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-La présente invention est relative à un appareillage pour l'alimentation d'un appareil à décharge électrique en atmos- phère gazeuse, appareillage comportant un transformateur à fuites magnétiques faibles et une bobine de self-induction, ces deux éléments ayant en commun une ou plusieurs parties de leur circuit magnétique, cette partie, ou ces parties, ne présentant pas d'en- Lrefer notable, la, ou les, séparant du reste du circuit magnéti- que du transformateur, ne servant de noyau de bobinage à aucun des enroulemntsdu transformateur ni de la bobine de self, sépa- rant les enroulements du transformateur de eux de la bobine de self et empêchant sensiblement tout couplage magnétique entre ces enroulements,
la'bobine de self étant connectée en série
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entre une électrode principale de l'appareil à décharge et le secondaire du transformateur.
. Dans le cas d'un autotransformateur, où le courant de décharge traverse au moins une partie du primaire du transfor- mateur, on doit considérer comme secondaire, non seulement l'en- roulement. couplé serré avec le primaire et fournissant une partie de la tension produisant la décharge, mais encore ladite partie du primaire.
Cet appareillage est caractérisé par le fait que sur ladite partie commune, ou'sur lesdites parties communes, de circuit magnétique, on a bobiné un ou plusieurs enroulements à couplage serré avec ceux du transformateur et dont les extrémités sont connectées respectivement aux extrémités d'au moins une électrode principale de l'appareil à décharge, de façon à fournir à cett.e électrode un courant servant à la chauffera les sens d'enroulement du transformateur, d'une part, et de la bobine de self-induction, d'autre part, étant tels que ces enroulements produisent des flux magnétiques opposés dans ladite partie com- mune pendant le fonctionnement normal de l'appareil à décharge.
Le,chauffage de l'électrode permet de réduire la ten-. sion entre électrodes principales nécessaire pour l'amorçage.
Ceci entraîne une réduction de la tension que doit fournir le transformateur et de la tension que doit absorber la bobine de self-induction. Il en résulte une diminution de coût et de l'encombrement de ces éléments, une augmentation du rendement,et, dans le cas d'un appareil à stabilisation inductive, une amélio- ration du facteur de puissance.
Le chauffage de l'électrode continuant pendant le fonc- tionnement normal, à moins que des dispositifs soient prévus pour l'interrompre, consomme de l'énergie électrique et, s'il
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reste à peu près aussi intense que pendant 1'amorcage fatigue les électrodes.
'L'emplacement défini ci-dessus pour 1'-enroulement chauffant, c'est-à-dire l'enroulement fournissant le courant de chauffage, permet, lorsque les enroulements du transformateur et de la bobine de self-induction sont bobinés dans des sens convenables, de réduire beaucoup le courant de chauffage pendant le fonctionnement normal, et par la de réduire la perte d'énergie due à ce chauffage. Cette réduction est obtenue sans utilisation d'enroulements chauffants antagonistes, moyen souvent proposé et qui demande des appareils supplémentaires.
Dans la partie commune du circuit magnétique,sur laquelle est bobiné l'enroulement chauffant, les flux produits pendant le fonctionnement normal, par le transformateur, d'une part par la bobine de self d'autre part, ne sont 'pas en quadra- ture; on peut donc, par un choix convenable des sens d'enroule- ment faire en sorte que le flux résultant soit inférieur au flux produit par le transformateur . Un essai de chacun des sens d'en- roulement permet de voir lequel il faut adopter.
L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description ci-après de modes de réalisation et aux figures représentant ces derniers,
La figure 1 représente schématiquement un circuit simple utilisant un appareillage selon l'invention,
La figure 2 représente l'appareillage utilisé dans le circuit selon la figure. 1.
La figure 3 représente schématiquement un circuit bilampe utilisant un autre appareillage selon l'invention.
La figure 4 représente schématiquement un autre circuit bilampe utilisant un appareillage selon l'invention.
La figure 5 représente l'appareillage utilisé dans le circuit selon la figure 4.
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Le circuit représenté schématiquement sur la figure comprend essentiellement une source de courant 16 ou 20,24, un appareillage, qui sera désigné dans la suite par le repère géné- ral, 12, de son circuit magnétique, et un appareil à décharge 4, par exemple une lampe fluorescente à électrodes préchauffables, d'un modèle courant.
