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TRANSFORMATEUR A CHAMP DE DISPERSION POUR CHARGE CAPACITIVE.
Les tubes à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur,par exem- ple les lampes fluorescentes, sont fréquemment utilisés en série avec une self-induction et un condensateur, la capacitance du condensateur étant ap- proximativement égale au double de l'inductance W L de la self-induction, de sorte, qu'en régime, l'ensemble constitue une charge capacitive et que le courant dans le tube est décalé en avant par rapport à la tension.
Lorsque la tension d'alimentation n'est pas suffisamment élevée pour provoquer l'amorçage du tube, on insère un transformateur entre la sour- ce de courant et ledit dispositif. Ce cas se présente par exemple lorsque l'amorçage du tube par lui-même ou à l'aide d'un interrupteur d'amorçage ou d'autres moyens auxiliaires, requiert une tension de 200 à 250 V, alors que la tension d'alimentation n'est que de 110 à 130 Vo
Il est désirable que la self-induction montée en série avec le tube fasse partie du transformateur, ce qui peut s'effectuer enréalisant le transformateur sous forme de transformateur à grande chute de tension ou à champ de dispersion., Toutefois, cet agencement présente certaines difficul- tés qui seront expliquées à l'aide des figures 1 et 2.
Sur la Fig. 1, un auto-transformateur à dispersion comporte un circuit ferromagnétique 1;., sur lequel est enroulé l'enroulement primaire 3 à brancher sur une source de courant 2; cet enroulement 3 est monté en série avec l'enroulement de dispersion 6 le condensateur 4 et le tube à décharge
5. Entre les enroulements 3 et 6 se trouve un shunt magnétique 7. Le tube 5 est shunté par un interrupteur d'amorçage 8, qui est monté en série avec les filaments du tube et éventuellement avec une self-induction auxiliaire qui n'est pas représentée sur le dessin.
Si la tension d'amorçage du tube est de 220V, et que la tension
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de la source 2 est de 110 V le transformateur doit fournir à vide une ten- sion de 220 V. Cette situation, dans laquelle le tube n'est donc pas amorcé, et dans laquelle l'interrupteur 8, pour autant qu'il existe, n'est pas fer- mé, est représentée en traits pleins dans le diagramme de tension de la fig. 2. E est le vecteur de tension de l'enroulement 3 et E06 est le vecteur, se trouvant dans le prolongement de E3, qui représente la tension aux bornes de l'enroulement 6.
Dans cet état, aucun courant ne circule dans le circuit de charge de sorte qu'aucune tension n'est appliquée au condensa- teur 4 et qu'au tube 5 est appliquée la tension à vide c'est-à-dire la som- me vectorielle de E3 et de E06, donc la tension représentée par la distance entre les points A et B.
Dès que le tube est amorcé, ce diagramme de marche à vide se trans- forme et devient le diagramme de charge représenté en pointillés.
Au tube est alors appliqué la tension de fonctionnement E d'envi- ron 110 V, au condensateur 4 la tension F4 d'environ 350 V et à l'enroulement de champ de dispersion 6, la tension E6 qui est approximativement égale au triple de la tension E60 à vide. Les vecteurs des tensions E6 et E4 se ren- contrent au point D. La tension E3 de l'enroulement primaire branché sur la source de courant reste évidemment inchangée.
Le rapport d'environ 3 à 1 des tensions E6 et E60 implique que la valeur de l'induction magnétique dans la partie du circuit ferromagnétique qui, vue de l'enroulement primaire 3, est shuntée par le shunt magnétique 7, et qui est pourvue de l'enroulement 6, est environ trois fois plus élevée en charge qu'à vide. Lorsque ladite partie est dimensionnée pour l'état de char- ge, la partie non shuntée sur laquelle est enroulé l'enroulement 3, sera sous- chargée et donc peu économique.
Par contre, lorsqu'on dimensionne l'ensemble pour la marche à vide, l'induction de la partie shuntée est trop élevée en charge, ce qui peut provoquer entre autres d'intenses ronflements et des dis- torsions du couranto
L'invention permet entre autres de faire en sorte que les induc- tions obtenues dans la partie shuntée soient moins différentes et, de préfé- rence, mêmes égales à vide et en régime.
L'invention concerne un transformateur à champ de dispersion pour charge capacitive, en particulier pour l'alimentation d'un tube à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur par l'intermédiaire d'un condensateur avec courant décalé en avant sur la tension.
