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DISPOSITIF'DE MONTAGE DE TUBES FLUORESCENTS.
L'invention a pour objet un dispositif de montage de tubes fluo- rescents.
C'est un but de l'invention de fournir un dispositif de montage de tubes fluorescents qui assure un fonctionnement dans des conditions optima, aussi bien pour l'amorçage de l'arc que pour l'entretien de l'arc après al-
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lumage" C'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif as- surant au tube un fonctionnement sans extinction intempestive, c'est-à-dire sans papillotements.
C'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif de montage qui permette l'allumage de l'arc sans transformateur à partir d'un réseau d'alimentation dont la tension est seulement de peu supérieure à la tension d'allumage.
@ 0'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif, qui permette le réglage du facteur de puissance à toute valeur désirée.
C'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif qui soit d'un rendement excellent.
C'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif, dont la construction soit simple et beaucoup plus économique que celle des dispositifs connus.
C'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif qui permette, dans des conditions particulièrement économiques, le fonction- nement de tubes dont la tension d'allumage est supérieure à celle du réseau.
C'est à cet égard un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif qui ne requiert pour son fonctionnement qu'un transformateur léger
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et de dimensions réduites et, partant, économique.
L'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple, et en référen- ce au dessin annexé, dans lequel : - la fig. 1 est un schéma dune première forme de réalisation ; - la fig. 2 est un schéma d'une secondsforme de réalisation ; - la fig. 3 est un schéma d'une autre forme de réalisation ; - la fig. 4 est un schéma d'une autre forme de réalisation ; - la fig. 5 est un schéma d'une variante.
On se réfère d'abord à la fig. 1. Les filaments de chauffage F-et F2 d'un tube fluorescent T font partie d'un circuit aux extrémités 10 et 11 duquel est'appliquée la tension alternative d'un réseau U et qui comprend; en série avec les filaments F1 et F, une résistance R , suivie par une résis-
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tance R2 ,..upe résistance R3. une palette P 1 d'un électro-aimant E ainsi que les enroulements Si et Sz dudit électro-aimant. Les enroulements SI et S2 sont à actions différentielles sur l'armature A portant la palette P1; lorsqu'ils sont parcourus tous deux par le même courant, leurs actions s' annulent.
Par exemple, les enroulements S1 et S2 sont de même longueur et de même nombre, de tours, et enroulés en sens contraire autour d'un noyau magnétique commune Comme indiqué sur la figure, le filement de chauffage F1
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est situé entre d'une part le groupe de résistances Rl et R2 et d'autre part la résistance R3; le filament F2,est au point de vue électrique, situé entre
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les enroulements Si et S,. La palette Pj , montée à rotation autour du pivot 12, coopère avec un contact 13 formant l'extrémité de la résistance R opposée à celle qui est directement reliée au filament F1.
L'armature A dudit élec- tro-aimant comporte une seconde palette P2 montée à rotation autour d'un pivot 14, relié électriquement par un conducteur 15 au point commun 16 des résis-
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tances R, et R2 et dont l'autre extrémité peut coopérer avec un contact 17 for- mant l'extrémité d'un conducteur 18 relié au pôle 10 du réseau. Un interrup-
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teur I est prévu entre la résistance R1 et ledit pdle. Des moyens élastiques, tels que ressort, tendent à maintenir les palettes Pl et P2 dans la position montrée en trait plein sur la figure, c'est-à-dire coopérant avec les contacts 13 et 17.
Le fonctionnement est le suivant :
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Lorsqu'on ferme l'interrupteur I, les filaments Fi et Fz sont par- courus par le courant qui circule dans le circuit comprenant, à partir du pô- le 10 : l'interrupteur I, le conducteur 18, la palette P2, le conducteur 15,
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la résistance R?, le filament F1, la résistance R3, la palette Pl. l'enrou- lement S2e le filament Fz , l'enroulement Si le conducteur 19, jusqu'à l'au- tre pôle 11 du réseau. Les valeurs des résistances R2 et R sont choisies tel- les que ce courant ait une intensité propre à provoquer un chauffage suffi- sant des filaments F1 et F2 dans le temps convenable.
Il est à remarquer que, dans cette condition, les effets des enroulements SI et S2 s'annulent, de sorte que les palettes Pl et P2 restent dans la position montrée en trait plein, sous l'action des moyens élastiques; en outre, les valeurs des self-induc- tions desdits enroulements n'entrent pas dans la détermination des autres élé- ments du circuit, puisqu'elles s'annulent l'une l'autre.
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Lorsque, par chauffage des filaments Fi et F2e l'arc s'amorce, le courant passe alors dans le tube T, par l'arc, qui fait partie d'un circuit
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comprenant, â partir du pôle 10 : l'interrupteur I, la résistance RI, la ré- sistance R2; l'arc, l'enroulement Si et le conducteur 19, jusqu'au pôle Il.
Le courant supplémentaire, qui traverse ainsi l'enroulement SI, déséquilibre le relais E, c'est-à-dire que les effets des enroulements S1 et S2 sur 1-'armature portant les palettes Pl et P2 ne s'annulent plus; l'effet différentiel est suffisant pour vaincre les moyens de retenue élastique et les palettes Pl et P2 prennent la position montrée en trait pointillé.
Pour cette position , le tube T continue à faire partie du même
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circuit que celui qu'on vient de définir en dernier lieu et dont les caracté-
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ristiques assurent un fonctionnement optimum de l'arc. La résistance R3. ain- si que l'enroulement S 21 sont'alors hors circuit. Seul l'enroulement'Si exer- ce son action sur l'armature portant les palettes FI-et F , les maintenant ainsi fermement dans la position montrée en trait pointillé.
Lorsqu'on désire éteindre à l'arc, on ouvre l'interrupteur 1.
L'enroulement 1' qui est seul à intervenir au cours du fonction- nement normal de l'arc, c'est-à-dire après l'allumage, est choisi de manière à obtenir pour l'ensemble un excellent facteur de puissance. S'il est néces- saire,on peut, dans le même but, prévoir une self auxiliaire, en série dans le circuit de l'enroulement Si. Les autres caractéristiques du relais sont ensuite déterminées à partir de l'enroulement ainsi choisi.
