Dispositif pour l'allumage et l'alimentation d'au moins une lampe à décharge La présente invention a pour objet un dispositif pour l'allumage et l'alimentation d'au moins une lampe à décharge à cathodes pré chauffées, à partir d'une source de courant al ternatif, dans lequel le courant de préchauffage est réduit automatiquement pendant le fonc tionnement normal des lampes.
On évite ainsi de devoir recourir à des dis positifs de démarrage, ou starters bien connus, court-circuitant momentanément les cathodes des lampes sur la source de courant destinée à les alimenter, ces dispositifs qui provoquent des clignotements désagréables lors des allumages étant non seulement sujets à usure, mais en core ne permettent pas d'assurer l'allumage, lorsque la tension de la distribution est sous- voltée.
Le réglage du courant dans ces lampes est effectué généralement, en intercalant, en série dans leur circuit, une inductance, ce qui con duit à un fonctionnement à bas facteur de puis sance, qui peut être relevé au moyen d'un con densateur, en parallèle ; mais ce dernier a comme inconvénient d'absorber les courants de haute fréquence que les distributeurs de cou rant utilisent à d'autres fins.
On a cependant réalisé des dispositifs d'al lumage sans starters, en constituant des circuits capacitifs se composant d'une capacité mise en série avec une inductance de réglage à entrefer reliée à l'une des cathodes de la lampe, laquelle est reliée à une inductance saturable, dont l'au tre borne est reliée à l'autre cathode ; cette inductance est montée en série avec un conden sateur et constitue un circuit fermé avec ce dernier, dans lequel le courant est en résonance au démarrage, la surtension apparaissant aux bornes de l'inductance saturable provoquant l'allumage de la lampe qui fonctionne ensuite à bas facteur de puissance capacitif.
Il est à remarquer que dans ce montage les deux inductances n'ont aucun lien magné tique entre elles, et que l'inductance saturable restant en parallèle avec la lampe allumée, elle détourne, pour sa consommation propre, une partie du courant qui est destiné à faire fonc tionner la lampe.
Le dispositif selon la présente invention est caractérisé par le fait que le circuit de la lampe comprend un enroulement primaire et un en roulement secondaire montés sur un noyau magnétique, le couplage entre ces deux enrou lements étant réglé par un shunt magnétique, l'enroulement secondaire étant shunté par la lampe, dont une des cathodes relie les deux enroulements en série, ceux-ci étant mis en série avec un condensateur de capacité telle que lorsque la lampe n'est pas allumée le cou rant entre en résonance série, la surintensité .ainsi obtenue étant utilisée pour préchauffer les cathodes et la surtension pour allumer la lampe, celle-ci étant alors alimentée par la somme vectorielle du courant passant dans l'enroulement primaire et du courant induit dans l'enroulement secondaire.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, diverses formes d'exécution de l'invention. La fig. 1 montre le schéma d'un dispositif pour l'allumage d'une lampe.
La fig. 2 montre un diagramme qualitatif, explicatif. La fig. 3 montre le schéma d'un autre dis positif pour l'allumage d'une lampe.
La fig. 4 montre encore une autre forme d'exécution du dispositif pour l'allumage d'une lampe.
La fig. 5 montre un dispositif pour l'allu mage de deux lampes montées en série. La fig. 6 montre un dispositif dans lequel le courant de démarrage d'une lampe est utilisé pour le démarrage d'une autre lampe.
Les fig. 7 et 8 montrent chacune un dispo sitif pour l'allumage de trois lampes.
La fig. 1 montre le schéma d'un dispositif pour l'allumage d'une lampe.<I>A</I> et<I>B</I> désignent les bornes de la source. De A, le courant passe en série par un condensateur C, un enroulement primaire P, la cathode 1, un enroulement se condaire S, et la cathode 2 de la lampe L, vers la source B.
Lorsque le courant de la source passe par les enroulements P et S, constituant une induc tance, celle-ci étant en série avec un condensa teur de valeur appropriée C, ce courant entre en résonance.
L'inductance est constituée par les enrou lements P<I>et S,</I> montés sur le noyau magnéti que M, mais ils sont séparés par un shunt ma gnétique F, qui règle le couplage de ces enrou lements, et permet un décalage des courants les parcourant.
Un couplage lâche entre les enroulements <I>P et S,</I> correspond à un courant faible débité par l'enroulement S dans la lampe L, celle-ci étant alimentée principalement par le courant qui passe par le primaire P et le condensateur C ; ceci correspond à un fonctionnement à bas facteur de puissance capacitif. Un couplage relativement serré entre les enroulements P et S permet au courant engen dré par induction dans S de prendre une valeur plus grande, la lampe L est alimentée ainsi par la somme vectorielle du courant qui passe par le primaire P et du courant débité par l'enrou lement S; et fonctionnera avec un facteur de puissance se rapprochant de l'Unité.
