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DISPOSITIF POUR L AMORCAGE ET L ALIMENTATION EN FONCTIONNEMENT D'AU
MOINS UN TUBE LUMINESCENT.
La présente invention a pour objet un dispositif pour l'amorçage et 1?alimentation en fonctionnement, à partir d9une source de courant alter- natif, d'au moins un tube luminescent à remplissage gazeux à basse pression, présentant au moins une électrode susceptible d'être chauffée électriquement au moins avant l'amorçage.
On connaît déjà des dispositifs de ce genre, dans lesquels le passage du courant de chauffage est commandé automatiquement par des con- tacts placés sous la dépendance de moyens coupant automatiquement ce cou- rant après un certain laps de temps, de l'ordre d9une secondes et dans les- quels une forte surtension assurant l'amorçage du tube est produite lors de l'interruption du courant de chauffage., Ces dispositifs connus, du type dit à "starter" offrent l'inconvénient d'être délicats et facilement abîmés.
On connaît d'autre dispositifs du genre considérée dans lesquels il est prévu des contacts à commande manuelle pour interrompre le courant de chauffage. Les inconvénients de tels dispositifs non automatiques sont évi- dents.
On connaît encore un troisième genre de dispositifs d'amorçage, comprenant exclusivement des moyens statiques provoquant une forte surtension assurant 19 amorçage Le circuit de chauffage reste constamment fermé, des moyens sont simplement prévus pour diminuer automatiquement 1?intensité de courant de chauffage après amorçageo Cette troisième catégorie de disposi- tifs présente l'inconvénient de provoquer un amorçage prématuré, avant que les électrodes niaient été portées à une température suffisamment élevée, ce qui détériore ces dernières. En outre, très souvent, le courant de chauffage des électrodes n'est pas diminué dans une proportion suffisante après l'amorçage; ces dernières sont donc trop chaudes pendant le fonction-
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nement, ce qui abrège la durée du tube.
L'auteur de l'invention a constaté que, dans bien des cas, la sur- tension que l'on applique au tube pour produire l'amorçage, n'est pas néces- saire et que, bien au contraire, elle présente l'inconvénient de provoquer l'amorçage avant que les électrodes n'aient été suffisamment chauffées.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients signalés.
Elle a pour objet un dispositif du type indiqué au début et qui est carac- térisé par un transformateur dont au moins une partie d'un premier enroule- ment est branchée à la dite source par l'intermédiaire d'au moins une impé- dance de chute dont la valeur totale, en fonctionnement,-est au moins égale à la moitié de l'impédance en fonctionnement du circuit de-décharge comprenant le dit tube, ce transformateur présentant au moins un enroulement de chauf- fage branché aux bornes de la dite électrodeo
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples non limitatifs, cinq formes d'exécution du dispositif objet de l'invention.
Les figures 1 à 5 sont des schémas électriques respectifs de cha- cune de ces formes d'exécutiono
Pour autant que faire se peut, des mêmes signes de référence sont utilisés pour désigner les éléments correspondants des différentes fi- gureso
Le dispositif représenté à la figo 1 est destiné à assurer l'amorçage et l'alimentation en fonctionnement, à partir d'une source four- nissant une tension alternative voisine de sa tension d'amorçage, d'un tu- be 1 à remplissage gazeux à basse pression présentant deux électrodes sus- ceptibles d'être chauffées électriquement.
Ces électrodes 2 et 2 présen- tant, chacune deux bornes respectivement reliées à des enroulements de chauffage 3 et 3a d'un transformateur 4 dont un'premier enroulement ou pri- maire 5 est relié à la source 6 par l'intermédiaire-d'une-impédance 7.
