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Montage de tubes à décharges électriques à atmosphère gazeuse.
On sait que les tubes à décharges électriques à atmosphère gazeuse ne s'amorcent qu'à une tension sensible- ment supérieure à la tension de fonctionnement. La différence entre le potentiel disruptif et le voltage de fonctionnement est absorbée d'habitude par une impédance mont ée en série avec les tubes. Si l'on utilise pour celle-ci une bobine de réactance,, il en résulte une réduction du facteur de puissan- ce et si l'on utilise une résistance ohmique, une certaine quantité d'énergie se perd.
L'invention a pour objet un montage permettant de
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réduire ces inconvénients et procurant d'autre avantages encore qui vont être décrit s dans ce qui suit.
Le montage qui fait l'objet de l'invention com- porte un groupe d'au moins deux tubes à décharges mis en série qui est connecté à deux phases d'une source de cou- rant triphasé., et un interrupteur permettant de relier provisoirement à la troisième phase un point situé entre les tubes qui est désigné ici par "point de raccordement et qui est de préférence, le point milieu du groupe. Pour mettre en service les tubes à décharges on ferme cette dernière connexion qui, le cas échéant, est établie à tra- vers une impédance et lorsque les tubes, qui sont ainsi soumis momentanément à une tension plus élevée se sont amor- cés, on coupe ladite connexion.
L'impédance intercalaire, qui est toujours nécessaire pour stabiliser la décharge, peut donc être sensiblement plus faible ce qui assure un meilleur facteur de puissance ou une moins grande perte d'énergie.
Si les tubes à décharges contiennent des métaux difficilement volatils tels que le sodium dont la vapeur doit participer à l'émission lunineuse, on laisse, de préférence, subsister momentanément la connexion avec la troisième phase.
En effet, si le point de raccordement est relié à la troisième phase directement ou à travers une faible impédance, les tubes à décharges sont survoltés au début, de sorte qu'il se produit beaucoup de chaleur dans les tu- bes. Par suite, les tubes atteignent rapidement la tempé- rature requise et la vapeur métallique prend rapidement la pression nécessaire.
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On intercale dans le groupe de tubes à décharges, de préférence une ou plusieurs bobines de réactance d'une manière telle qu'une partie de ces bobines de réactance se trouve de part et d'autre du point qui doit être relié à la troisième phase. On obtient un montage très simple en disposant au point milieu du groupe une seule bobine de ré- actance et en reliant le point milieu de cette bobine, à travers une impédance, à la troisième phase du courant alter- natif.
Si l'on utilise des tubes à décharges à métaux difficilement volatils, tels que le sodium, il peut être avant.ageux d'établir la connexion à travers un condensateur dont la capacit ance 1 ( LA; désignant la fréquence fonda- wC mentale du courant alternatif multipliée par 2 Ò et C la capacité du condensateur) est sensiblement supérieure à l'inductance # L de la self L qui se trouve dans le groupe de part et d'autre du point de raccordement. Comme on l'a décrit dans le brevet ? 314.647, il en résulte un chauffa- ge plus rapide des tubes à décharges.
Au lieu d'intercaler un seul groupe de tubes à décharges entre deux phases du courant alternatif, on peut aussi intercaler plusieurs groupes. Dans ce cas, le point de raccordement de chaque groupe est relié, de préférence, à un conducteur commun qui peut être relié provisoirement à la troisième phase au moyen d'un seul interrupteur, de sorte que les tubes à décharges peuvent s'amorcer ensemble.
Si l'on voulait utili ser aussi en fonctionnement normal la troisième phase du courant alternatif et lui connec- ter un ou plusieurs tubes à décharges, ces tubes ne seraient pas sounis à une tension plus élevée lorsque le point de
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raccordement des tubes connectés entre les deux autres phases serait relié provisoirement, comme décrit, à la trcisième phase, nais ils seraient court-circuités et ne s'amorceraient donc pas.
L'amorÇage du tube à décharges connecté à la troi- sième phase peut être rendu possible par l'utilisation d'un transformateur dont un point est soumis à une tension suffisamment élevée par rapport à la troisième phase à laquelle le tube à décharges est connecté pour que ce tu- be s'anorce et dont la tension par rapport aux deux autres phases suffit pour entretenir la décharge dans les tubes à décharges connectés à ces phases. Dans ce cas, le mon- tage comporte un interrupteur permettant de relier momen- tanément le point de raccordement du groupe de tubes audit point du transformateur. Ce point est choisi, de préférence, de manière que sa tension par rapport à la troisième phase soit égale à la tension existant entre les bornes de la source de courant.