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Les résistances Rl et R 2 peuvent également être remplacées par une résistance unique comportant une prise formant l'extrémité du conducteur 15.
Ladite prise peut être de position réglable, de manière à modifier la propor- tion des parties de ladite résistance de part et d'autre de la prise, ce qui a une influence sur la rapidité d'amorçage de l'arc qu'on peut ainsi régler à volonté.
A simple titre d'exemple illustratif, on peut choisir, pour un tube fluorescent de 0 m 60, lorsque le réseau est un secteur de 110 volts, une ré- sistance R1 égale à 120 ohms, une résistance R2 égale à 60 ohms et une résis- tance R3 égale à 120 ohms. Dans ces conditions, le courant traversant les fi- laments F1 et F2 pour le chauffage est d'environ 650 milli-ampères, et le cou- rant de l'arc, une fois l'allumage effectué, est d'environ 300 milli-ampères.
On se réfère maintenant à la fig. 2, qui vise une forme de réalisa- tion propre à permettre le fonctionnement d'un tube dont la tension d'alluma- ge est supérieure à la tension du réseau, mais dont la tension de fonctionne- ment est inférieure ou au plus égale à ladite tension du réseau. Le primaire p demi auto-transformateur 11 est alimenté par un circuit qui comprend, à par-
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tir du pale 10 d'un réseau U : l'interrupteur i, le conducteur 24, une palet- te p1, montée autour du pivot 23, un-conducteur 20, l'enroulement primaire , p,le conducteur 22, jusqu'à l'autre pale 11 du réseau.
Les filaments de préchauffage fi et f2 du tube fluorescent t font partie d'un circuit qui comprend, à partir de l'extrémité 32 de l'enroulement primaire p: le conducteur 22, l'enroulement si d'un relais électro-magnétique e. , le filament f2, un autre enroulement s2 dudit relais électromagnétiquecomptant le même nombre de tours que l'enroulement si et enroulé en sens inverse de ce dernier, la pa- lette P2 coopérant avec le contact 27,-le pivot 25 placé sur l'armature a du relais electro-magnétique (comme d'ailleurs le pivot 23), le conducteur 26,
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la résistance r2, le filament fi, le conducteur 34, jusqu'à l'extrémité 31 du secondaire s constituant l'extrémité de l'auto transformateur n opposée à l'extrémité 32.
La palette P1 peut également coopérer avec le contact 29 qui forme l'extrémité d'un conducteur 30 comprenant une résistance ri et aboutissant au conducteur 34.
Le fonctionnement est le suivant :
Lorsqu'on désire allumer le tube, on ferme l'interrupteur i. Les
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palettes pi et P2 sont dans la'position montrée en trait plein et maintenues en cette position par l'action de moyens élastiques non représentés pour la àlxté du dessin. La tension du réseau est alors appliquée au primaire B par l'intermédiaire du circuit défini ci-dessus en premier lieu, qui comprend : le conducteur 24, la palette p1, le conducteur 20 et le conducteur 22. On
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dispose entre les extrémités 35. et 32 de l'auto-transformateur n d'une tension supérieure à celle de l'amorçage de l'arc.
C'est également par cette tension que sont alimentés les filaments de chauffage f1 et f2 par le circuit défini ci-dessus qui comprend à partir d'une extrémité 32 de l'auto-transformateur : le conducteur 22, l'enroulement si, le filament f2, l'enroulement s2, la pa-
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lette p2 ,le conducteur 26, la résistance r, le filament f1 et le conduc-
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teur 34 jusqu'à l'autre extrémité 31 de l'auto-transformateur. Dans cette condition, ou condition de préchauffage, les filaments f1 et f2 sont par- courus par le moïse courant, leurs actions sur l'armature a s'annulent et les, palettes p1 et p2 restent dans la position montrée en trait plein sur la figure.
Après un temps de. préchauffage convenable, qui peut d'ailleurs être réglé à volonté par suite du choix de la résistance r2, Parc]. , entre les électrodes duquel est appliquée la tension recueillie entre le? extrémités 31 et 32,de l'auto-transformateur, s'allume. Cet arc établit un circuit sup- plémentaire comprenant, à partir de l'extrémité 32 : le conducteur 22, l'en- roulement s1, l'arc, le conducteur 34 jusqu'à l'autre extrémité 31. L'enroulement sl est donc parcouru par un courant supérieur à celui qui parcourt 1' enroulement s2.
L'effet électro-magnétique de l'enroulement s1 devient suf- fisamment prépondérant par rapport à celui qu'exerce l'enroulement s2 pour que les palettes p1 et p2 prennent la position montrée en trait pointille, malgré l'action des moyens elastiques. Dans cette. condition, ou condition d'entre- tien, l'auto-transformateur est hors circuit et l'arc fait partie d'un cir- cuit qui comprend, à partir du pôle 10 : l'interrupteur i. le conducteur 24, la palette p1,le conducteur 30, la résistance r1, le conducteur 34, l'arc, l'enroulement sl, le conducteur 22 jusqu'à l'autre pôle 11. La résistance r1 est choisie pour que le fonctionnement du tube soit alors optimum.
Dans cette condition, seul l'enroulement s1 est parcouru par un courant, de sorte que la position des palettes p1 et p2 montrée en t rait pointillé est maintenue avec sécurité. L'enroulement s1 est choisi pour introduire le facteur de puis- sance convenable,' et ses caractéristiques étant ainsi fixées, on détermine ensuite les autres éléments du relais e. On peut également introduire une self auxiliaire pour le réglage du facteur de puissance.
¯Le transformateur 11 est ainsi en circuit seulement pendant la pé- riode de préchauffage, qui est très brève, de l'ordre du loème de seconde. On peut donc construire l'auto-transformateur avec des dimensions réduites et en n'utilisant qu'un minimum de matière. Son prix de revient est extrêmement bas, environ le loème de celui d'un transformateur fonctionnant aussi longtemps que 'l'arc est allumé, comme habituel jusqu'ici;,
On se réfère maintenant à la fig. 3, qui montre un dispositif pro- pre à assurer, dans les meilleures conditions, l'amorçage et l'entretien d'un tube, dont la tension d'entretien est légèrement supérieure à la tension du secteur dont on dispose.