Chacun des enroulements 3 et 3a présente un point commun avec le primaire 5 du transformateur 4, branché en parallèle avec le circuit de décharge du tube 1. Un organe métallique 14 est disposé au voisinage d'une partie du circuit de décharge et est électriquement relié au pôle neutre 0 de la source 60
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Supposons que la source 6 fournisse une tension voisine de la tension nécessaire pour l'amorgage du tube 1 lorsque ses électrodes 2 et 2a sont chauffées à la température voulue. Lorsque cette source est reliée au dispositif, un courant induit circule dans les enroulements 3 et 3a et les électrodes 2 et 2a sont chauffées. Lorsque ces électrodes ont atteint une température suffisante, au bout d'une seconde environ, une décharge s'amorce dans le tube 1.
Le courant de décharge traverse des conducteurs 9 et 10, respectivement 9a et 10a, reliant les électrodes 2 et 2a aux enrou- lements 3 et 3a et passe ensuite à travers l'impédance 7. L'organe 14 sert à faciliter l'amorçage de la décharge en augmentant le gradient de poten- tiel dans une partie du circuit de décharge avant l'amorgage. Ainsi., dans le dispositif représenté à la figo 1, la décharge s'amorce initialement au voisinage de l'électrode 2. L'organe 14 peut être constitué par une électro- de disposée à l'intérieur du tube, par un revêtement métallique disposé sur une partie du tube., ou encore et de préférence par une partie métallique d'une armature destinée à recevoir le tube et pouvant également servir de support pour le montage de tout ou partie du dispositif.
On a constaté que l'amorçage du tube était le plus régulier et se produisait avec la tension d'alimentation la moins élevée lorsque l'organe conducteur était directement relié électriquement à un pâle neutre de la source d'alimentationo Cepen- dant, les conditions d'amorçage sont déjà considérablement améliorées lors-
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qu'il est relié électriquement à l'une des bornes du transformateur 4.,-soit directement, soit par l'intermédiaire d'une impédance que comprend le disposi- tif. Il est évident que, cet organe n'agissant que par capacité et sa--capa- - - cité étant relativement faible, il peut être relié à l'un quelconque des points susdits par 1?intermédiaire d'une impédance de valeur relativement élevée.
On sait qu'un tube luminescent présente, en fonctionnement, une impédance statique et une impédance dynamiqueo L'impédance dont il est ques- tion dans la définition ci-dessus est le rapport de la tension moyenne effi- cace appliqué au tube ou à un circuit de décharge comprenant plusieurs tu- bes au courant moyen efficace traversant ce circuit de déchargeo De préfé- rence, la valeur totale en fonctionnement de la dite impédance de chute est au moins égale à l'impédance en fonctionnement du circuit de décharge et de la partie du dit premier enroulement branchée en parallèle avec celui-ci, ou même au moins égale à l'impédance en fonctionnement du circuit-de déchargée De préférence également, le transformateur est un transformateur à circuit magnétique dit fermée de haute qualité,
et non un transformateur à entrefer ou à fuites ou encore à shunt magnétique.
Sitôt que le tube est amorcé, la chute de tension aux bornes de l'impédance 7 fait diminuer la tension aux bornes de la partie 5 du premier enroulement du transformateur branchée à la source 6, si bien que la puis- sance de chauffage fournie aux électrodes 2 et 2a par les enroulements 3 et 3a est réduite dans de très grandes proportionso
Du fait que la différence de potentiel entre les conducteurs 9 et 9a est légèrement plus grande que la différence de potentiel entre les conducteurs 10 et 10a,
la plus grande partie du courant de décharge passe à travers'les conducteurs 9 et 9a et s'écoule à travers les enroulements 3 et 3a et l'impédance 7 jusqu'à la source 60 Les enroulements 3 et 3a sont ain- si chargés par le courant de décharge et la tension à leurs bornes respec- tives est diminuée de la chute de tension produite par le courant de déchar- ge dans chacun de ces enroulementso La tension de chauffage appliquée aux électrodes 2 et 2a à partir des enroulements 3 et 3a est donc diminuée.