L'appareillage 12 est représenté sur la figure 2 en coupe par un plan passant entre des tôles constituant lecirut magnétique; ce plan coupe les enroulements mais non les tôles.
Un enroulement, 22, de cet appareillage, est bobiné sur la colonne centrale 60 dtun circuit magnétique cuirassé comportant une partie en M, 58, 60, 62, 66, et une partie en 1 54.
Un autre enroulement, 32, est bobiné sur la colonne centrale 42 d'un autre circuit magnétique cuirassé comportant une partie en M 44, 40, 42, 74, et la partie en 1 ci-dëssus,54.
Des entrefers 52, 48, 70 séparent cette partie-en M de cette partie en I;'leur variation permet d'ajuster la self-induction de la bobine 32 à la valeur qui donne au courant de décharge dans la lampe 4 l'intensité désirée.
Sur la partie commune, 54, aux deux circuits magnéti- ques ci-dessus sont bobinés deux enroulements 26,30. Cet empla- cement fait que le flux magnétique inducteur pour ces enroule- ments dépend à la fois des flux produits par les enroulements 22 et 32; l'avantage de cette disposition sera exposé plus loin.
En se reportant à la figure 1, on voit que l'enroule- ment de transformateur 22 comporte une prise intermédiaire 18, permettant l'utilisation sur des réseaux à tensions alternatives notablement différentes. Par exemple, dans le cas d'un réseau à 220 volts, une ligne sera connectée à la borne 24 de l'appareil- lage et l'autre à la borne 20. L'enroulement 18, 15 sert alors de secondaire fortement couplé avec l'enroulement 23,18; l'en-
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roulement 15, 23 fonctionne en autotransformateur élévateur.
Dans le cas d'un réseau à 240 volts, une ligne est encore branchée sur la borne 24 mais l'autre est branchée sur la borne 16 ; l'enroulement15 23 fonctionne en autotransforma- teur de rapport 1, c'est-à-dire en bobine de self-induction.
La tension aux bornes de l'enroulement 15, 23 est appliquée aux électrodes 2 6 de la lampe 4 par l'intermédiaire de la bobine de self--induction, 32, qui sert à stabiliser la dé- charge dans la lampe,.
Les enroulements 26, 30 sont respectivement connectés à l'électrode 6 par les fils 8 et 10, et à l'électrode 2 par les fils 36 et 38. Les tensions induites dans ces enroulements par le flux magnétique traversant la partie 54 font passer dans les électrodes des courants qui lés chauffent par effet Joule.
Avant que la décharge soit amorcée entre les élec- trodes 2 et 6 seul l'enroulement 22 est cause du flux inducteur pour les bobines 26 et 30. Celles-ci produisent des tensions qui suffisent à porter, en un temps de l'ordre de la seconde, les électrodes 2 et 6 à une température telle qu'elles émettent abon damment des électrons. L'ionisation qui en jésuite, jointe au fait que toute la tension de l'enroulement 15, 23 est appliqué'e aux électrodes, amorce la décharge entre celles-ci.
Une fois la décharge amorcée, le courant de décharge passant dans la self-induction 32, crée aux bornes de celle-ci une tension qui diminue la tension aux bornes de la lampe 4. De plus, dans la partie 54,. le'flux magnétique produit par l'enrou- lement 32 se combine à celui produit par l'enroulement 22 Les sens d'enroulement et de connexion de ces enroulements ont été choisis de façon que le flux résultant soit inférieur à celui produit par 1'.enroulement 22 seul. Les tensions produites par
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les bobines 26, 30 sont donc plus faibles après l'amorçage qutavant; on réduit ainsi la perte d'énergie due au chauffage-', permanent des électrodes et l'on abaisse le chauffage pendant . le fonctionnement à une valeur qui ne fatigue pas les électrodes.