Une des bornes 101 du secteur 102, par exemple de 110 volts, est reliée par un conducteur 103 à une extrémité 104 d'un auto- transformateur 105. L'autre borne 106 du secteur est reliée par un conduc- teur 107 à un commutateur 108 propre à coopérer soit avec un contact 109, soit avec un contact 110. Le contact 109 est relié par un conducteur 111 à une première prise intermédiaire 112 de l'auto-transformateur. Le contact 110 est relié par un conducteur 113, comportant en série une résistance 114, à une seconde prise intermédiaire 115, la prise 112 étant située entre l'ex- trémité 104 et la prise 115.
L'extrémité 104 du transformateur est reliée par un conducteur 116 à une extrémité 117 d'un filament 118 du tube fluorescent 119, dont 1' autre extrémité 120 est reliée par l'intermédiaire d'un conducteur 121, com- portant une résistance 122, à un interrupteur 123.
Celui-ci peut coopérer a- vec un contact 124 formant l'extrémité d'un conducteur 125 relié à une extré- mité 126 d'un enroulement 127 d'un électro-aimant 128, l'autre extrémité 129 dudit enroulement étant reliée à une extrémité 130 du second filament 131 du tube fluorescent 119. L'autre extrémité 132 du filament 131 est reliée à l'ex- trémité interne d'un second enroulement 133 de 1-'électro-aimant 128, dont 1' action sur une armature 134 est égale, mais de sens contraire, à l'action qu'exerce sur celle-ci l'enroulement 127. L'autre extrémité 135 de l'enroule- ment 133 est reliée à l'extrémité 136 du transformateur 105 opposée à l'ex- trémité 104,
l'extrémité 136 déterminant ainsi avec la prise 115 un enroule- ment 137. L'armature 134 est reliée par des moyens mécaniques schématisés par les tringles 138 et 139 au commutateur 108 et à l'interrupteur 123 respecti-
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vement.
Le fonctionnement est le suivant
Dans la condition de repos, les organes du dispositif sont dans la position montrée sur la fig. 1. Lorsqu'on désire allumer le tube 119, il sur-- fit de relier l'extrémité 104 à la borne 101 en actionnant l'interrupteur 140, qui vient alors coopérer avec le contact 141. L'enroulement 142 compris entre l'extrémité 104 et la prise intermédiaire 112 est alors mis sous la tension du secteur.
Il se développe alors, par effet de transformation-électro-magné- tique, une tension élevée entre les extrémités 104 et 136 du transformateur 105, ce qui a un double effet : - a) faire circuler un courant de chauffage dans les filaments 118 et 131, à travers un circuit qui comprend,à partir de l'extrémité 104 : le conducteur 116, le filament 118,le conducteur 121, la résistance 122; 1' interrupteur 123, le conducteur 125, l'enroulement 127, le filament 131, l'en- roulement 133, le conducteur 143, jusqu'à l'extrémité 136; dans cette condi- tion, un courant de même intensité parcourt les enroulements 127 et 133 du re- lais 128 et les actions de ceux-ci sur leur armature 134 s'annulent ;
- b) faire naître entre les filaments 118 et 131, ou entre les électrodes, du tube 119; une différence de potentiel relativement élevée.
Sous ce double effet, le tube 119 s'amorce après une fraction de seconde. Le passage de l'arc fait naître une circulation de courant, dans un circuit qui comprend, à partir de la prise 104 : le conducteur 116, le fila- ment 118, l'arc, le filament 131 ,l'enroulement 133, le conducteur 143 jus- qu'à l'extrémité 136; ce courant est plus intense que celui circulant dans le circuit comprenant le conducteur 121, la résistance 122, l'interrupteur 123, le conducteur 125, l'enroulement 127. Il en résulte que l'enroulement 133 a sur l'armature 134 une action électro-magnétique plus intense que celle de l'enroulement 127, de sorte que ladite armature se déplace, faisant passer le commutateur 108 et l'interrupteur 123 de leur position montrée en trait plein à celle montrée en trait pointillé.
Dans cette condition du montage, le commutateur 108 coopère avec le contact 110, et l'interrupteur 123 ne coopère plus avec le contact 124, et la tension du secteur est alors appliquée, non plus entre l'extrémité 104 et la prise intermédiaire 112, mais entre l'extré- mité 104 et la seconde prise intermédiaire 115.
L'arc, amorcé, est donc en- tretenu sous une tension suffisante, inférieure à la tension d'amorçage, mais légèrement supérieure à la tension du secteur, par un circuit qui com- prend, à partir de la borne 101 : l'interrupteur 140, le conducteur 103, le conducteur 116, le filament 118 ou électrode, l'arc, le filament 131 ou élec- trode, l'enroulement 133, le conducteur 143, l'enroulement 137, le conduc- teur 113, la résistance 114, le commutateur 108, le conducteur 107 jusqu'à 1' autre borne 106, la tension d'entretien étant fournie par le transformateur 105 entre ses extrémités 104 et 1360 La résistance 114 joue un rôle de régu- lation pour le courant dans le tube 119.
Pour cette condition, le transformateur 105 est soumis à des ac- tions électriques moins intenses que dans la condition d'amorçage, et qu'il peut supporter facilement, même si sa construction est simple et économique.
D'autre part, il peut assurer un nombre considérable d'allumages sans se dé- tériorer, étant donné que la condition d'amorçage n'est maintenue que pendant une fraction de seconde. Un tel transformateur peut être exécuté avec un poids de cuivre minime
On se réfère maintenant à la fig. 4. relative à une réalisation pour le montage d'un tube analogue à celui visé ci-dessus, mais applicable lorsqu'on dispose d'un secteur dont la tension est légèrement inférieure à la tension d'amorçage, et par contre supérieure à la tension d'entretien.
