BE487474A - - Google Patents

Description

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  Dispositif de réglage de l'alimentation d'un circuit électrique par une source de courant alternatif, notamment pour régler l'in- tensité lumineuse de tubes à décharge. 

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   La présente invention a pour objet un dispositif de réglage de l'alimentation d'un circuit électrique par une source de courant alternatif, notamment pour régler l'inten- sité lumineuse de tubes à décharge. 



   Les tubes à gaz ionisé sont appelés à jouer un rôle de plus en plus important dans l'éclairage de demain. On s'est intéressé très tôt au réglage de l'intensité lumineuse de ces tubes. Malheureusement, l'éclairement n'est que peu ou pas fonction de l'intensité du courant traversant le tube et on ne peut procéder par réglage du courant de même qu'avec les lampes à   incan descence.   D'autre part, le tube ne s'amorce qu'à partir d'une certaine tension VI et il se désamorce en- dessous d'une autre tension V2, inférieure à VI. Un réglage basé sur une modification de la tension présenterait donc une plage d'intensités lumineuses assez réduite.

   En effet, si l'on admet que la tension crête fournie par la source soit de très peu supérieure à la tension d'allumage V1 du tube, celui-ci s'allumera juste avant le maximum de chaque alternance et s'é- teindra sitôt que la tension instantanée deviendra plus petite que V2. Comme d'une part, la différence entre VI et V2 repré- sente   une fraction   appréciable de la tension Vl et que, d'autre part, afin d'assurer l'allumage régulier du tube, on ne peut régler la tension à une valeur trop voisine de V1. le courant traversera le tube pendant une fraction appréciable de chaque alternance. 



   Dans des installations de théâtre, de cinéma, et d'autres lieux publics, l'éclairage par tubes à gaz ionisé offre des pos- sibilités très intéressantes. Il est économique, rend possible l'obtention d'une lumière très semblable à la lumière naturelle et permet des effets de lumière très variés et intéressants. 

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  Dans de telles installations, et pour l'obtention d'effets d'é- clairage progressifs et variés, il est très désirable de pou- voir régler l'intensité lumineuse de ces tubes. 



   La présente invention vise à fournir un dispositif effi- cace pour le réglage de l'alimentation d'un circuit électrique et permettant de faire varier l'intensité lumineuse de tubes a gaz ionisé dans de grandes proportions. Dans ce but, le dispo- sitif de réglage objet de l'invention comprend, en série avec le circuit et pour chaque phase que comprend la source, au moins deux triodes branchées en opposition, la cathode de cha- cune étant reliée à l'anode de l'autre, chacune de ces triodes étant commandée par une tension alternative de commande obtenue à partir de la source et appliquée entre sa grille et sa cathode. 



  Ce dispositif comprend également des moyens pour régler la ten- sion alternative de commande pour rendre chacune des dites tri- odes conductrice durant une fraction réglable de l'alternance positive de la tension appliquée par la source à son anode. 



  Dans ce dispositif, les dits moyens sont disposés de façon telle que la valeur de crête de la tension appliquée au circuit électrique reste au moins égale à la valeur de crête appliquée à ce circuit lorsque les triodes sont alternativement conduc- trices, chacune pendant une demi-alternance au moins. 



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemples non limi- tatifs, deux formes d'exécution du dispositif objet de   l'inven-   tion. 



   La figure 1 est un diagramme explicatif. 



   La figure 2 est le schéma électrique d'une partie de la première forme d'exécution. 



   La figure 3 est le schéma de moyens utilisés conjointement avec   ceux selon   figure 2. 



   La figure 4 montre une variante des moyens selon figure 3. 

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   La figure 5 montre le schéma des connexions de la deu- xième forme d'exécution. 



   La figure 6 montre une variante d'un détail de cette se- conde forme d'exécution. 



   Dans la figure 1, la sinusoïde représente une période de la tension fournie par la source d'alimentation. Comme on voit, la tension de crête fournie par cette source est notable- ment supérieure à VI et à V2 Les parties hachurées du dessin correspondent au temps de passage du courant à travers le tube à décharge, dans deux cas de réglage différents, ce réglage é- tant effectué à l'aide de la première forme d'exécution du dis- positif. Dans la figure 2, la source 1 d'alimentation en cou- rant alternatif est reliée au circuit d'utilisation 2 à travers deux triodes à vide 3 branchées en opposition. Les circuits grille-cathode de ces triodes sont branchés chacun à un enroule- ment secondaire d'un transformateur 4 dont le primaire est ali- menté par le secondaire d'un transformateur intermédiaire 5. 



