Dispositif pour l'alimentation en courant alternatif d'une lampe à décharge La présente invention est relative à un dispositif pour l'alimentation en courant alternatif d'une lampe à dé charge dont la tension d'amorçage est très nettement plus forte à sa température de fonctionnement en régime qu'à la température ambiante, comportant, en série aux bornes de la source de courant, successivement une pre mière et une deuxième inductance, couplées ou non, et un condensateur,
l'ensemble de ces inductances et du condensateur étant sensiblement en résonance à la fré quence de la source de courant lorsque la lampe à dé charge, normalement connectée aux extrémités du cir cuit constitué par la deuxième inductance et par le condensateur, est absente.
Le circuit résonnant à deux inductances et un con densateur connectés ainsi, facilite l'amorçage, permet le fonctionnement lorsque la tension du réseau descend no tablement au-dessous de sa valeur normale et donne un courant de décharge présentant une excellente forme d'onde.
Cependant, dans le cas où la lampe présente une tension d'amorçage à sa température de fonctionnement en régime normal très nettement plus forte qu'à la tem pérature ambiante, on détériore les inductances et le condensateur lorsqu'on veut allumer la lampe encore chaude.
Cet inconvénient se présente d'ailleurs chaque fois que la lampe ne peut pas s'allumer, par exemple si elle est détériorée et également lorsqu'il n'y a pas de lampe branchée sur le circuit. Il se rencontre dans les installa tions d'éclairage public à lampes à décharge dans la vapeur de mercure sous pression, alimentées par le cir cuit résonnant en question.
Le dispositif de l'invention ne présente pas cet in convénient. Il est caractérisé en ce qu'un relais est con necté en dérivation sur au moins une partie du circuit constitué par les deux inductances, relais qui, lorsqu'il est ouvert et soumis à une tension supérieure à la ten sion existant entre ses bornes lorsque la lampe s'amorce à la température ambiante ou est amorcée, connecte, en un temps suffisamment court pour éviter un échauffe ment dangereux des inductances, ses bornes l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une résistance faible ou pratiquement nulle, ledit relais interrompant cette con nexion lorsque le courant qui le traverse s'annule ou presque,
par suite de l'amorçage de la lampe au voi sinage de la température ambiante.
Le fonctionnement de ce dispositif et ses avantages sont expliqués à l'aide de la figure ci-jointe qui présente, schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.
Une lampe à vapeur de mercure 2 est alimentée par une source 4, 6 de courant alternatif par l'intermédiaire d'un appareillage stabilisateur.
Cet appareillage comporte, en série entre les bornes 4 et 6, une première inductance 8, une deuxième induc tance 10 et un condensateur 12, les inductances sont couplées magnétiquement sur le dessin, mais elles pour raient ne pas l'être. Les valeurs des éléments 8, 10, 12 sont choisies de façon qu'ils forment un circuit sensible ment en résonance à la fréquence de la source de cou rant lorsque la décharge dans la lampe 2 n'est pas amor- cée. La lampe 2 est connectée aux extrémités 14, 16 de l'ensemble 10, 12.
Lorsqu'on met sous tension, avant que la lampe ne soit amorcée, la tension entre les points 14 et 16 est très supérieure à la tension aux bornes 4, 6, elle-même supé rieure à la tension d'amorçage de la lampe à la tem pérature ambiante. La décharge dans la lampe est donc facilement amorcée lorsque les conditions sont normales et même si la tension du réseau est peu inférieure à sa valeur normale.
Une fois la décharge amorcée, la lampe est alimentée par le réseau par l'intermédiaire de l'inductance 8, la- quelle est également traversée par un courant qui passe dans les éléments 10 et 12. Du fait que du courant est dérivé par la lampe, la résonance est détruite dans le circuit 8, 10, 12.
Si l'alimentation est interrompue, la lampe s'éteint; si l'alimentation est ensuite rétablie rapidement, la pres sion de mercure dans la lampe encore chaude s'oppose à l'amorçage de la décharge.
La lampe ne peut pas s'amorcer avant qu'elle ne soit suffisamment refroidie pour que sa tension d'amorçage tombe au-dessous de la tension entre les points 14 et 16 du circuit résonnant; ceci peut durer plusieurs minutes pendant lesquelles il circule dans les deux inductances et dans le conden sateur un courant qui finit par les détériorer s'ils ne sont pas très surdimensionnés.