Le courant de résonance au démarrage pas sant par les cathodes 1 et 2 de la lampe L pré chauffe celle-ci et la surtension qu'il produit aux bornes de l'enroulement S permet à celle-ci de s'allumer, mais cet allumage provoque une chute de tension aux bornes de l'enroulement S, qui est mis en parallèle avec la résistance ohmique de la lampe allumée<B>;</B> l'impédance de tout le circuit se modifie et le courant prend une nouvelle intensité qui est celle du fonc tionnement.
La fig. 2 est un diagramme qualitatif cor respondant à l'exemple de la fig. 1, dans lequel on a porté sur l'axe de référence Ox, les am- pérages 01o et 0l,, correspondant respective ment au démarrage, et au fonctionnement en charge, - un cercle V représentant la tension de la source.
Au démarrage, la lampe n'étant pas allu mée, ii se produit une résonance série : OXo est la tension développée alors aux bornes du condensateur<I>C.</I> XoXr est la tension existant aux bornes de l'enroulement P, X2X3 est la tension existant aux bornes de l'enroulement secondaire S, tandis que les vecteurs XIX2 et X3Vo indiquent les chutes de tension dans les cathodes 1 et 2 respectivement. La tension de la source se situe dans ces conditions en OVo.
Après l'allumage de la lampe, on constate une forte baisse du courant absorbé : soit OI, la valeur de ce courant. La tension aux bornes du condensateur devient, par exemple, OX <I>;</I> XX' est la nouvelle tension aux bornes de l'en roulement P,<I>et</I> X'V, celle qui s'établit aux bornes de l'enroulement<I>S</I> et de la lampe<I>L.</I>
La chute de tension aux bornes des catho des devient négligeable. Le courant dans la lampe prend, par exemple, la valeur OIL : il correspond à la somme vectorielle du courant Ol, fourni par la source et du courant IJL qui circule dans l'enroulement S. La tension de la source est OVo, toujours en retard sur le cou rant OI, Ce circuit est donc capacitif, et son facteur de puissance peut être, à volonté, approché ou éloigné de l'unité, en agissant dans le sens voulu sur l'un ou l'autre ou plusieurs des paramètres dont on dispose : l'inductance de fuites de l'autotransformateur, le rapport des enroule ments, la capacité du condensateur C, etc.
La fig. 3 montre une forme d'exécution dans laquelle l'enroulement primaire a été di visé en deux sections<I>: P et Pl,</I> entre lesquelles l'enroulement secondaire S a été disposé. En partant de la source A, le courant de résonance passe par l'enroulement P, le condensateur C, la cathode 1 reliée à l'enroulement secondaire S, la cathode 2, l'enroulement primaire<I>Pl,</I> qui termine la série en B. La lampe est branchée sur l'enroulement secondaire S; et les deux sec tions de l'enroulement P<I>et PI</I> forment bobines de choc entre la lampe et la source.
Le fonctionnement de cette forme d'exécu tion est le même que celui de l'exemple repré senté à la fig. 1.
La fig. 4 montre un dispositif dans lequel, en partant de la source A, le courant de réso nance passe par l'enroulement primaire P, le condensateur C, l'enroulement secondaire<I>Pl,</I> la cathode 1, l'enroulement secondaire S, la ca thode 2, reliée à B. Ce montage convient pour le fonctionnement des lampes à tension relati vement basse par rapport à la tension de la source, et pour lesquelles il y a tout avantage à transformer le courant qui les alimente, en vue d'obtenir un bon facteur de puissance.
Le fonctionnement est le même que celui qui a été décrit précédemment.
La fig. 5 montre un dispositif pour l'allu mage de deux lampes en série. En partant de la source A, le courant passe par un enroule ment primaire P, un condensateur C, la cathode 1, un enroulement secondaire S, la cathode 2 de la lampe<I>L,</I> la cathode 3 de la lampe L2, l'enroulement secondaire S2, la cathode 4, vers B.
Cette disposition n'altère pas la succession des phénomènes de préchauffage et de fonc- tionnement, mais présente l'avantage que si l'une des lampes vient à s'allumer avant l'autre, la chute de tension produite dans l'enroulement correspondant à cette lampe produit une va riation du flux magnétique qui induit dans l'au tre enroulement secondaire correspondant à l'autre lampe.une tension, facilitant ainsi son allumage.
La fig. 6 montre une lampe fonctionnant comme celle de la fig. 1, associée à une lampe en fonctionnement inductif, afin d'obtenir un éclairage antistroboscopique, et un fonctionne ment en régime de compensation, .à haut fac- téur de puissance.
En partant de la source A, le courant de résonance préchauffe les cathodes 1 et 2, pré parant la lampe L à s'allumer, comme décrit pour l'exemple de la fig. 1, un couplage lâche ayant été donné entre les enroulements P et S, afin que la lampe fonctionne à bas facteur de puissance capacitif.