Une des bornes 150 dudit secteur, qui est par exemple un secteur de 220 volts, est reliée par un conducteur 151, comportant un interrupteur de commande 152, à une extrémité 153 d'un .transformateur 154. L'autre borne 155 du secteur est reliée par un conducteur 156 à un commutateur 157, qui coopère
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avec l'un ou l'autre de deux contacts 158 et 159.Le contact 158 est relié par un conducteur 160,comportant éventuellement une .résistance 161, à une prise intermédiaire 162 du transformateur 154. L'autre contact 159 est re- lié à 1'autre extrémité 163 du transformateur.
L'extrémité 153 est reliée par un conducteur 164 à une extrémité 165 d'un filament ou électrode 166, dont l'autre extrémité 167 est reliée à un conducteur 168, comportant une résistance 169 relativement élevée,à un interrupteur 170. Ce dernier peut coopérer avec un contact 171, formant l'extrémité d'un conducteur 172, relié à l'extrémité 173 d'un enroulement 174 d'un électro-aimant 1750 L'autre extrémité 176 de l'enroulement 174 est relié à une extrémité 177 du second filament ou électrode 178 du tube fluo- rescent 179,et l'autre extrémité 180 est reliéeà un second enroulement 181 de l'électro-aimant 175, dont l'extrémité externe 182 est reliée par un conducteur 183, comportant une résistance 184, à une seconde prise intermé- diaire 185,
les prises 162 et 185 délimitant ainsi sur le transformateur 154 des enroulements, respectivement 186, 187 et 188. Les enroulements 181 et 174 de 1'électro-aimant 175 ont sur leur armature commune 189 des effets é- lectro-magnétiques égaux mais de sens opposés lorsqu'ils sont parcourus par un même eouranto
Le fonctionnement est le suivant :
Dans la condition de repos, le commutateur 157 et l'interrupteur 170 sont dans la position montrée en trait plein sur la figuree Pour allu- mer le tube, il suffit de fermer l'interrupteur de commande 152,en le fai- sant coopérer avec son contact 190.
La tension du secteur est alors appli- quée, par l'intermédiaire de la résistance 161, entre l'extrémité 153 et la prise 162 délimitant l'enroulement 1860 Par effet de transformation électro- magnétique, il apparaît entre l'extrémité 153 et la prise 185 une tension propre à provoquer l'amorçage du tube et qui a un double effet : - a) elle fait circuler un courant de chauffage dans les filaments 166 et 178, à travers un circuit qui comprend, à partir de l'extrémité 153 : le conducteur 164, le filament 165, le conducteur 168, la résistance 169, 1' interrupteur 170, le conducteur 172, l'enroulement 174, le filament 178, 1' enroulement 181, le conducteur 183 et la résistance 184 jusqu'à la prise 185.
- b) elle fait nattre une différence de potentiel entre les fila- ments ou électrodes 166 et 178.
Sous ce double effet, le tube s'amorce au bout d'une fraction de seconde.
Il est à remarquer que, dans cette condition, c'est un courant de méme intensité qui circule dans les enroulements 174 et 181, de sorte que l'armature 189 de 1'électro-aimant 175 n'est pas sollicitée .
Dès que l'arc s'établit, il fait naître un circuit qui comprend, à partir de l'extrémité 153 : le conducteur 164, le filament ou électrode 166, 1-'arc, l'autre filament ou électrode 178, l'enroulement 181, le con- ducteur 183 et la résistance 184 jusqu'à la prise 185, et dans lequel circu- le le courant d'arc. Ledit courantqui-circule ainsi dansl'enroulement 181, ne circule pas, par contre, dans l'autre enroulement 174 de l'électro-ai- mant.
Sous l'action électro-magnétique différentielle de ces deux enroule- ments, l'armature 189 est déplacée et fait passer, par l'intermédiaire des tringleries 191 et 192, respectivement, le commutateur 157 et l'interrup- teur 170 de la position montrée en trait plein à la position montrée en trait pointillé, où le commutateur 157 coopère avec le contact 159 et l'interrup- teur 170 abandonne le contact 171.
Dans cette condition, ou condition d'entretien, la tension du sec- teur est appliquée aux extrémités 153 et 163 du transformateur 154, de sorte que ce dernier ne subit que des contraintes électriques faibles, les contrain- tes électriques développées p ndant l'amorgage ne lui étant appliquées que pendant une fraction de seconde. On peut donc exécuter ledit transformateur
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avec un poids minime de cuivre, dans des conditions économiques, tout en lui'assurant une longue durée d'utilisation.
Dans la condition d'entretien, l'arc est alimenté par un circuit qui comprend à partir de l'extrémité 153 : le'conducteur'164, le filament 166, l'arc, le filament 178, l'enroulement 181, le conducteur-183, la ré- sistance 184 jusqu9à la prise 185. L'arc est donc alimenté sous la tension juste suffisante pour son entretien.
On se réfère maintenant à la figo 5, relative à une autre forme de réalisation, applicable notamment lorsque la différence entre les valeurs souhaitables de la tension d'amorçage et la tension d'entretien est parti- culièrement élevée. C'est le cas, par exemple, d'un tube fluorescent non rec- tiligne. Ce montage peut être appliqué néanmoins à d'autres tubes. Dans l'ex- emple, le montage permet le fonctionnement d'un tube dont la tension d'entre- tien est de peu inférieure à la tension du secteur, et dont la tension d'a- morçage est plus du triple de la tension du secteur.
Dans cette réalisation, la borne 201 du secteur 202 est reliée par un conducteur 203 à un commutateur 204 propre à coopérer avec deux con- tacts, respectivement 205 et 206. Le contact 205 est relié par un conduc- teur 207 à une prise intermédiaire 208 d'un transformateur 209. Le contact 206 est relié par l'intermédiaire d'un conducteur 210 et d'une résistance 211 à une extrémité 212 dudit transformateur. L'autre extrémité 213 de ce transformateur est reliée par un conducteur 214, avec interposition d'un in- terrupteur de commande 215, à l'autre borne 216 du secteur 202.
La prise in- termédiaire 208 délimite donc dans le transformateur 209 un enroulement 217 et un enroulement 218, dont le premier présente un nombre d'ampères-tours no- tablement plus élevé que le second, dans une proportion qui est facile à déter- miner par les techniciens.
