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DISPOSITIF. POUR REGLER L'AVANCE DES ELECTRODES D'UNE LAMPE A ARC,
ALIMENTEE EN COURANT POLYPHASE.
Dans une lampe à arc, alimentée en courant polyphasé, destinée à produire une source de lumière constante, il est indispensable, si l'on veut réaliser cette constance de l'éclairement, qu'au point de convergence des électrodes forment l'arc, leur écartement soit maintenu à une valeur précise rigoureuse. Il faut en effet que, tant que dure la combustion des électrodes,celles-ci restent centrées géométriquement à l'emplacement dési- ré et présentent électriquement l'écartement désiré, notamment si la lu- mière émise est renvoyée par un collecteur optique.
Si. par exemple, il faut maintenir trois électrodes dans ces con- ditions et qu'on les relie mécaniquement entre elles, afin d'assurer leur. avancement àu fur et à mesure de leur combustion, en prenant comme base d'avancement leur usure dans le temps, on s'aperçoit qu'il est impossible de maintenir leur écartement constant, car celui-ci est modifié par les va- riations dues aux résistances internes des électrodes, aux fuites variables du transformateur à caractéristiques descendantes alimentant les électrodes, aux résistances provenant des surfaces de contact, aux watts appliqués à chaque électrode etc...,de sorte que l'usure des électrodes varie pour chacune d'elles.
" Afin de remédier à ces inconvénients, un procédé connu consiste à rendre chaque électrode autonome mécaniquement et à la faire avancer au moyen d'un petit moteur électrique individuel, actionné par un élément inr fluencé par les variations de tension ou d'intensité prélevées à l'électro- de elle-même. -
De tels dispositifs, basés sur la commande de l'avance des diver- ses électrodes, selon la-variation de tension aux bornes de ces électrodes, donnent de bons résultats et permettent de maintenir en effet plusieurs électrodes en fonctionnement à la condition expresse que la source d'ali- mentation tri- ou polyphasée, suivant le nombre d'électrodes employées pour alimenter l'arc,ait constamment le même potentiel dans chacune de ses pha- ses.
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Malheureusement, cette condition expresse n'est jamais remplie, car des variations de potentiel dans les phases peuvent provenir, soit de la source,soit de la chute de tension créée dans le circuit d'alimenta- tion par surcharge monophasée par exemple. Dans ce cas, le système fonc- tionne toujours, mais le point de convergence des électrodes se déplace et ce déplacement est proportionnel aux chutes de tension de la ou des phases déficientes et de ce fait le centrage géométrique du cratère est déplacé.
Si ce cratère est, par exemple, repris par un collecteur opti- que pour assurer la projection d'une image à travers une fenêtre mécanique centrée sur l'axe optique d'un miroir, à chaque variation du potentiel dans l'une des phases d'alimentation correspondra un déplacement du cratère de l'arc perpendiculaire à l'axe optique et de ce fait, il faudra à chaque variation procéder à un recentrage optique manuel afin de réaligner le fais- ceaux lumineux.
.La raison en est la suivante. Si on suppose l'emploi de trois électrodes, par exemple disposées suivant les arêtes d'un trièdre dont le point de convergence formant cratère représente le sommet de ce trièdre, et si on réunit électriquement ces électrodes à une source triphasée, au travers un transformateur à fuite, l'arc jaillit et il faut, pour l'entre- tenir,le maintenir en avançant les électrodes au fur et à mesure de leur combustion.
Si on veut utiliser le procédé d'avance individuelle des élec- trodes selon les augmentations de tension qui résultent d'une augmentation d'écartement et qu'on utilise la différence de potentiel correspondant à chaque électrode pour actionner un relais réglé pour cette différence, il devient évident qu'à chaque différence de tension due à l'usure d'une élec- trode, correspondra la fermeture du relais commandant l'avance de cette électrode de fagon à rétablir ainsi, au moment voulu, l'écartement entre électrodes.