Pendant ce temps de préchauffage, deux petits enroulements secon daires SI et S2, qui sont montés sur le noyau magnétique, sont reliés respectivement aux ca thodes 3 et 4 de la lampe L2 qui sont également préchauffées, et préparent cette dernière à s'al lumer sur la tension de la source qui lui est donnée par A, reliée à sa cathode 3 et la ca thode 4 qui est reliée à B, par une inductance de réglage Sf, et les deux lampes s'allumant, fonctionnent en régime de compensation, à haut facteur de puissance, l'éclairage donné étant antistroboscopique.
La fig..7 montre un dispositif d'allumage pour trois lampes, soit : la lampe capacitive fonctionnant en régime de compensation avec la lampe inductive, le courant résultant étant pratiquement égal au courant d'une seule lampe, ce courant est utilisé pour alimenter une troisième lampe<I>L3.</I>
La tension de la source étant supposée être de 220 volts, le fonctionnement d'un montage à trois lampes de 40 watts étant d'environ 110 volts chacune, nécessite un relèvement de la tension de la source à la tension nécessaire au fonctionnement de la troisième lampe, soit 110 volts, ce qui s'obtient au moyen d'un auto- transformateur représenté aux dessins des fig. 7 et 8, et qui donne 220+ 110=330 volts en ce cas.
Revenant à l'explication de fonctionnement du dispositif de la fig. 7, et en supposant que les lampes soient alimentées par les lignes A et<I>Al,</I> faisant retour en<I>B</I> par<I>BI,</I> le courant de résonance s'établit en passant par le point D, l'enroulement primaire P, le condensateur C, la cathode 1, l'enroulement secondaire S, la cathode 2 de la lampe L, la cathode 5, l'en roulement S3 de l'autotransformateur T, dont le primaire est raccordé d'une part au point D par le point H, et, d'autre part, par le point 1 à la source en<I>BI.</I> Les cathodes 1, 2, 5 et 6 sont préchauffées directement par le courant de résonance,
tandis que les cathodes 3 et 4 sont préchauffées par le courant des petits enroule ments secondaires SI et S2, et toutes les catho des étant ainsi préchauffées, les lampes s'allu ment respectivement : la lampe L sur la ten sion de l'enroulement secondaire S, la lampe L3 sur la tension de l'enroulement Sf2, la lampe L2 sur la tension qui existe entre le point com mun aux cathodes 2 et 5, et la ligne <I>AI,</I> à tra vers l'inductance de réglage Sf. L'ensemble fonctionne à haut facteur de puissance et l'éclairage donné est antistroboscopique.
En man#uvrant le commutateur R2, de<I>BI</I> en B2, on coupe le courant dans l'autotransfor- mateur T, et on relie les cathodes 2 et 5 direc tement à la source par B2 : les deux lampes compensées restent en service, à haut facteur de puissance.
En manoeuvrant l'interrupteur RI, on coupe la lampe inductive L2, ne laissant que la lampe L, capacitive, en service.
La fig. 8 montre que la lampe L2 est rac cordée sur la ligne<I>A,</I> tandis que la lampe<I>L</I> est raccordée sur la ligne<I>AI,</I> ce qui fait que lorsqu'on manoeuvrera le commutateur R2, on coupera toujours la lampe L3, mais en manoeu- vrant l'interrupteur RI, on coupera la lampe capacitive : celle-ci coupée, c'est la lampe in ductive qui restera en service, et donc en les combinant entre eux, ces deux groupes de trois lampes fonctionneront toujours à haut facteur de puissance.
On voit que les deux lampes R3 sont mon- tées en parallèle ; comme l'allumage de l'une, en faisant chuter la tension pour l'autre l'em pêcherait de s'allumer, il va de soi que chacun des groupes de trois lampes sera muni d'un commutateur séparé.
Dans tous les dispositifs capacitifs ci-avant décrits, un court-circuit accidentel dans les en roulements empêchera le courant de résonance de s'établir. Il en va de même si le condensa teur est devenu défectueux. Dans ces cas l'im pédance du circuit inductif s'oppose à l'éta blissement d'une intensité destructrice, et au cun dommage sérieux ne peut en résulter. De plus, le non-fonctionnement d'un des disposi tifs, branchés sur une même ligne, n'empêche aucunement les autres de fonctionner normale ment, puisque les coupe-circuits de sécurité ne sautent pas.
Le remplacement des lampes peut se faire impunément, même sous tension, puisque ce sont les filaments des lampes qui ferment les circuits sur le courant de la source.
Sans que ceci apporte novation on peut prévoir quelques spires de réglage sur les selfs de réglage, tant aux dispositifs capacitifs que pour les selfs-inductances réglant les lampes inductives.