Suivant l'invention, la partie non shuntée du circuit ferromagné- tique, partie qui porte l'enroulement primaire, est munie d'un enroulement secondaire et la partie shuntée comporte un enroulement tertiaire monté en série avec l'enroulement secondaire, l'enroulement secondaire comportant un nombre de spires plus grand que celui nécessaire pour engendrer la tension à vide, et l'enroulement tertiaire étant enroulé ou connecté de façon que la tension fournie à vide par l'ensemble de l'enroulement secondaire et de l'en- roulement tertiaire soit égale à la tension à vide.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Sur la Fig. 3, le circuit ferromagnétique d'un autotransformateur à dispersion conforme à l'invention est indiqué par 1. La partie non shuntée de ce circuit, à gauche du shunt magnétique 7, porte un enroulement 9 et la partie shuntée à droite du shunt magnétique 7 porte un enroulement 10. La partie de gauche de l'enroulement 9 qui, par analogie avec la fig. 1, est in- diquée par 3, représente l'enroulement primaire branché sur la source de cou- rant 2. L'enroulement 9 est l'enroulement secondaire et l'enroulement 10 est
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l'enroulement tertiaire. Cet enroulement tertiaire est connecté à l'enroule- ment secondaire 9 d'une façon telle qu'à vide, leurs flux soient opposés.
Un pôle du condensateur 4 est relié à l'extrémité de gauche de l'enroulement 10 tandis que l'électrode de gauche du tube 5 est connectée à l'extrémité de gauche de l'enroulement 9.
Dans le diagramme de tension de la fig. 4, on voit que le trans- formateur fonctionnant à vide,, la tension E9 aux bornes de l'enroulement se- condaire, tension qui est représentée par AC, est réduite par la tension in- verse E100obtenue aux bornes de l'enroulement tertiaire et qui est repré- sentée par CB, à la valeur AB qui est égale à celle de la fig. 2. En char- ge, la tension aux bornes de l'enroulement tertiaire est égale à E10 valeur qui est représentée par CDo La position du point D ainsi que le sens, la di- rection et la grandeur de la tension E4 aux bornes du condensateur et de la tension E5 aux bornes du tubes sont les mêmes que sur la fig. 2.
Etant donné que le point D est fixé il va de soi qu'un dimensionnement judicieux les en- roulements 9 et 10 permet de faire en sorte que les tensions E100et E10 soient égales, donc que l'induction dans la partie shuntée reste pratiquement constante. Dans la partie non shuntée, l'induction est évidemment pratique- ment constante.
La fig. 5 représente un autotransformateur à grande dispersion servant à alimenter non seulement un tube à décharge par un courant décalé en avant, mais également un autre tube à décharge par un courant décalé en arrière. A cet effet, le transformateur comporte un second shunt magnétique et la partie ferro-magnétique 1 est prolongée par une partie qui est shuntée par ce shunt et sur laquelle est enroulé un enroulement quaternaire 12, le- quel est monté en série avec l'enroulement 3 et avec un second tube à dé- charge 13. L'enroulement quaternaire 12 est connecté à l'enroulement primai- re 3 de fagon à renforcer à vide la tension de la source de courant 2.
Le tube 13 étant connecté directement au transformateur à champ de dispersion, en régime il absorbe un courant décalé en arrière, contrairement au tube 5, qui, monté en série avec le condensateur 4, absorbe un courant décalé en avant. On obtient ainsi un bon facteur de puissance qui peut tendre vers 1, ainsi qu'une forte diminution de l'effet stroboscopique du rayonnement total engendré, car les périodes d'absence de courant des tubes ne se produisent pas simultanément.
La figo 6 représente le diagramme des tensions du circuit du tube 13. A vide la somme vectorielle des tensions E3 et E120fournit la tension à vide AB, tandis qu'en régime, la somme des tensions E3 et E12 est égale à la tension de fonctionnement E13. On peut en déduire que l'induction dans la partie du circuit ferromagnétique shuntée par le shunt 11, est pratiquement indépendante de l'état de charge de sorte que l'on a obtenu un transforma- teur permettant d'alimenter un tube à stabilisation capacitive et un tube à stabilisation inductive qui, abstraction faite évidemment des shunts magnéti- ques, travaille constamment en chacun de ces points à une induction prati- quement constante.
Dans un cas concret, un transformateur tel que représenté sur la figo 5, prévu pour le branchement sur un secteur de 110 V 50 p/s et pour l'alimentation de deux tubes fluorescents absorbant chacun;, sous un courant de 0,285 A, une puissance de 25 W, a les dimensions suivantes: section du noyau = 17 x 23 mm, enroulement secondaire 9 3130 spires, avec une prise après 1030 spires pour la bobine primaire 3; enroulement tertiaire 10: 1270 spires et enroulement quaternaire 12, 1260 spires.
Il va de soi, que le transformateur peut comporter des enroule- ments primaires et secondaires séparés et qu'il peut être du type à noyau central ou à noyau extérieure