Pour mettre l'installation en service, on procède comme suit. On relie d'abord le point de raccordement du groupe de tubes à la troisième phase, de sorte que les tu- bes à décharges intercalés entre les deux autres phases s'amorcent. Puis, on coupe ce raccordement et on connecte le point de raccordement audit point du transformateur, de sorte que le tube à décharges qui est connecté à la troisième phase est soumis à une tension élevée et s'amorce. On coupe ensuite également le raccordement audit point du transfor- mateur. Le point de raccordement du groupe de tubes est connecté, le cas échéant au point neutre de la source de co urant alternatif.
La description des dessins annexés, donnés à titre
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d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Ces dessins représentent les montages de quelques dispositifs conformes à l'invention destinés à être utilisés pour l'éclairage.
Le montage représenté sur la figure 1 comporte deux groupes de tubes à décharges à atmosphère gazeuse.
Dans cette description, l'expression "atmosphère gazeuse" sera prise dans un sens pouvant comprendre non pas seule- ment une atmosphère constituée par un ou plusieurs gaz., mais encore une atmosphère constituée par une ou plusieurs vapeurs ou par un mélange de gaz et de vapeur. Chaque groupe se compose de deux tubes 1. Les tubes, qui ne sont repré- sentes que schématiquement, peuvent être construitsde la manière connue. Les deux tubes d'un groupe sont séparés par une bonine de réactance 2. Chaque groupe est connecte entre les conducteurs 3 et 4, tandis que le point milieu de la bobine de réactance 2 est relié au conducteur 6 à travers le condensateur 5. Les conducteurs 3 et 4 sont reliés à deux phases d'une source de courant triphasé 7 constituée, par exemple, par le secondaire d'un transforma- teur triphasé.
Le conducteur 6 peut être connecté à la troi- sième phase au moyen de l'int errupt eur 8.,
Cette connexion est établie à la mise en service du montage et chaque tube à décharges est ainsi connecté, en série avec la moitié de la bobine de réactance 2 et le condensateur, entre deux phases de la source de courant triphasé. Par contre, en fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque l'interrupteur 8 est ouvert, deux tubes à déchar- ges sont intercalés .avec toute la bobine de réactance 2 entre deux phases de la source de courant. En vue de l'allu-
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mage, chaque tube est donc soumis à une tension sensiblement supérieure à celle en fonctionnement normal et cette ten- sion plus élevée provoque l'allumage des tubes à décharges.
Il est inutile que la bobine de réactance soit calculée de manière à absorber la différence entre cette tension plus élevée et la tension de fonctionnement normal, mais il suffit qu'elle soit calculée de manière à pouvoir stabili- ser la décharge. Cela exerce une influence très favorable sur le facteur de puissance. De plus, on obtient l'avantage de pouvoir choisir, pour une limite maximum admissible donnée des trensions à utiliser, une tension de fonctionnement plus élevée des tubes à décharges.
Si les tubes à décharges contiennent un métal difficilement volatil, par exemple du sodiun, le condensateur 5 est calculé, de préférence, de manière que sa capacitance soit sensiblement plus grande que l'inductance de la moi- tié de la bobine de réactance 2, par exemple égale à deux fois cette inductance. On obtient ainsi un chauffage plus rapide des tubes à décharges.
Il est évident qu'on peut étendre à volonté le nombre des groupes- Comme les points de raccordement des divers groupes sont connectés au conducteur commun 6, on peut provoquer l'allunage de tous les tubes à décharges au moyen d'un seul interrupteur 8. Une fois le montage mis en marche on peut maintenir fermé cet interrupteur un certain temps pendant lequel les tubes à décharges sont survoltés. Si les tubes contiennent un métal difficilement volatil, ce survoltage est important pour le chauffage rapide des tubes à décharges. On peut réaliser l'interrup-
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teur 8 comme interrupteur horaire dont la durée de dé- clenchement est telle qu'il rest e fermé jusqu'à ce que les tubes à décharges soient chauffés suffisamment.