L'enroulement 217 coopère électro-magnétiquement avec un enroule- ment 220, d'un nombre d'ampères-tours relativement faible, et qui fait partie d'un circuit 221 qui comprend le. conducteur 222 et un filament 223 du tube fluorescent 224. Le conducteur 222 est en outre relié par le conducteur 225 à l'extrémité 212.
L'enroulement 218 coopère électro-magnétiquement avec un enrou- lement 226 analogue à l'enroulement 220, et qui fait partie d'un circuit 227 comprenant le second filament 228 du tube 224. Le filament 228 est en outre relié par un conducteur 229 à l'enroulement 230 d'un électro-aimant 231. L'au- tre extrémité 232 dudit enroulement est reliée par un conducteur 234 à l'ex- trémité 213 de l'enroulement 218. L'armature 235 de l'électro-aimant 231 est accouplée mécaniquement par une tringle schématisée en 236 au commutateur 204.
Le fonctionnement est le suivant :
Dans la condition de repos, le commutateur 204 est dans la posi- tion'montrée en trait plein sur la figure, c'est-à-dire qu'il coopère avec le contact 205. Il suffit alors de fermer l'interrupteur de commande 215 en le faisant coopérer avec le contact 237. La tension du secteur est alors appli- quée entre la prise 208 et l'extrémité 213 délimitant l'enroulement 218. Par effet de transformation électro-magnétique,il apparaît une différence-de potentiel élevée entre les extrémités 212 et 213 du transformateur 209, et qui est transmise aux filaments 223 et 228.
En même temps, en raison du couplage magnétique entre d'une part l'enroulement 218 et l'enroulement 226, et d'au- tre part les enroulements 217 et 220, il circule dans les circuits respective- ment 227 et 221 des courants d'une tension convenable, qui peut être faible, propres à assurer un bon chauffage des filaments 223 et 228. Sous l'effet com- biné de ce chauffage et de la différence de potentiel élevée mentionnée ci- dessus, l'arc jaillit après une fraction de seconde.
Il s'établit ainsi un cir- cuit qui à partir de l'extrémité 212 comprend :le conducteur 225, le conduc- teur 222, le filament 223, l'arc, le filament 228, le conducteur 229, l'enrou- lement 230 et le conducteur 234 jusqu'à l'extrémité 213 ; le courant qui cir- cule ainsi dans l'enroulement 230 provoque le fonctionnement de l'électro-ai-
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mant 231, et l'armature 235 de ce dernier fait passer le commutateur 204 de la position montrée en trait plein à la position montrée en trait pointillé, pour laquelle il coopère avec le contact 2060
Dans cette position, l'arc est alimenté par le courant qui cir- cule dans un circuit comprenant, à partir de la borne 201 :
leconducteur 203, le commutateur 204, le conducteur 210, la résistance 211, le conduc- teur 222, le filament 223, l'arc, le filament 228, le conducteur 229, l'en- roulement 230, le conducteur 234, le conducteur 214, l'interrupteur 215 jus- qu'à l'autre borne 216 du secteur.
Le relais 231 peut, en outre, être utilisé pour ouvrir un contact interposé sur les enroulements du transformateur 209, mettant ainsi celui-ci complètement hors circuit pendant la période d'entretien de l'arc. En tous les cas, le transformateur n'est parcouru par un courant relativement intense que pendant la fraction de seconde nécessaire pour l'amorçage de l'arc. Il peut donc être léger et être construit économiquement.
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FLUORESCENT TUBES MOUNTING DEVICE.
The subject of the invention is a device for mounting fluorescent tubes.
It is an object of the invention to provide a device for mounting fluorescent tubes which ensures operation under optimum conditions, both for starting the arc and for maintaining the arc after al-
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lumage "It is another object of the invention to provide such a device ensuring that the tube operates without untimely extinction, that is to say without flickering.
It is another object of the invention to provide such a mounting device which allows the ignition of the arc without a transformer from a power supply network whose voltage is only slightly higher than the voltage of ignition.
It is another object of the invention to provide such a device, which allows the adjustment of the power factor to any desired value.
It is another object of the invention to provide such a device which is of excellent efficiency.
It is another object of the invention to provide such a device, the construction of which is simple and much more economical than that of known devices.
It is another object of the invention to provide such a device which allows, under particularly economical conditions, the operation of tubes whose ignition voltage is greater than that of the network.
It is in this regard another object of the invention to provide such a device which requires for its operation only a light transformer.
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and small in size and therefore economical.
The invention is described below, by way of example, and with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is a diagram of a first embodiment; - fig. 2 is a diagram of a second embodiment; - fig. 3 is a diagram of another embodiment; - fig. 4 is a diagram of another embodiment; - fig. 5 is a diagram of a variant.
Reference is made first to FIG. 1. The heating filaments F- and F2 of a fluorescent tube T form part of a circuit at the ends 10 and 11 of which the alternating voltage of a network U is applied and which comprises; in series with the filaments F1 and F, a resistance R, followed by a resistance
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resistance R2, .. upe resistance R3. a pallet P 1 of an electromagnet E as well as the windings Si and Sz of said electromagnet. The windings SI and S2 are differential action on the armature A carrying the pallet P1; when they are both traversed by the same current, their actions are canceled.
For example, windings S1 and S2 are of the same length and number of turns, and wound in opposite directions around a common magnetic core As shown in the figure, the heating wire F1
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is located between on the one hand the group of resistors R1 and R2 and on the other hand the resistor R3; the filament F2, is electrically, located between
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the Si and S windings ,. The pallet Pj, mounted to rotate around the pivot 12, cooperates with a contact 13 forming the end of the resistor R opposite to that which is directly connected to the filament F1.
The armature A of said electromagnet comprises a second pallet P2 rotatably mounted about a pivot 14, electrically connected by a conductor 15 to the common point 16 of the resistors.