Le dispositif comporte un relais 18 connecté aux bornes de l'ensemble 8, 10, relais constitué par exemple par un parasurtension à bilame. Lorsque le relais est ouvert, comme sur le dessin, il ferme ses contacts lors qu'il est soumis à une tension supérieure à la tension existant entre les points 20 et 22 lorsque la lampe s'amorce à la température ambiante ou est amorcée.
Cette fermeture est provoquée, par exemple, par l'échauffement de la, bilame 24 du parasurtension sous l'effet d'une décharge entre le contact fixe 26 du para- surtension et la bilame; elle est réalisée en un temps suffisamment court, par exemple 0, 5 ou 1 seconde, pour éviter une détérioration du circuit 8, 10, 12.
Le relais est constitué de telle sorte que la chaleur produite par le courant traversant la bilame suffit à maintenir le relais fermé tant qu'il est traversé par un courant d'intensité suffisante. Il en est ainsi lorsque la la lampe ne peut pas s'allumer, par exemple lorsqu'elle est trop chaude d'un fonctionnement antérieur.
Du fait de la fermeture du relais, la résonance est détruite. La tension aux bornes de condensateur est alors très voisine de la tension du réseau et il ne passe pra tiquement plus de courant dans les deux inductances ; ces éléments sont donc protégés. La tension entre les point 14, 16, on le constate par des mesures, est alors, à peu de chose près, celle du réseau.
Cette dernière tension suffit à amorcer la lampe lors qu'elle aura atteint à peu près la température ambiante. La lampe s'amorcera alors, faisant suffisamment baisser le courant circulant entre les points 20 et 22 pour que le relais 18 ouvre ses contacts car il est cons truit de façon à présenter cette caractéristique. Le dis positif devient alors équivalent au dispositif connu à deux inductances et un condensateur, sauf que le relais le protégera en cas de remise sous tension lorsque la lampe est encore chaude.
Dans le cas d'une lampe à vapeur de mercure de 400 W, tension de lampe en régime 135 V, intensité dans la lampe en régime 3, 25A, tension d'amorçage de la lampe à la température ambiante de l'ordre de 120 V, à sa température de régime 1 à 5 KV selon les conditions du réamorçage, alimentation par un réseau à 220 V 10,%, inductance Ll et L2 couplées magnétiquement et présentant chacune une valeur de 0,23 henry, capa cité du condensateur égale à 26,
5 microfarads, les va leurs suivantes ont été mesurées Intensité en régime dans l'inductance 8 : 2, 4A ; Intensité en régime dans l'inductance 10 : 2, 4A ; Intensité dans les deux inductances, à vide: 5,<B>5A,</B> Tension aux bornes du condensateur 12 en régime 280 V ; à vide 670 V ; Tension aux bornes de la lampe à vide<B>:</B> 440 V ; (pour mesurer ces caractéristiques à vide , le relais 18 a été supprimé) Tension d'amorçage dans le parasurtension <B>18:</B> 150 V ;
Tension aux bornes du parasurtension, pour laquelle la décharge ferme le contact d'une manière certaine: 350V; Intensité dans la bilame, maintenant le contact fermé avec certitude: 1,<B>5A;</B> Intensité dans la bilame, certainement insuffisante pour maintenir le contact fermé: 0, 5A.
Le dispositif représenté peut être modifié sans sortir du domaine de la présente invention. Par exemple, on peut ne connecter le relais 18 qu'aux bornes d'une por tion des enroulements 8, 10.
Device for the alternating current supply of a discharge lamp The present invention relates to a device for the alternating current supply of a discharge lamp, the starting voltage of which is very clearly higher at its temperature. operating under operating conditions only at ambient temperature, comprising, in series at the terminals of the current source, successively a first and a second inductor, coupled or not, and a capacitor,
all of these inductors and the capacitor being substantially in resonance at the frequency of the current source when the discharge lamp, normally connected to the ends of the circuit formed by the second inductor and by the capacitor, is absent.
The resonant circuit with two inductors and a capacitor connected in this way, facilitates starting, allows operation when the network voltage drops significantly below its normal value and gives a discharge current having an excellent waveform.
However, in the case where the lamp has a starting voltage at its operating temperature under normal conditions which is very much higher than at ambient temperature, the inductors and the capacitor are damaged when the lamp is to be lit while still hot. .
This drawback occurs moreover each time the lamp cannot light, for example if it is damaged and also when there is no lamp connected to the circuit. It is found in public lighting installations with pressurized mercury vapor discharge lamps supplied by the resonant circuit in question.