Cette tension est aussi et elle est principalement diminée du fait de la chute de tension produite par le courant de décharge traversant I'impédan- ce 7. Cette chute de tension a pour effet d'abaisser dans de grandes pro- portions la tension appliquée au primaire 5 à partir de la,source 60 Si la tension de la source 6 n'était pas tout à fait suffisante pour provo- quer 1.\1 amorçage du tube 1, ce tube pourrait quand même être amorcé du fait que la différence de potentiel entre les extrémités respectives des électro- des 2 et 2a reliées aux conducteurs 9 et 9a est plus grande que la différen- ce de potentiel appliquée au primaire 5 du transformateur et peut, dans cer- tains cas.,
être plus grande que la force électro-motrice de la source 60
Ainsi qu'on 1'a dit plus hauts dans le dispositif représenté à la figo 1, la plus grande partie du courant de décharge traverse le? conduc- teurs 9 et 9a. Avec certains tubes, ce dispositif peut présenter des incon- vénients du fait que le courant de décharge n9est pas réparti de façon uni- forme dans les électrodes 2 et 2a, représentées par des filaments. Un tel filament pourrait être ainsi surchauffé localement en fonctionnement.
On peut diminuer ou éliminer cet inconvénient en inversant le sens des enroulements 3 et 3a de façon quils ne soient traversés que par une relativement faible partie du courant de décharge. Le courant de chauf- fage diminue alors dans de moins fortes proportions après l'amorçages mais les électrodes sont chauffées de façon plus uniforme. On peut aussi utili- ser des enroulements de chauffage à prise intermédiaire de préférence à prise médiane et relier cette prise à l'enroulement primaire du transforma-
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tour.
Tout ou partie de chaque enroulement de chauffage peut être constitué par une partie de 11 enroulement primaire, celui-ci présentant alors'au moins une prise intermédiaire., Tout ou partie de chaque enroulement de chauffage peut encore être bobiné en fil relativement résistante par exemple en fil de constantan, toujours dans le but d'améliorer la réparation du courant de dé- charge dans l'électrode et de la chauffer de façon plus uniforme en fonction- nemento
Le premier enroulement du transformateur peut constituer un auto-transformateur abaisseur ou élévateur de tension, cet enroulement pré- sentant une prise intermédiaire à laquelle est reliée une des électrodes du tube ou un des pôles de la source, selon le cas,
ce même pôle ou la dite électrode étant relié à l'extrémité de cet enroulement voisine de la dite prise.
La deuxième forme d'exécution représentée à la figa 2 est des- tinée à assurer l'amorçage et l'alimentation en fonctionnement d'un tube luminescent 1 présentant deux électrodes 2 et 2 susceptibles d'être chauf- fées électriquement avant l'amorçage. Ces électrodes sont alimentées par des enroulements 3 et 3a d'un transformateur 4 dont l'enroulement primaire 5 est branché en série avec le circuit de décharge et avec une inductance 11.
Le circuit de décharge et l'inductance 11 sont shuntés par un condensateur 7 en série avec l'enroulement 5, et qui constitue une impédance de chute et qui sert à deux fins. Ce condensateur présente, de préférence, une impédan- ce sensiblement égale à celle en fonctionnement du circuit de décharge en série avec l'inductance 11. Avant l'amorçage,il sert à laisser passer du courant à travers l'enroulement 5, de façon que la tension voulue soit appliquée à chacune des électrodes 2 et 2a par leurs enroulements de chauf- fage respectifs 3 et 3a.
Sitôt la décharge amorcée, le condensateur 7 sert à améliorer le cos # du dispositif et le primaire 5 est simultanément'par- couru par un courant capacitif traversant le condensateur 7 et par un cou- rant déphasé d'au moins 120 et, de préférence,, d'au moins 135 par rapport à ce courant et traversant l'inductance 11 et le circuit de déchargeo Le courant résultant dans l'enroulement 5 est ainsi réduit dans de grandes proportions, de même que la puissance de chauffage fournie aux électrodes 2 et 2a au moyen du transformateur 4. L'organe conducteur 14 est directement relié électriquement au pôle neutre Q de la source. Il est relié à une des bornes du transformateur 4 par l'intermédiaire de l'inductance 11 et à une autre par l'intermédiaire du condensateur 7.
