, soit. autotransformateur). Comme les courants débités par la source dans les primaires des transformateurs alimentant respectivement les deux appareils à. décharge, sont déphasés, leur résultante est notablement plus faible que leur somme arithmétique, On est amené ainsi à élever la tension alimen tant les deux appareils à décharge, à l'aide d'un transformateur unique comportant un seul primaire.
Pour ne pas avoir à utiliser des bobines de réactance pour la stabilisation inductive de l'appareil en retard et pouo la partie inductive de la stabilisation de l'appareil en avance , on utilise des secon daires séparés pour chacun de ces appareils et l'on place des shunts magnétiques avec entrefer entre le primaire et chacun de ces secondaires.
On a constaté que si Lui tel transformateur est symétrique, c'est-à-dire si ses deux secon daires sont pareils, ainsi que les shunts cor respondants, la forme de la courbe, en forie- tion du temps, de l'intensité du courant de décharge dans l'appareil en avance , est. défectueuse, ce qui empêche d'avoir un bon facteur de puissance, abrège la durée de vie de l'appareil à décharge et diminue le rende ment lumineux de ce dernier.
Il est- connu qu'on peut améliorer cette forme d'onde en augmentant la réluctance du shunt magnétique situé entre le primaire et le secondaire alimentant l'appareil à décharge en avance , mais ce procédé est. peu efficace. On a trouvé que, lorsque les deux appa reils à décharge sont alimentés respectivement par les deux secondaires d'un transformateur unique, l'on obtient.
une forme satisfaisante de la courbe de courant de l'appareil en avance , c'est-à-dire à stabilisation capacitive, lorsque la surface de la section du novait magnétique du transformateur est, dans la partie sur laquelle est bobiné le secondaire alimentant l'appareil à décharge à stabilisa tion capacitive et dans les parties traversées par le même flux magnétique que la partie précédente, notablement plus forte que dan; les parties correspondantes relatives au secon daire alimentant l'appareil à. décharge à sta bilisation inductive. De préférence, les pre mières de ces sections sont au moins deux fois plus forte que leurs correspondantes.
Le flux mag=nétique provenant d'une par tie portant fur enroulement peut se diviser et passer en parallèle dans plusieurs parties de culasses et de colonnes non bobinées; c'est. le cas, par exemple, des transformateurs à cir cuit magnétique cuirassé. Dans ce cas, c'est la somme des surfaces des sections traversées en parallèle par le flux magnétique provenant de la, partie portant l'enroulement en question, qui doit être prise en considération; cette somme correspond, et. doit être comparée, à la somme des surfaces des sections traversées en parallèle par le flux magnétique provenant de la partie portant. l'autre enroulement.
Les shunts magnétiques, étant donné qu'ils pré sentent généralement des entrefers et servent au réglage, n'ont pas à entrer en ligne de compte.
Une telle forme de construction de trans formateur, quoique pouvant. paraître plus compliquée à réaliser que les formes connues de transformateur unique de section uniforme. alimentant avec des phases différentes deux appareils à décharge, est en réalité aussi aisée -\,, obtenir, par exemple, dans le cas d'un cir- cuit cuirassé par l'empilage de tôles, en m de longueurs différentes.
Elle présente sur ces formes connues l'avantage que la. section moyenne du circuit magnétique v est plus faible, ce qui a pour résultat une économie sur les tôles constituant. ce circuit et sur le fil des enroulements bobinés sur lui.
La partie du noyau sur laquelle est. bobiné le primaire peut être de section intermédiaire entre celle des parties sur lescluelles sont bobinés les deux secondaires: c'est ainsi que 1-'on réalise l'économie maximum de tôle et de fil; mais on petit aussi, pour simplifier, pren dre la même section pour le primaire que pour l'un des secondaires.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une utilisation pos sible de cette forme d'exécution.
La fig. 1 représente, en plan. le circuit magnétique d'un transformateur.
La fig. ? représente le même circuit magnétique en élévation; le feuilletage de l'empilement de tôles n'est représenté qu'aux extrémités, afin de rendre cette figure plus claire.
La fia. 3 représente l'application du trans formateur selon les fig. 1. et ?. à l'alimentation de deux appareils à. décharge.
Le circuit. magnétique du transformateur représenté sur les fig. 1. et ? comporte un noyau 9,<B><U>19,</U></B> 16, deux culasses 8, 18, et deux colonnes extérieures 1, -1, î et 19, 13.<B>17.</B> Le noyau et les colonnes ont, en coupe selon les lignes B-B, :
1-_l,<I>(\-l'</I> de la fib. 1, la même forme et les mêmes dimensions. Ainsi que le montre la vite en élévation représentée -tir la fig. ?, le noyau et les colonnes 5e compo sent chacun de trois parties d'épaisseurs diffé rentes, niais de même largeur. Les culasses 8 et 18 ont. la même épaisseur respectivement que les parties adjacentes 9 et 16 du noyau et une largeur moitié de celle de ce novae;
les portions 1 et. 7.7 des colonnes ont l'épai.s- scur de la portion<B>16</B> du noyau, les portions -1 et<B>13</B> des colonnes ont, l'épaisseur de la por tion 1? du noyau, les portions 7 et<B>19</B> des colonnes ont l'épaisseur de la portion 9 du noyau, et la largeur -uniforme de ces colonnes est la moitié de la largeur dit noyait.