Ceci est valable tant que la différence de potentiel agissante est contrôlée par l'usure des électrodes mais, si cette variation de po- tentiel¯qui est très petite est produite par une chute de tension dans une phase d'alimentation, elle crééra automatiquement cette différence dans le circuit secondaire alimentant l'électrode et fera avancer celle-ci en obligeant les deux autres à reculer et en déplaçant ainsi le centre géomé- trique du triangle des pointes d'électrodes ; cecentre se déplacera au- tour de l'axe optique et la grandeur de ce déplacement sera proportion- nelle à la différence des tensions entre phases. A partir d'un faible pour- centage dans la chute des phases, le système n'est même plus contrôlable et son fonctionnement est complètement troublé.
La présente invention a pour but de conserver le centrage géomé- trique ou optique du cratère malgré les variations de potentiel de l'une quelconque,des phases d'alimentation.
La caractéristique essentielle de l'invention consiste en ce que l'avance de chaque électrode est effectuée par un moteur électrique individuel alimenté sous le contrôle d'un relais polarisé dont le circuit d'excitation comprend deux systèmes redresseurs montés en opposition qui prélèvent leurs tensions de commande respectivement sur la phase primaire et sur la phase secondaire d'alimentation de la dite électrode.
Dans les conditions d'application du système revendiqué, une chute de tension primaire, produite dans l'une des phases et entraînant une chute de tension secondaire aux électrodes, n'actionnera pas le relais et ne forcera pas ainsi une électrode à quitter sa position, parce que l'alimentation du relais ne provoquera pas son excitation dans ce cas.
Par contre, si une variation de tension est créée dans le secon- daire d'une électrode, variation produite par la combustion de cette élec- trode qui tend à augmenter l'écartement en créant cette variation de ten- sion, celle-ci produira le déséquilibre nécessaire pour l'excitation du relais qui fermera le circuit du moteur correspondant à cette électrode.
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Dès que l'électrode est en place correcte, le relais cesse d'agir. Un es- sai d'application du dispositif selon l'invention a permis de maintenir un point de centrage sur l'axe optique pour des variations de + ou - 25 % dans le potentiel des phaseso
On décrira ci-après l'invention plus en détail en référence au dessin annexé qui en montre deux exemples de réalisation et dans lequel: la figure 1 est une vue schématique d'un arc triphasé en projec- tion sur un plan perpendiculaire à l'axe optique d'un projecteur; la figure 2 est une vue schématique axiale correspondante pas- sant par les plans de deux électrodes; la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 montrant le ré- sultat d'une avance excessive d'une électrode; la figure 4 est une vue correspondante analogue à celle de la figure 2; la figure 5 est un schéma d'un dispositif selon l'invention;
et la figure 6 est un schéma d'une variante de réalisation du mé- canisme pour actionner l'avance des électrodes.
Aux figures 1 et 2, on a indiqué en 1-2-3 les trois électrodes d'un arc triphasé qui peuvent être disposées suivant les arêtes d'un triè- dre pour converger vers un centre 4 situé sur l'axe optique 5 d'un miroir 6 renvoyant la lumière émise par le cratère qui est formé par le triangle 7 des pointes d'électrode.
Comme on l'a expliqué précédemment une augmentation de tension sur une électrode;, par exemple sur l'électrode 1 peut résulter non.d'un écartement excessif de cette électrode, mais d'une variation de tension sur une phase primaire qui sert à l'alimentation de cette électrode. En pa- reil cas, si l'avance de l'électrode 1 est simplement commandée selon la tension prélevée sur cette électrode, la variation de tension en question amènerait cette électrode dans la position l' représentée aux figures 3 et 4 et les autres électrodes se trouveraient maintenues en arrière en 2' et 3', de sorte que leurs pointes seraient repoussées et que le centre de convergence se trouverait en 4' en une position décalée par rapport à l'axe optique.
Le dispositif selon l'invention permet d'éviter cet inconvénient.