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tances R, and R2 and the other end of which can cooperate with a contact 17 forming the end of a conductor 18 connected to pole 10 of the network. An interrup-
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tor I is provided between resistor R1 and said pdle. Elastic means, such as a spring, tend to keep the pallets P1 and P2 in the position shown in solid lines in the figure, that is to say cooperating with the contacts 13 and 17.
The operation is as follows:
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When the switch I is closed, the filaments Fi and Fz are flowed by the current which circulates in the circuit comprising, from the pole 10: the switch I, the conductor 18, the pallet P2, the conductor 15,
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the resistor R ?, the filament F1, the resistor R3, the pallet Pl. the winding S2e the filament Fz, the winding Si the conductor 19, up to the other pole 11 of the network. The values of resistors R2 and R are chosen such that this current has an intensity suitable for causing sufficient heating of the filaments F1 and F2 in the appropriate time.
It should be noted that, in this condition, the effects of the windings S1 and S2 cancel each other out, so that the pallets P1 and P2 remain in the position shown in solid lines, under the action of the elastic means; furthermore, the values of the self-inductions of said windings do not enter into the determination of the other elements of the circuit, since they cancel each other out.
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When, by heating the filaments Fi and F2e the arc starts, the current then passes through the tube T, through the arc, which is part of a circuit
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comprising, from pole 10: switch I, resistor RI, resistor R2; the arc, the winding Si and the conductor 19, up to the pole II.
The additional current, which thus passes through the winding SI, unbalances the relay E, that is to say that the effects of the windings S1 and S2 on the armature carrying the pallets P1 and P2 no longer cancel each other out; the differential effect is sufficient to overcome the elastic retaining means and the pallets P1 and P2 take the position shown in dotted lines.
For this position, the tube T continues to be part of the same
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circuit than the one we have just defined last and whose characteristics
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ristics ensure optimum arc operation. Resistor R3. so that the winding S 21 is then switched off. Only the winding 'If exerts its action on the frame carrying the pallets FI-and F, thus keeping them firmly in the position shown in dotted lines.
When you want to extinguish the arc, you open switch 1.
The winding 1 ′, which is the only one to intervene during normal operation of the arc, that is to say after ignition, is chosen so as to obtain an excellent power factor for the whole. If necessary, it is possible, for the same purpose, to provide an auxiliary choke, in series in the circuit of the winding Si. The other characteristics of the relay are then determined from the winding thus chosen.
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The resistors R1 and R 2 can also be replaced by a single resistor comprising a socket forming the end of the conductor 15.
Said plug may be of adjustable position, so as to modify the proportion of the parts of said resistance on either side of the plug, which has an influence on the speed of initiation of the arc that can be obtained. thus adjust at will.
By way of simple illustrative example, it is possible to choose, for a fluorescent tube of 0 m 60, when the network is a sector of 110 volts, a resistance R1 equal to 120 ohms, a resistance R2 equal to 60 ohms and a resistance R3 equal to 120 ohms. Under these conditions, the current flowing through the filaments F1 and F2 for heating is about 650 milli-amps, and the arc current, after ignition is carried out, is about 300 milli-amps. amps.
Reference is now made to FIG. 2, which aims at an embodiment suitable for allowing the operation of a tube whose ignition voltage is greater than the voltage of the network, but whose operating voltage is less than or at most equal to said network voltage. The primary p half auto-transformer 11 is supplied by a circuit which comprises, by-
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firing of the blade 10 of a network U: the switch i, the conductor 24, a puck p1, mounted around the pivot 23, un-conductor 20, the primary winding, p, the conductor 22, up to the other blade 11 of the network.
The preheating filaments fi and f2 of the fluorescent tube t form part of a circuit which comprises, from the end 32 of the primary winding p: the conductor 22, the winding si of an electromagnetic relay e . , the filament f2, another winding s2 of said electromagnetic relay having the same number of turns as the winding si and wound in the opposite direction to the latter, the pallet P2 cooperating with the contact 27, the pivot 25 placed on the armature has electro-magnetic relay (like the pivot 23), the conductor 26,
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the resistor r2, the filament fi, the conductor 34, to the end 31 of the secondary s constituting the end of the autotransformer n opposite the end 32.
The pallet P1 can also cooperate with the contact 29 which forms the end of a conductor 30 comprising a resistor ri and ending in the conductor 34.
The operation is as follows:
When it is desired to light the tube, the switch i is closed. The
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Pi and P2 pallets are in the position shown in solid lines and held in this position by the action of elastic means not shown for the drawing. The network voltage is then applied to the primary B via the circuit defined above first, which comprises: the conductor 24, the pallet p1, the conductor 20 and the conductor 22. On
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has between the ends 35. and 32 of the autotransformer n a voltage greater than that of the ignition of the arc.
It is also by this voltage that the heating filaments f1 and f2 are supplied by the circuit defined above which comprises from one end 32 of the autotransformer: the conductor 22, the winding si, the filament f2, the winding s2, the pa-
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lette p2, conductor 26, resistor r, filament f1 and conductor
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tor 34 to the other end 31 of the autotransformer. In this condition, or preheating condition, the filaments f1 and f2 are passed by the current bassinet, their actions on the armature a are canceled out and the vanes p1 and p2 remain in the position shown in solid lines on the figure.
After a time of. suitable preheating, which can also be adjusted at will following the choice of resistance r2, Park]. , between the electrodes of which is applied the voltage collected between the? ends 31 and 32, of the auto-transformer, lights up. This arc establishes an additional circuit comprising, from the end 32: the conductor 22, the winding s1, the arc, the conductor 34 to the other end 31. The winding sl is therefore traversed by a current greater than that which passes through the winding s2.
The electro-magnetic effect of the winding s1 becomes sufficiently preponderant with respect to that exerted by the winding s2 so that the pallets p1 and p2 assume the position shown in dotted lines, despite the action of the elastic means. In this. condition, or maintenance condition, the autotransformer is off and the arc is part of a circuit which includes, from pole 10: switch i. the conductor 24, the pallet p1, the conductor 30, the resistance r1, the conductor 34, the arc, the winding sl, the conductor 22 up to the other pole 11. The resistance r1 is chosen so that the operation of the tube is then optimum.