  Le circuit primaire de ce transformateur 5 est relié à la sour- ce d'alimentation à travers un tube au néon 6 branché en série avec une résistance 7, l'ensemble du tube au néon et de larésis- tanoe étant shunté par un condensateur 9. Le primaire du trans- formateur 5 est shunté par une résistance 8. Ce circuit pri- maire est relié à la source d'alimentation par l'intermédiaire de moyens tels que ceux représentés sur figure 3 et, permettant de régler la tension aux bornes de l'ensemble formé par le pri- maire du transformateur 5, le tube au néon 6 et la résistance 7 shuntée par le condensateur 9. 



   Le fonctionnement du dispositif selon fig. 2 et 3 est le suivant: 

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 les triodes 3 ne laissent normalement passer aucun courant. 



  Lorsque la tension appliquée au primaire du transformateur 5 dépasse une certaine valeur, le tube au néon 6 s'allume pendant une fraction réglable de chaque alternance, laissant ainsi passer un courant à travers le primaire du transforma- teur. On obtient ainsi un signal de commande ayant la forme d'une impulsion approximativement rectangulaire et de largeur, c'est-à-dire de durée, variable. Cette impulsion est appliquée au circuit de grille des triodes par l'intermédiaire des trans- formateurs 4 et 5 qui déphasent chacun la dite impulsion de 90  environ, si bien que cette impulsion parvient aux dites grilles à l'instant où l'anode est portée, par la source, à un potentiel positif par rapport à la cathode de chaque triode. 



  Si le branchement des enroulements des transformateurs 4 et 5 est correct, la grille de chaque triode reçoit une impulsion positive au moment où l'anode de cette triode est également po- sitive. Chacune de ces triodes est ainsi rendue conductrice durant une fraction réglable de l'alternance positive de la tension appliquée a son anode, cette fraction comprenant l'ins- tant auquel la dite tension d'anode passe par sa valeur de crête, et non conductrice durant le reste de ladite alternance positive. 



  On voit donc que ce dispositif permet d'obtenir un réglage de la durée du courant traversant le circuit d'utilisation analo- gue à celui représenté au diagramme de la figure 1 et que, en particulier, on pourra régler dans de grandes proportions l'in- tensité lumineuse de tubes à décharge branchés dans le circuit d'utilisation. 



   La figure 3 représente les moyens utilisés de préférence pour faire varier la tension aux bornes du circuit primaire du transformateur 5 comprenant le tube au néon 6 et la résistance 7. 

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  Dans cette figure, on voit que ce réglage est effectué à l'aide d'un potentiomètre 10 branché aux bornes de la source et alimen- tant le dit circuit du primaire du transformateur 5. 



   La figure 4 indique également des moyens pour régler la durée pendant laquelle chacune des triodes est rendue conduc- trice. Ces moyens de réglage sont constitués par une résistance 11 reliée en série entre le secondaire du transformateur 5 et le transformateur 4. A l'aide de cette résistance, on agit sur l'amplitude et également sur la phase de l'impulsion de commande transmise par le transformateur 4 aux circuits de grille des triodes 3. Il est évident que si la phase de l'impulsion est par exemple retardée, par rapport à la phase de la tension four- nie par la source et appliquée entre l'anode et la cathode d'une des triodes, la durée pendant laquelle cette triode est rendue oonductrice par la dite impulsion, est réduite.

   En effet, si l'impulsion se prolonge lorsque le potentiel d'anode est tombé en-dessous d'une certaine valeur, cette partie de l'impulsion n'a plus d'effet et la triode cesse d'être conductrice avant même que l'impulsion soit terminée. 



   La figure 5 représente une forme d'exécution du disposi- tif objet de l'invention dans laquelle on utilise des triodes à gaz, ou thyratrons, qui permettent d'obtenir une commande et un réglage très efficaces. Ces thyratrons peuvent être rendus conducteurs à n'importe quel instant de l'alternance positive qui est appliquée entre leur anode et leur cathode, et ils res- tent conducteurs jusqu'au moment où le potentiel d'anode par rapport à la cathode tombe au-dessous d'une faible valeur qu'on nomme la tension d'arc du thyratron et qui est une tension dé- terminée pour chaque type de tube à gaz.

   Dans la figure 5, les circuits de grille des thyratrons 3 comprennent chacun une 

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 connexion 16 reliant la grille au point commun d'une résistance 13 et d'une impédance réactive 12 branchées en série et ali- mentées par un secondaire 14 du transformateur de commande 4, dont le primaire est relié à la source d'alimentation. Une prise médiane de cet enroulement secondaire 14 est reliée à la cathode du même tube. Les grilles des thyratrons reçoivent donc une tension alternative de forme sinusoïdale qui leur est appliquée par l'intermédiaire d'un pont déphaseur formé par le secondaire 14, la résistance 13 et le condensateur 12. 