Dans l'exemple représenté à la figure 5, montrant l'application de l'invention à un arc formé par trois électrodes alimentées en courant triphasé, les électrodes sont indiquées en 11-12-13 et les porte-électrodes en 14-15-16. L'avance de ces électrodes est commandée respectivement par des moteurs individuels 17-18-19. Les électrodes sont alimentées par les phases secondaires 20-21-22 en étoile d'un transformateur d'alimentation dont les phases primaires en triangle sont indiquées en 23-24-25.
Conformément à l'invention, chacun des moteurs 17-18-19 est ali- menté sous le contrôle d'un relais polarisé excité par un courant qui dé- pend de deux tensions en opposition fournies par des systèmes redresseurs prélevant leurs tensions sur la phase primaire et sur la phase secondaire d'alimentation de l'électrode correspondante. On pourrait prévoir pour cha- que moteur un relais séparé associé à deux redresseurs correspondants, ce qui nécessiterait trois relais et six redresseurs. Cependant, on peut aussi prévoir un seul relais et deux redresseurs, cet ensemble étant commun aux trois électrodes, ainsi que la source de courant alimentant les moteurs, si un système de trois jeux de contacteurs fermés par un organe rotatif re- lie successivement cet ensemble commun aux circuits individuels correspon- dant aux diverses électrodes.
C'est une réalisation de ce type qui a été représentée à la figure 5. Pour simplifier le dessin, les circuits indivi- duels n'ont été représentés complètement que pour une électrode, mais les chiffces de référence utilisés permettent de comprendre immédiatement com- ment se complètent les autres circuits individuels.
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La source d'alimentation commune des moteurs est constituée par un bobinage 26 associé au primaire du transformateur et en série avec un contact mobile 27 dans un circuit comprenant une partie commune 28 et trois parties en parallèle 29-30-31 correspondant aux trois moteurs. Le contact mobile 27 est actionné par un relais polarisé 32 qui est excité par un circuit 33; celui-ci est alimenté par deux systèmes de redresseurs 34-35.
Les redresseurs 34 sont alimentés par un circuit dont la partie com- mune 36 est reliée à trois parties en parallèle 37-38-39 qui comprennent chacune une portion d'un des potentiomètres 40-41-42; chacun de ces poten- tiomètres est branché entre l'électrode correspondante et le neutre 43 du secondaire, de telle sorte que la tension prélevée ainsi par les redres- seurs 34 à un potentiomètre quelconque est proportionnelle à la tension sur l'électrode correspondante. Les redresseurs 35 sont alimentés par un circuit dont la partie commune 44 est reliée à trois parties en parallèle 45- 46-47 comprenant chacune un des bobinages 48-49-50, montés sur les phases primaires correspondant aux électrodes 11-12-13.
Les circuits individuels de chaque électrode alimentant le mo- teur d'avance et les deux systèmes de redresseurs sont commandés par un jeu de trois contacteurs fermés simultanément et les jeux de contacteurs pour les trois électrodes, indiqués en 51-52-53.. sont actionnés successi- vement par une came tournante 54, entraînée par un petit moteur indiqué schématiquement en 55. Sur la figure , on a indiqué chaque paire de con- tacts mobiles par le chiffre de référence du circuit individuel fermé par cette paire de contacts et on a représenté la connexion du contact de cette paire reliée à la partie commune 28-36-44 du circuit correspondant; les autres contacts sont reliés aux conducteurs portant les mêmes chiffres, c'est-à-dire 29-37-45 pour l'électrode 11 et 30-38-46 pour l'électrode 12.
Pour chaque électrode, le système d'alimentation du relais est réglé de telle fagon que le circuit 33 ne soit parcouru par aucun courant (lors de la fermeture du jeu correspondant de contacteur) quand l'électro- de est en position correcte et qu'une augmentation de la tension sur l'é- lectrode, non provoquée par une variation de la tension primaire, déter- mine un déséquilibre de ce circuit 33 en permettant aux redresseurs 34 d'y débiter un courant pour l'excitation de l'électro-aimant qui actionne alors le contact mobile 27 en assurant la fermeture du circuit d'alimenta- tion du moteur de l'électrode,quand le jeu des contacteurs de cette élec- trode est actionné par la came tournante 54.