Ce dispositif est avantageux du fait que l'enroulement 5 est un enroulement à basse impédanceprésentant un faible nombre de spires et économique à fabriquer.,
La troisième forme d'exécution représentée à la fig. 3 est des- tinée à assurer l'amorçage et l'alimentation en fonctionnement de deux tubes luminescents 1 et 1a. Dans ce dispositif, l'impédance 7 est constituée par une Inductance, et un condensateur 12 est branché aux bornes de la source 6, en parallèle avec le reste du dispositifpour améliorer le cos de ce- lui--ci. Le transformateur 4 comprend un primaire 5 et deux enroulements 3 et 3a alimentant respectivement chacun une électrode 2, 2c des tubes 1 et 1a.
Ces tubes sont branchés en série aux bornes du primaire 5 et leurs deux au- tres électrodes 2a et 2 sont chauffées à partir d'un enroulement 3b dont un point est relié à un point du primaire 5 par l'intermédiaire d'une résis- tance 13o Les électrodes 2a et 2b sont branchées en série aux bornes de l'enroulement 3b de façon que la tension de chauffage fournie par cet enrou- lement s'ajoute partiellement, pour chacun des tubes 1 et la.9 à la moitié de la tension appliquée à l'ensemble de ces deux tubes, entre les électrodes 2 et 2c. Dans ces conditions., il suffit que la tension de la source 6 soit
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voisine de la tension d'amorçage avec électrodes chauffées de l'ensemble des deux tubes 1 et la branchés en série pour assurer l'amorçage de ces tubes.
Théoriquement, et selon les valeurs respectives de l'impédance 7 et de l'in- ductivité que présente le primaire-59 cette-tension pourrait même'être quel- que-peu inférieure à la dite tension d'amorçageo La disposition des enrou- lements 3,3a et 3b correspond à celle des enroulements 3 et 3a de la figolo La résistance 13 est une forte résistance ohmique destinée à empêcher que le transformateur 4 ne soit chargé par le courant de décharge, au cas où un seul des tubes 1 et la serait amorcée
La quatrième forme d'exécution représenté à la figo 4 est des- tinée à assurer l'amorçage et l'alimentation en fonctionnement de quatre tu- bes 1, las 1b et 1c,
chacun de ces tubes présentant une électrode suscepti- ble d'être chauffée électriquemento La disposition correspond à celle de la troisième forme d'exécution représentée à la figure 3, le tube 1 de cette figure étant remplacé par les tubes 1 et la branchés en série de la figure 4 et le tube la de la figure 3 étant remplacé par les tubes 1b et 1c branchés en série de la figure 4. Les électrodes 8 à 8 de cette quatrième forme d'exécution , qui ne sont pas chauffées électriquement,sont reliées entre elles deux à deux, l'électrode 8 du tube 1 à l'électrode 8a du tube la@ et ainsi de suite, et les points communs de ces paires d'électrodes sont réu- nis à des prises du primaire 5 du transformateur par l'intermédiaire de fortes résistances ohmiques 13.
L'impédance 7 est constituée par une in- ductance -présentant une prise intermédiaire, et un condensateur 12 est branché entre cette prise et le pôle de la source 6 opposé à celui auquel est réunie l'inductance 7. Ce condensateur 12 sert ainsi à deux fins il améliore le cos # du dispositif et il permet d'obtenir, aux bornes du primaire 5, une tension sensiblement supérieure à celle de la source 60
La cinquième forme d'exécution, représentée à la figo 5, est destinée à alimenter deux tubes 1 et la en parallèle, à partir d'un réseau d'alimentation 60 Elle comprend, pour chaque tube, un transformateur bran- ché de façon identique à celle dont est branché le transformateur 3, 3a, 4 et 5 de la première forme d'exécution, et une inductance à prise 7, respec- tivement 7a.