  Chacun des tubes laisse passer du courant pendant ure période débutant, pour chaque alternance, à un instant réglable (selon la phase de la tension appliquée à la grille, par rapport à la phase de la tension appliquée à l'anode) et se terminant lorsque la tension entre l'anode et la cathode de ce tube devient plus faible que sa tension d'arc. Pour régler la phase de la tension de grille, on fait varier la résistance 13. On pourrait également utiliser un pont déphaseur unique branché dans le circuit du primaire du transformateur 4. Les condensateurs 12 pourraient également être remplacés par des self-inductances; il faudrait alors croiser les connexions du primaire ou des secondaires du transformateur 4.

   Les en- roulements 15 du transformateur 4 sont destinés à alimenter   les circuits de chauffage respectifs des tubes 3 ; l'on   alimente ces circuits par l'intermédiaire du transformateur 4, il est préférable d'utiliser deux ponts déphaseurs séparés, puisque ce transformateur est chargé par les dits circuits de chauffage . 



   La figure 6 se rapporte à une variante. Dans cette figure, la connexion de grille 16 aboutit au point commun d'une impédance 12 et d'une résistance 13, reliées en série 

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 aux bornes d'un secondaire 14 du transformateur 4. La prise médiane de cet enroulement 14 est reliée au curseur d'un poten- tiomètre 17 branché aux bornes d'une source de tension conti- nue de polarisation dont le pôle positif est relié à la cathode du tube commandé. Ce tube est donc polarisé négativement par la dite source de tension continue et, en réglant le cur- seur du potentiomètre 17, on modifie la tension de grille de oe tube en ajoutant à une tension alternative de grille de phase constante une tension continue réglable. Il est clair qu'on peut également régler l'instant d'amorçage de chacun des tubes 3 en polarisant ainsi ces tubes.

   Ce dispositif a cependant l'inconvénient de nécessiter une source de tension continue indépendante pour chaque tube. 



   Dans le cas des fig. 5 et 6, lorsque le circuit d'u- tilisation est constitué par des tubes à décharge, on branche- ra ceux-ci aux bornes 2 par l'intermédiaire d'un transforma- teur, de préférence un transformateur élévateur de tension, permettant éventuellement de brancher en série plusieurs tubes à décharge. Au moment où chacun des thyratrons s'amorce, une impulsion de courant de front extrêmement raide traverse le primaire de ce transformateur, de sorte que la tension secon- daire à l'instant de l'amorçage est toujours suffisante pour provoquer l'amorçage des tubes à décharge. On pourra donc, avec cette forme d'exécution du dispositif également, régler l'intensité lumineuse de tubes à décharge dans des proportions considérables, et pratiquement jusqu'à leur extinction. 



   On peut disposer et dimensionner les circuits de commande, agissant sur les grilles des triodes à   gaz,   de fa- çon telle que le temps d'ionisation des dites triodes à gaz diminue lorsque la tension de crête appliquée à l'anode de 

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 l'une quelconque des triodes pendant la partie de l'alternance durant laquelle cette triode est conductrice diminue. Ainsi, le secondaire du transformateur fournit au tube à décharge lumineuse une tension de crête supérieure   à   sa tension d'al- lumage, si brève que soit chaque impulsion de courant fourni au primaire du transformateur par l'une quelconque des triodes. 



   REVENCIAITOLS 
1) Dispositif de réglage de l'alimentation d'un circuit électrique par une source de courant alternatif, no- tamment pour régler l'intensité lumineuse de tubes à décharge, caractérisé en ce qu'il comprend, en série avec le circuit et pour chaque phase que comprend la source, au moins deux triodes branchées en opposition, la cathode de chacune étant reliée à l'anode de l'autre, chacune de ces triodes étant commandée par une tension alternative de commande obtenue à partir de la source et appliquée entre sa grille et sa ca- thode, et des moyens pour régler la tension alternative de commande pour rendre chacune des dites triodes conductrice durant une fraction réglable de l'alternance positive de la tension appliquée par la source à son anode de façon telle,

   que la valeur de crête de la tension appliquée au circuit é- lectrique reste au moins égale à la valeur de crête appliquée à ce circuit lorsque les triodes sont alternativement conduc- trices, chacune pendant une demi-alternance au moins.