Ainsi, si une chute de tension primaire entraîne une chute cor- rélative de tension secondaire, par exemple sur la phase correspondant à l'électrode 13, les tensions fournies par les redresseurs 34 et 35 (lors de la fermeture des contacteurs du jeu 53) varieront toutes deux dans le même rapport en restant en opposition et le relais ne sera pas excité. Au contraire, si la tension augmente sur l'électrode 13 par suite de son usu- re et de son écartement du centre de l'arc, les redresseurs 34 fourniront une tension qui ne sera plus compensée par celle des redresseurs 35 'et le relais 32 sera excité en assurant l'alimentation du moteur 19 et l'avance de l'électrode 13.
Bien entendu, la fréquence et la durée du temps de fermeture des jeux successifs de contacteurs seront choisies au mieux selon la vi- tesse de consommation et de régulation des électrodes.
Les moteurs 17-18-19 peuvent être des systèmes moteurs quel- conques commandés électriquement. On peut donc employer de petits moteurs électriques tournants de type usuel, mais on peut aussi employer de simples électro-aimants actionnant les électrodes comme représenté schématiquement à la figure 6.
Sur cette figure, on a indiqué en 56 une électrode coulissant dans un support 57 qui est prévu à l'extrémité d'un tube porte-électrode 58 et qui est associé à un boîtier protecteur 59 solidaire du'.tube; dans ce boîtier peut tourner une molette 60, destinée à faire avancer l'électro- de par friction. La molette 60 est solidaire d'une roue à rochet 61 action-
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née par une tige de commande.62-à mouvement de va-et-vient, qui est dispo- sée à l'intérieur du tube 58,l'extrémité avant de cette tige traversant un coussinet ovalisé 63. Un ressort de rappel 64 tend à ramener la tige en arrière en la faisant glisser sur la roue à rochet,, ce recul étant limité par la rencontre d'un bossage 65 de la tige avec une butée 66.
L'extrémité arrière 67 de la tige 62 est destinée à être actionnée par une palette articulée 68 à ressort soumise à l'action d'un électro-aimant 69 dont le bobinage 70-est alimenté par courant continu ou alternatif, par exemple.com-
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me les moteurs de la figure 5 Quand 1."électro-aîmant est excité., la tige 62 avance en faisant tourner la roue à rochet et la molette ce.qui fait avancér l'électrode; le recul de la tige sous l'action de son ressort 64, après désexcitation de l'électro-aimant, amène la tige en prise avec une dent suivante de la roue à rochet prête à assurer une nouvelle avance de l'électrode lorsque 1'électro-aimant regoit une nouvelle impulsion.
Il est évident que le système selon l'invention, ayant pour but de maintenir un cratère d'électrodes alimentées en courant polyphasé en une position géométriquement déterminée dans l'espace, peut s'appliquer à tous systèmes de lampe à arc à courant polyphasé, munie ou non de réflec- teur ;
dans le cas de son utilisation avec miroir réfléchissant de forme quelconque sphérique, elliptique, parabolique ou autre, le centre du cra- tère est situé au centre optique du miroiro
On comprendra que les exemples de réalisation décrits ci-dessus et représentés au dessin annexé n'ont aucun caractère limitatif et qu'on pourrait envisager diverses modifications ou adjonctions sans s'écarter du cadre de l'inventiono En particulierle système d'alimentation des redres- seurs comprendra des filtres et les circuits électriques pourront compor- ter tous organes de protection, tels que des capacités ou des résistances shunts.
REVENDICATIONS.
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1. Dispositif pour régler l'avance des électrodes d'une lampe à arc alimentée en courant polyphasé, dans lequel l'avance de chaque électro- de est effectuée par un moteur électrique individuel alimenté sous le con- trôle d'un relais polarisé dont le circuit d'excitation comprend deux sys- tèmes redresseurs montés en opposition qui prélèvent leurs tensions de com- mande respectivement sur la phase primaire et sur la phase secondaire d'a- limentation de la dite électrode.