Ce circuit magnétique comporte également quatre shunts magnétiques 2, 6, 10, 15 situés entre les colonnes et le novae et séparés de ces, derniers par (les entrefers 3, 34, 5, 35, 11, 36, 1-1, 37 où l'on loge des plaques de matière iso lante et non magnétique afin (le tenir en place les shunts. Le bobinage primaire est enroulé su r la partie centrale<B>12</B> du noyau, le secondaire alimentant. l'appareil à déeliar--e en avance sur la partie 9 à section plus forte, l'autre secondaire sur la partie 16 à plus faible sec tion.
On petit indiquer, à titre d'exemple, que le noyau présente une largeur uniforme de 10 nuit et des épaisseurs de 20, 10, 60 111111 respectivement dans ses parties 16, 12, 9 et que les culasses et les colonnes ont une largeur uniforme de<B>'</B>0 111111. La distance entre les colonnes et. noyau, qui est l'épaisseur de 1 espace dans lequel sont logés les divers bobi nages, est de 20 mm.
Pour ce même transfor- inateur, l'épaisseur des shunts magnétiques est de 6 mm et l'entrefer, par exemple 3, 3-1 ou<B>5</B>, 35, entre les shunts et respectivement le i.ovau et les colonnes est de 0,5 mm de chaque côté (le chaque shunt.
La longueur des shunts magnétiques engagée dans l'espace entre les noyaux et les colonnes, c'est-à-dire la longueur enl;agée entre les deux parties à shunter, varie d'un transformateur à un autre du même modèle, ceci étant dît au réglage utilisé pour compenser les variations inévitables dans la construction industrielle; on verra plus loin titi exemple des longueurs engagées adoptées.
Le primaire dit transformateur représenîé est bobiné sur la partie 12 du noyau et com porte 770 tours. Le secondaire alimentant l'appareil à décharge en avance comporte 2-170 tours et l'autre secondaire 3200 tours; chacun. de ces enroulements donne, à vide, une tension (le 750 volts lorsque le primaire est alimenté sous 220 volts. La fig. 3 représente l'alimentation, à par tir d'une source de courant alternatif 26, '? 7 à 220 volts, de deux appareils à décharge 30, 3l à stabilisation respectivement capacitive et inductive.
Ces appareils sont., ici, des laiïi- pes fluorescentes de 250 eni de long et 25 mm (le diamètre, à. amorçage sans préchauffage et munies d'électrodes à faible chute de tension; leur tension d'amorçage est de 600 volts envi ron et leur tension de décharge en fonctionne ment de<B>320</B> volts.
L'élévation de la tension nécessaire est. effectuée par le transformateur décrit ci-dessus et. dont, pour simplifier, le circuit magnétique n'est représenté sur la fig. 3 que par son noyau 9, 12, 16 et deux shunts 10, 15; ce même transformateur foLir- nit les parties inductives des stabilisations des deux lampes. Une, extrémité de chacune des deux bobines secondaires peut être réunie par le conducteur 38 à une masse ou à une terre dans le but de n'avoir à utiliser que trois fils au lieu de quatre pour relier les deux lampes au transformateur.
La lampe 30 est. en série avec un condensateur 32 de 0,7 niierofarad.
Dans un transformateur réalisé, les Ion- ;ueurs engagées -utiles de shunt, 52 et 51 qui sont de 40 et 20 mm respectivement, donnent les mêmes intensités en fonctionnement dans les deux lampes, à savoir 0,270 ampère, ainsi qu'un facteur de puissance de l'ensemble de 0,95 et une excellente forme d'onde. On ;1 constaté d'ailleurs que de larges variations de ces longueurs n'ont qu'une influence faible sur le facteur de puissance, la forme d'onde et la tension à, vide.
Lors de la marche à vide, l'induction moyenne est de l'ordre de 9000 gauss dans la partie du noyau intérieur au primaire; elle est. tut pets plus élevée à. l'intérieur du secon daire alimentant la. lampe en retard et un peu moins élevée à l'intérieur du secondaire alimentant la lampe en avance . En charge, les inductions moyennes correspondantes sont d'environ 9000, 6600 et 10 000 gauss. On voit que le noyau magnétique est peu saturé, ce qui est la. cause de la très bonne forme de '._a courbe de courant obtenue.
Cet avantage a comme conséquence, en particulier, que les électrodes (les lampes 30, 3l sont peu fatiguées et ont une longue durée et que le rendement lumineux de ces lampes est élevé.
La forme d'exécution décrite ci-dessus comporte un seul bobinage primaire, mais il est évident que l'on peut remplacer celui-ci par plusieurs bobinages alimentés en série out en parallèle par la. source de courant. On peut, par exemple, dans une autre forme d'exécution, prévoir deux primaires, bobinés respectivement, l'un sur un circuit magné tique portant le secondaire en retard , l'autre sur un circuit magnétique portant le secondaire en avance , ces circuits avant des sections plus fortes pour le second que pour le premier.
Ces deux circuits magnétiques, afin que le flux magnétique passe facilement de l'un à l'autre, peuvent avoir une culasse commune ou bien être juxtaposés le long d'une de leurs culasses.
En variante, on peut aussi, par exemple, utiliser un circuit magnétique non cuirassé, ou bien connecter le primaire aux secondaires, de façon à constituer un autotransformateur, ou encore remplacer chacune des lampes 30, 31 par plusieurs lampes montées en série, ces lampes pouvant éventuellement être amorcées successivement dans chaque série; de tels transformateurs permettent également l'amor çage des lampes par préchauffage de leurs électrodes.