Claims (1)

1. 2) Dispositif selon la revendication 1, comprenant un transformateur d'alimentation disposé pour alimenter au moins un tube à décharge lumineuse branché au secondaire de ce transformateur, caractérisé en ce que les dites triodes <Desc/Clms Page number 10> branchées dans le circuit primaire du transformateur, sont des triodes à gaz¯et en ce que les dits moyens pour régler la tension alternative de commande sont tels, que le temps d'ionisation des dites triodes à gaz diminue lorsque la ten- sion de crête appliquée à l'anode de l'une quelconque des tri- odes pendant la partie de l'alternance durant laquelle cette triode est conductrice diminue, afin que le secondaire du transformateur fournisse au tube à décharge lumineuse une tension de crête supérieure à sa tension d'allumage,

   si brève que soit chaque impulsion de courant fourni au primaire du transformateur par l'une quelconque des triodes.

   3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension alternative de commande est appliquée aux électrodes des triodes par l'intermédiaire d'un transfor- mateur de commande comprenant deux enroulements secondaires de commande séparés.

   4) Dispositif selon les revendications 1 et 3, carac- térisé en ce que les dits moyens de réglage comprennent au moins un pont déphaseur constitué par une impédance réactive branchée, en série avec une résistance, aux bornes d'un enrou- lement du transformateur de commande, cet enroulement étant muni d'une prise médiane et ledit pont étant alimenté selon une de ses diagonales pour fournir une tension déphasée aux bornes de l'autre diagonale.

   5) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux ponts déphaseurs compre- nant chacun un des enroulements secondaires de commande du trans- formateur de commande, le circuit grille-cathode de chacune des triodes étant branché à la prise médiane dudit enroulement d'une part et au point commun de ladite impédance réactive et de la- dite résistance d'autre part. <Desc/Clms Page number 11>

   6) Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le transformateur de commande comprend deux alimentations prévues pour le chauffage des cathodes des triodes.

   7) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que ladite résistance que comprend chacun des ponts déphaseurs est réglable et fait partie desdits moyens de réglage.

   8) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que ladite impédance réactive que comprend chacun des ponts déphaseurs est constituée par un condensa- teur.

   9) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que le circuit grille-cathode de chacune des triodes comprend une source de tension continue de pola- risation pour rendre le potentiel moyen de la grille négatif par rapport à celui de la cathode.

   10) Dispositif selon les revendications 1, 3,4 et 9, caractérisé en ce que ladite tension continue est régla- ble et fait partie des dits moyens de réglage.

   11) Dispositif selon les revendications 1 et 3, ca- ractérisé en ce que lesdites triodes sont des triodes à vide et en ce que lesdits moyens de réglage comprennent des moyens pour produire, à partir de la source, des impulsions de com- mande transmises aux circuits grille-cathode des triodes par le transformateur de commande pour rendre chacune de ces tri- odes conductrice durant une fraction réglable de l'alternance positive de la tension appliquée à son anode, cette fraction comprenant l'instant auquel ladite tension d'anode passe par sa valeur de crête, et pour rendre chacune de ces triodes non <Desc/Clms Page number 12> conductrice durant le reste de ladite alternance positive.

   12) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 11, caractérisé en ce que lesdits moyens pour produire des impul- sions de commande comprennent un tube à décharge gazeuse branché en série avec une résistance et avec le primaire d'un transformateur et un organe prévu pour modifier les impulsions produites par le courant traversant ledit tube à décharge ga- zeuse par rapport aux alternances de la tension fournie par la source.

   13) Dispositif selon les revendications 1, 3, 11 et 12, caractérisé en ce que le transformateur de commande est alimenté par l'intermédiaire d'un transformateur dont le pri- maire est relié à la source, en série avec ledit tube à dé- charge gazeuse et ladite résistance et en ce que ce transfor- mateur intermédiaire est prévu pour modifier lesdites impul- sions.

   14) Dispositif selon les revendications 1, 3, 11 et 12,13, caractérisé en ce que le primaire dudit transformateur intermédiaire est shunté par une résistance, l'ensemble formé par ledit tube à décharge gazeuse en série avec une résistance étant shunté par un condensateur.

   15) Dispositif selon les revendications 1, 3, 11 et 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comprennent un potentiomètre branché aux bornes de la source et prévu pour régler la tension alimentant ledit tube à décharge gazeuse en série avec une résistance et avec le primaire d'un transforma- teur.

   16) Dispositif selon les revendications 1, 3, 11 et 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comprennent une résistance réglable branchée en série avec le primaire du transformateur de commande. <Desc/Clms Page number 13>

   La revendication 1 constitue le résumé au sens de l'arrêté royal du 23 juin 1877.