The device of the invention does not have this disadvantage. It is characterized in that a relay is connected in shunt on at least part of the circuit formed by the two inductors, which relay, when it is open and subjected to a voltage greater than the voltage existing between its terminals when the lamp starts at room temperature or is ignited, connects, in a time short enough to avoid dangerous heating of the inductors, its terminals to each other by means of a low or practically zero resistance , said relay interrupting this connection when the current flowing through it is almost zero,
due to the ignition of the lamp around the ambient temperature.
The operation of this device and its advantages are explained with the aid of the attached figure which presents, schematically and by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention.
A mercury vapor lamp 2 is supplied by a source 4, 6 of alternating current via a stabilizing device.
This apparatus comprises, in series between terminals 4 and 6, a first inductance 8, a second inductance 10 and a capacitor 12, the inductors are magnetically coupled in the drawing, but they might not be. The values of the elements 8, 10, 12 are chosen so that they form a circuit substantially in resonance at the frequency of the current source when the discharge in the lamp 2 is not initiated. The lamp 2 is connected to the ends 14, 16 of the assembly 10, 12.
When the power is turned on, before the lamp is ignited, the voltage between points 14 and 16 is much higher than the voltage at terminals 4, 6, itself higher than the starting voltage of the lamp at Room temperature. The discharge in the lamp is therefore easily initiated when conditions are normal and even if the network voltage is slightly lower than its normal value.
Once the discharge has started, the lamp is supplied by the network via the inductor 8, which is also crossed by a current which passes through the elements 10 and 12. Because the current is derived by the lamp, the resonance is destroyed in circuit 8, 10, 12.
If the power is interrupted, the lamp turns off; if the power is then quickly restored, the mercury pressure in the still hot lamp opposes the initiation of the discharge.
The lamp cannot ignite until it is sufficiently cooled so that its starting voltage drops below the voltage between points 14 and 16 of the resonant circuit; this can last several minutes during which a current circulates in the two inductors and in the capacitor which ends up damaging them if they are not very oversized.
The device comprises a relay 18 connected to the terminals of the assembly 8, 10, a relay consisting for example of a bimetal surge protector. When the relay is open, as in the drawing, it closes its contacts when subjected to a voltage greater than the voltage existing between points 20 and 22 when the lamp starts at room temperature or is ignited.
This closing is caused, for example, by the heating of the bimetal 24 of the surge arrester under the effect of a discharge between the fixed contact 26 of the surge arrester and the bimetal; it is carried out in a sufficiently short time, for example 0, 5 or 1 second, to avoid damage to circuit 8, 10, 12.
The relay is constructed in such a way that the heat produced by the current flowing through the bimetallic strip is sufficient to keep the relay closed as long as a current of sufficient intensity passes through it. This is the case when the lamp cannot light up, for example when it is too hot from a previous operation.
Due to the closing of the relay, the resonance is destroyed. The voltage at the capacitor terminals is then very close to the voltage of the network and practically no current passes through the two inductors; these elements are therefore protected. The voltage between points 14, 16, as can be seen by measurements, is then, more or less, that of the network.
This last voltage is enough to start the lamp when it has reached approximately room temperature. The lamp will then ignite, causing the current flowing between points 20 and 22 to drop sufficiently for relay 18 to open its contacts because it is constructed so as to exhibit this characteristic. The positive device then becomes equivalent to the known device with two inductors and a capacitor, except that the relay will protect it in the event of re-energization when the lamp is still hot.
In the case of a 400 W mercury vapor lamp, lamp voltage at 135 V regime, current in the lamp at 3.25A regime, lamp ignition voltage at ambient temperature of the order of 120 V, at its operating temperature 1 to 5 KV depending on the conditions of the restrike, power supply by a 220 V network 10,%, inductance L1 and L2 magnetically coupled and each having a value of 0.23 henry, capacitor capacity equal to 26,
5 microfarads, the following values were measured Intensity in regime in inductor 8: 2, 4A; Intensity in regime in inductance 10: 2, 4A; Current in the two inductors, no-load: 5, <B> 5A, </B> Voltage across capacitor 12 in 280 V regime; no-load 670 V; Voltage at the vacuum lamp terminals <B>: </B> 440 V; (to measure these no-load characteristics, relay 18 has been removed) Starting voltage in surge protector <B> 18: </B> 150 V;
Voltage across the surge protector, for which the discharge closes the contact in a certain way: 350V; Intensity in the bimetallic strip, keeping the contact closed with certainty: 1, <B> 5A; </B> Intensity in the bimetallic strip, certainly insufficient to keep the contact closed: 0, 5A.
The device shown can be modified without departing from the scope of the present invention. For example, the relay 18 can only be connected to the terminals of a portion of the windings 8, 10.