In this condition, only the winding s1 is traversed by a current, so that the position of the pallets p1 and p2 shown in dotted line is safely maintained. The winding s1 is chosen to introduce the appropriate power factor, and its characteristics being thus fixed, the other elements of the relay e are then determined. It is also possible to introduce an auxiliary choke for adjusting the power factor.
¯The transformer 11 is thus in circuit only during the preheating period, which is very short, of the order of the 10th of a second. We can therefore build the auto-transformer with reduced dimensions and using only a minimum of material. Its cost is extremely low, about the same as that of a transformer operating as long as the arc is ignited, as usual heretofore;
Reference is now made to FIG. 3, which shows a device suitable for ensuring, under the best conditions, the starting and maintenance of a tube, the maintenance voltage of which is slightly higher than the mains voltage available.
One of the terminals 101 of the sector 102, for example 110 volts, is connected by a conductor 103 to one end 104 of an autotransformer 105. The other terminal 106 of the sector is connected by a conductor 107 to a switch. 108 adapted to cooperate either with a contact 109 or with a contact 110. The contact 109 is connected by a conductor 111 to a first intermediate tap 112 of the autotransformer. The contact 110 is connected by a conductor 113, comprising in series a resistor 114, to a second intermediate tap 115, the tap 112 being situated between the end 104 and the tap 115.
The end 104 of the transformer is connected by a conductor 116 to one end 117 of a filament 118 of the fluorescent tube 119, the other end 120 of which is connected via a conductor 121, comprising a resistor 122. , to a switch 123.
This can cooperate with a contact 124 forming the end of a conductor 125 connected to one end 126 of a winding 127 of an electromagnet 128, the other end 129 of said winding being connected to one end 130 of the second filament 131 of the fluorescent tube 119. The other end 132 of the filament 131 is connected to the inner end of a second winding 133 of the electromagnet 128, whose action on a reinforcement 134 is equal, but in the opposite direction, to the action exerted on it by the winding 127. The other end 135 of the winding 133 is connected to the end 136 of the transformer 105 opposite to end 104,
the end 136 thus determining with the plug 115 a winding 137. The armature 134 is connected by mechanical means shown schematically by the rods 138 and 139 to the switch 108 and to the respective switch 123.
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vement.
The operation is as follows
In the rest condition, the members of the device are in the position shown in FIG. 1. When it is desired to light the tube 119, he sur-- made to connect the end 104 to the terminal 101 by actuating the switch 140, which then comes to cooperate with the contact 141. The winding 142 included between the end 104 and the intermediate plug 112 is then switched on to the mains voltage.
It then develops, by the effect of electro-magnetic transformation, a high voltage between the ends 104 and 136 of the transformer 105, which has a double effect: a) circulating a heating current in the filaments 118 and 131, through a circuit which comprises, from the end 104: the conductor 116, the filament 118, the conductor 121, the resistor 122; Switch 123, conductor 125, coil 127, filament 131, coil 133, conductor 143, to end 136; under this condition, a current of the same intensity flows through the windings 127 and 133 of relay 128 and the actions of these on their armature 134 cancel each other out;
- B) creating between the filaments 118 and 131, or between the electrodes, of the tube 119; a relatively high potential difference.
Under this double effect, the tube 119 starts up after a fraction of a second. The passage of the arc gives rise to a flow of current, in a circuit which comprises, from the outlet 104: the conductor 116, the filament 118, the arc, the filament 131, the winding 133, the conductor 143 to end 136; this current is more intense than that flowing in the circuit comprising the conductor 121, the resistor 122, the switch 123, the conductor 125, the winding 127. As a result, the winding 133 has an action on the armature 134. electromagnetic more intense than that of the winding 127, so that said armature moves, causing the switch 108 and the switch 123 to pass from their position shown in solid lines to that shown in dotted lines.
In this mounting condition, the switch 108 cooperates with the contact 110, and the switch 123 no longer cooperates with the contact 124, and the mains voltage is then applied, either between the end 104 and the intermediate socket 112, but between the end 104 and the second intermediate plug 115.
The arc, ignited, is therefore maintained at a sufficient voltage, lower than the starting voltage, but slightly higher than the mains voltage, by a circuit which comprises, from terminal 101: the switch 140, conductor 103, conductor 116, filament 118 or electrode, arc, filament 131 or electrode, coil 133, conductor 143, coil 137, conductor 113, resistor 114, switch 108, conductor 107 to the other terminal 106, the float voltage being supplied by transformer 105 between its ends 104 and 1360 Resistor 114 plays a regulating role for the current in tube 119.
For this condition, the transformer 105 is subjected to less intense electrical actions than in the starting condition, and which it can withstand easily, even if its construction is simple and economical.
On the other hand, it can ensure a considerable number of ignitions without deterioration, since the ignition condition is only maintained for a fraction of a second. Such a transformer can be executed with minimal copper weight
Reference is now made to FIG. 4. relating to an embodiment for mounting a tube similar to that referred to above, but applicable when there is a sector whose voltage is slightly less than the starting voltage, and on the other hand greater than the float voltage.
One of the terminals 150 of said sector, which is for example a 220-volt sector, is connected by a conductor 151, comprising a control switch 152, to one end 153 of a transformer 154. The other terminal 155 of the sector is connected by a conductor 156 to a switch 157, which cooperates
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with one or the other of two contacts 158 and 159. The contact 158 is connected by a conductor 160, possibly including a .resistance 161, to an intermediate tap 162 of the transformer 154. The other contact 159 is connected. at the other end 163 of the transformer.
The end 153 is connected by a conductor 164 to one end 165 of a filament or electrode 166, the other end 167 of which is connected to a conductor 168, having a relatively high resistance 169, to a switch 170. The latter can cooperate with a contact 171, forming the end of a conductor 172, connected to the end 173 of a winding 174 of an electromagnet 1750 The other end 176 of the winding 174 is connected to one end 177 of the second filament or electrode 178 of the fluorescent tube 179, and the other end 180 is connected to a second winding 181 of the electromagnet 175, whose outer end 182 is connected by a conductor 183, comprising a resistor 184 , to a second intermediate tap 185,
the taps 162 and 185 thus delimiting on the transformer 154 of the windings, respectively 186, 187 and 188. The windings 181 and 174 of the electromagnet 175 have on their common armature 189 equal electro-magnetic effects but of direction opposite when they are crossed by the same eouranto
The operation is as follows:
In the idle condition, the switch 157 and the switch 170 are in the position shown in solid lines in the figure. To turn on the tube, it suffices to close the control switch 152, making it cooperate with his contact 190.