Comme on l'a déjà remarqué, le groupe intercalé entre deux phases du courant alternatif se compose d'un moins deux tubes à décharges mis en série. Il va de soi que le montage peut compcrter aussi plus d'un tube de part et d'autre du point de raccordement du groupe. Il est également possible de monter en parallèle deux ou plus de deux tubes à décharges de part et d'autre dudit point de raccordement, comme c'est représentésur la figure 2. Dans le montage représenté sur cette figure, chaque tube à décharges est muni d'une bobine de réactance inter- calaire particulière 9 et le point milieu du groupe est connecté à la troisième phase du courant alternatif sans intercalation d'une impédance.
Les divers tubes à décharges du groupe ne sont pas nécessairement placés très près l'un de l'autre. Si le dispositif montré schématiquement sur la figure 2 est utilisé, par exemple, pour l'éclairage d'une route, les conducteurs 3 et 4 peuvent être disposés de part et d'autre de la source de courant, comme on 1-la montré sur la figure 3. Une fois l'interrupteur 8 coupé de la troisième phase, il peut être -amené à un plot mort ou bien peut être connec- té au point neutre de la source de courant ,alternatif montée en étoile.
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Sur la figure 4, les tubes 1 constituent un groupe qui est connecté aux conducteurs de phase 3 et 4 avec interca- lation des bobines de réactance 10 et dont le point milieu peut être connecté provisoirement à la troisième phase du cou- rant alternatif 7 au moyen du conducteur 6 et de l'interrup- teur 8.
Si, pour utiliser également le troisième conducteur de phase 11, on connectait à ce dernier le tube à décharges 12 avec intercalation de la bobine de réactance 13, la ferme- ture de l'interrupteur 8 mettrait ce tube en court-circuit, de sorte que les tubes 1 s'amorceraient, mais non le tube 12.
L'allumage du tube 12 est rendu possible par le montage représenté sur la figure 5.
Sur cette figure, les tubes sont alimentés par un transformateur triphasé dont le secondaire est montré sur la figure. Ce transformateur comporte un enroulement spécial 14 calculé et connecté de manière que son extrémité 15 soit soumise par rapport au ppint 16 à une tension égale à la tension couplée, donc à la tension existant entre les points 16 et 17 ou 16 et 18. L'interrupteur 19 peut être mis en contact tant avec le contact 20 et par suite avec la phase 11, qu'avec le contact 21 et par suite avec le point 15.
A la mise en service du montage, on met l'inter- rupteur 19 d'abord sur le contact 20, de sorte que les tubes 1 sont soumis à une tension élevée et s'amorcent. Puis, on met l'interrupteur 19 sur le contact 21, de sorte que le tube 12 est soumis à une tension élevée et s'amorce également. On coupe ensuite la connexion entre 19 et 21. Si on le désire (par exemple dans le cas d'une charge asymétrique du système), 1 on peut réaliser l'interrupteur 19 de manière qu'il puisse
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être relié ensuite au ppint neutre 22.
Il n'est pas toujours nécessaire de munir le trans- formateur d'un enroulement spécial. Dans certains cas, il sera par exemple, possible de relier le contact 21 à un point situé entre les points 18 et 22. Ceci est possible, pourvu que la tension existant entre ce point du transformateur et le point 16 soit capable d'amorcer le tube 12 et que les tensions existant entre le dit point du transformateur et les points 17 et 18 suffisent en même temps à entretenir les décharges dans les tubes 1. Bien qu'on obtienne ainsi l'avantage d'évi- ter l'utilisation d'un enroulement spécial du transformateur, il y a l'inconvénient que l'allumage du tube 12 a pour effet de soumettre les tubes 1 à une tension qui diffère de la ten- sion du fonctionnement normal.
S'il n'est pas possible de ménager sur le trans- formateur d'alimentation des tubes un point 15 auquel l'in- terrupteur 19 peut être connecté, il va de soi qu'il est pos- sible de raccorder en un autre point aux phases 3, 4 et 11 un transformateur auxiliaire et de ménager sur lui un point de raccordement convenable.
Il est évident que le montage peut comporter un nombre plus grand de groupes de tubes à décharges qu'on peut relier de la même manière aux conducteurs de phase. Ainsi, par exemple, la figure 5 montre en pointillé un second groupe.
Il est également possible de disposer plus d'un tube à dé- charges entre le point de raccordement de chaque groupe et les conducteurs de phase de la source de courant.
Il y a lieu de remarquer que les tubes peuvent être montés en série dans le groupe non pas seulement directement, mais encore à travers des transformateurs. Dans ce dernier
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cas, les tubes sont donc raccordés à des transformateurs dont les circuits d'alimentation sont montés en ssérie.