Un condensateur 12,destiné à améliorer le facteur de puissan- ce, est branché entre les prises des inductances 7 et 7a qui forment, avec les primaires 5 et 5a des transformateurs, un pont relié au réseau 6 en deux de ses sommets opposéso Cette disposition est absolument symétrique, au point de vue électrique, et diminue de ce fait dans de grandes proportions l'effet stroboscopique dû à la faible inertie des tubes,et fortement ampli- fié par une dissymétrie, difficile à éviter, dans les conditions d'amorça- ge de chaque tube.
Pour obtenir ce résultat, il faut que les tubes ainsi alimentés soient voisins l'un de l'autreo
Dans les formes d'exécution représentées aux figures 1, 3, 4 et 5, on remarquera que le ou les primaires 5 et 5a ne sont que peu ou pas chargés par le courant de décharge, si bien que ce primaire peut être bobi- né en fil relativement fin. Les enroulements 3, 3a et 3b et 3c doivent être bobinés en fil de plus forte section et'être capables de supporter le courant de chauffage des électrodes 2 à 2c avant l'amorçage, et le cou- rant réduit de chauffage de ces électrodes après l'amorçage, dans certains cas, ajouté à tout ou partie du courant de décharge.
Les impédances 7 et 7 de ces mêmes formes d'exécution pourraient aussi être constituées par des condensateurs,ou même par des résistances.
Cependant, des impédances constituées par des inductances sont préférables à tous points de vue.
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Les dispositifs décrits sont particulièrement avantageux du fait qu'ils ne comprennent aucun organe mobile aucun contact susceptible de soxy- der ou d'être brûlé. Les transformateurs qu'ils comprennent ne sont prati- quement pas chargés en fonctionnement et, avant I'amorçage, ils sont unique- ment chargés du fait de la puissance de chauffage qu'ils fournissent'aux élec- trodes des tubeso Ces transformateurs peuvent par conséquent être bobinés- sur des noyaux de petites dimensions,
leur primaire étant en fil fin et com- prenant un grand nombre de spires de façon à présenter une inductance de va- leur élevée et à ne consommer qu'un très faible courant primaire de magnéti- sation.- Le transformateur de la deuxième forme d'exécution décrite présen- te en outre l'avantage de ne comprendre qu'un faible nombre de spires, ce transformateur étant un transformateur à faible impédance dont.le primaire est branché en série avec le circuit dé décharge et avec une inductance.
Ces dispositifs sont par conséquent économiques tout en étant très efficaceso A titre d'exemple, on a réalisé un dispositif destiné à assurer l'amorça- ge et l'alimentation en fonctionnement, directement à-partir d'un réseau de distribution de courant alternatif à 220 volts, d'un tube présentant une tension de fonctionnement de 110 volts et consommant 40 Watts, Avec ce dispositifmonté selon le schéma de la figure 1, le courant de chauffage avant l'amorçage était d'environ 1 ampère pour chacune des deux électro- des et tombait à 0,6 ampère au bout de 0,6 seconde et à 0,
08 ampère après l'amorgageo L'allumage s'effectuait très régulièrement et les tubes essayés ont brûlé pendant la durée garantie par le fabricant et avec la fréquence d'amorçage prescrite de un amorçage toutes les trois heures de service sans que se produise la moindre trace de noircissement au voisinage des électrodes- ni ailleurs.
REVENDICATIONS.
1) Dispositif pour l'amorçage et l'alimentation en fonctionne- ment, à partir d'une source de courant alternatif, d'au moins un tube lumi- nescent à remplissage gazeux à basse pression, présentant au moins une élec- trode susceptible d'être chauffée électriquement au moins avant l'amorçage, dispositif caractérisé par un transformateur dont au moins'une partie d'un premier enroulement est branchée à la dite source par l'intermédiaire d'au moins une impédance de chute dont la valeur totale, en fonctionnement, est au moins égale à la moitié de l'impédance en fonctionnement du circuit de décharge comprenant le dit tube, ce transformateur présentant au moins un enroulement de chauffage branché aux bornes de la dite électrode.