The mains voltage is then applied, via the resistor 161, between the end 153 and the plug 162 delimiting the winding 1860 By an electromagnetic transformation effect, it appears between the end 153 and the taken 185 a voltage suitable for causing the ignition of the tube and which has a double effect: - a) it causes a heating current to circulate in the filaments 166 and 178, through a circuit which comprises, from the end 153 : conductor 164, filament 165, conductor 168, resistor 169, switch 170, conductor 172, coil 174, filament 178, coil 181, conductor 183, and resistor 184 up to the socket 185.
- b) it creates a potential difference between the filaments or electrodes 166 and 178.
Under this double effect, the tube starts up after a fraction of a second.
It should be noted that, under this condition, it is a current of the same intensity which circulates in the windings 174 and 181, so that the armature 189 of the electromagnet 175 is not stressed.
As soon as the arc is established, it creates a circuit which comprises, from the end 153: the conductor 164, the filament or electrode 166, 1-'arc, the other filament or electrode 178, the winding 181, conductor 183 and resistor 184 to tap 185, where the arc current flows. Said current which thus circulates in the winding 181, does not circulate, on the other hand, in the other winding 174 of the electromagnet.
Under the differential electromagnetic action of these two windings, the armature 189 is moved and causes, through the linkages 191 and 192, respectively, the switch 157 and the switch 170 to the position. shown in solid lines in the position shown in dotted lines, where switch 157 cooperates with contact 159 and switch 170 drops contact 171.
In this condition, or maintenance condition, the mains voltage is applied to the ends 153 and 163 of the transformer 154, so that the latter suffers only low electrical stresses, the electrical stresses developed during the priming being applied to it for only a fraction of a second. We can therefore execute said transformer
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with minimal copper weight, in economical conditions, while ensuring a long service life.
In the maintenance condition, the arc is powered by a circuit which includes from end 153: the 'conductor'164, the filament 166, the arc, the filament 178, the winding 181, the conductor -183, the resistance 184 up to the tap 185. The arc is therefore supplied with a voltage just sufficient for its maintenance.
Reference is now made to FIG. 5, relating to another embodiment, applicable in particular when the difference between the desirable values of the starting voltage and the sustaining voltage is particularly high. This is the case, for example, with a non-rectilinear fluorescent tube. This arrangement can nevertheless be applied to other tubes. In the example, the assembly allows the operation of a tube whose maintenance voltage is slightly lower than the mains voltage, and whose starting voltage is more than three times the voltage. of the sector.
In this embodiment, the terminal 201 of the sector 202 is connected by a conductor 203 to a switch 204 able to cooperate with two contacts, 205 and 206 respectively. The contact 205 is connected by a conductor 207 to an intermediate socket 208. of a transformer 209. The contact 206 is connected via a conductor 210 and a resistor 211 to one end 212 of said transformer. The other end 213 of this transformer is connected by a conductor 214, with the interposition of a control switch 215, to the other terminal 216 of the sector 202.
The intermediate plug 208 therefore delimits in the transformer 209 a winding 217 and a winding 218, the first of which has a number of ampere-turns noticeably higher than the second, in a proportion which is easy to determine. by technicians.
The winding 217 cooperates electromagnetically with a winding 220, of a relatively low number of ampere-turns, and which forms part of a circuit 221 which comprises the. conductor 222 and a filament 223 of the fluorescent tube 224. The conductor 222 is further connected by the conductor 225 to the end 212.
Winding 218 electromagnetically cooperates with a winding 226 similar to winding 220, and which forms part of a circuit 227 comprising the second filament 228 of the tube 224. The filament 228 is further connected by a conductor 229. to the winding 230 of an electromagnet 231. The other end 232 of said winding is connected by a conductor 234 to the end 213 of the winding 218. The armature 235 of the electromagnet magnet 231 is mechanically coupled by a rod shown schematically at 236 to the switch 204.
The operation is as follows:
In the idle condition, the switch 204 is in the position shown in solid lines in the figure, that is to say that it cooperates with the contact 205. It is then sufficient to close the control switch. 215 by making it cooperate with the contact 237. The mains voltage is then applied between the plug 208 and the end 213 delimiting the winding 218. By effect of electromagnetic transformation, a high potential difference appears. between the ends 212 and 213 of the transformer 209, and which is transmitted to the filaments 223 and 228.
At the same time, due to the magnetic coupling between, on the one hand, winding 218 and winding 226, and on the other hand, windings 217 and 220, currents circulate in circuits 227 and 221 respectively. of a suitable voltage, which may be low, suitable for ensuring good heating of the filaments 223 and 228. Under the combined effect of this heating and of the high potential difference mentioned above, the arc springs after a split second.
A circuit is thus established which from the end 212 comprises: the conductor 225, the conductor 222, the filament 223, the arc, the filament 228, the conductor 229, the winding 230 and conductor 234 to end 213; the current which thus circulates in the winding 230 causes the operation of the electro-aid.
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mant 231, and the armature 235 of the latter makes the switch 204 pass from the position shown in solid lines to the position shown in dotted lines, for which it cooperates with the contact 2060
In this position, the arc is supplied by the current which circulates in a circuit comprising, from terminal 201:
conductor 203, switch 204, conductor 210, resistor 211, conductor 222, filament 223, arc, filament 228, conductor 229, coil 230, conductor 234, conductor 214, switch 215 to the other terminal 216 of the sector.
The relay 231 can, moreover, be used to open a contact interposed on the windings of the transformer 209, thus putting the latter completely out of circuit during the maintenance period of the arc. In all cases, the transformer is only traversed by a relatively intense current during the fraction of a second necessary for the initiation of the arc. It can therefore be light and be built economically.