Il suffit, pour déterminer le sens convenable, d'in- tervertir le sens de branchement de l'enroulement 32 et d'adopter celui des sens pour lequel le courant de chauffage permanent est nettement plus faible que celui pendant l'amorçage, .Le déphasage entre les tensions dans les enroulements 22 et 32 n'étant que d'environ 30 on peut obtenir une diminution très sensible du flux dans la partie 54 commune aux circuits ma- gnétiques de ces deux enroulements,
Le circuit représenté sur la figure 1 ne comporte que les éléments absolument nécessaires, afin de le simplifier. On n'a par exemple, pas représenté certains éléments généralement utili- sés en pratique: interrupteur général, condensateur redressant le facteur de puissance.
Dans le cas d'une lampe fluorescente â trait d'amor- çage 7 de 40 watts, longueur 1,20 m diamètre 38 mm, d'un modèle courant en 1956, on peut adopter par exemple les valeurs suivantes pour un appareillage destiné à être alimenté par des réseaux à 220 ou à 240 volts.
Pour l'enroulement de transformateur, bobiné sur une colonne 60 ayant une section rectangulaire de 25,5 mm X 18 mm : bobine 18, 23 : 1930 spires de fil de 0,18 mm bobine 15, 18 : 176 spires de fil de 0,4 mm.
Pour chacun des enroulements qui fournissent le courant de chauffage aux électrodes, enroulements bobinés sur une partie 54 ayant une section rectangulaire de 25,5 mm X 13 mm : spires de fil de 0,35 mm.
Pour la bobine de self-induction, enroulée sur une colonne 42 ayant une section rectangulaire de 25,5 mm X 18 mm :
1580 spires de fil de 0,35 mm.
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Avec un réseau à 220 volts, branché sur les bornes 20 et 24; on obtient les tensions et intensités suivantes avec un réglage, par les entrefers, convenant à la lampe de 40 w ci- dessus : ,
EMI7.1
<tb> Avant <SEP> en <SEP> fonctionnement
<tb>
<tb> amorçage <SEP> normal
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intensité <SEP> dans <SEP> 22 <SEP> 0,05 <SEP> amp <SEP> 0,1 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intensité <SEP> dans <SEP> 32 <SEP> 0 <SEP> 0,410 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb> Intensité <SEP> dans <SEP> 26 <SEP> (de
<tb>
<tb> même <SEP> que <SEP> dans <SEP> 30) <SEP> 0,43 <SEP> amp <SEP> 0,47 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tension <SEP> aux <SEP> bornes <SEP> de
<tb>
<tb> 26 <SEP> (et <SEP> de <SEP> 30)
<SEP> 12 <SEP> v <SEP> 4 <SEP> v
<tb>
<tb>
<tb> Tension <SEP> aux <SEP> bornes <SEP> de <SEP> 32 <SEP> quelques <SEP> volts <SEP> 175 <SEP> v
<tb>
L'intensité dans les enroulements 26 et 30 est un peu plus forte après l'amorçage que pendant l'amorçage bien que la tension produite par ces enroulements soit plus faible après l'amorçage. Dans ces enroulements, en effet, au courant de chauf- fage s'ajoute une partie du courant de décharge ; cette partie est importante, au moins lorsque la matière émissive n'est épuisée en aucune zone des électrodes, car, pour faciliter l'amorçage, ces enroulements sont connectés dans un sens tel que la tension . qu'ils produisent s'ajoute à la tension aux bornes 15, 23.
Le circuit représenté sur la figure 3 sert à 1;'ali- mentation de deux appareils à décharge; l'appareil de droite,4, est à stabilisation inductive, c'est-à-dire que son courant de décharge est déphasé en retard sur la tension d'alimentation de l'appareillage; l'appareil de gauche, 92, est à stabilisation capacitive, c'est-à-dire que son courant de décharge est déphasé en avance sur la tension d'alimentation. Les avantages de cette combinaison de stabilisations sont bien connus.
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Les appareils à décharge 4 et 92 sont, par exemple, des lampes fluorescentes telles que celle utilisée dans le circuit selon la figure 1. Les électrodes de la lampe 4 sont chauffées par des enroulements 26, 30 analogues à ceux des fi- gures 1 et 2 et semblablement placés sur une partie 54 de cir- cuit magnétique commune au transformateur d'alimentation et à la bobine de self-induction 32 en série avec la lampe 4, Le flux de cette bobine se combine avec celui du transformateur d4ali- mentation pour faire diminuer le courant chauffant des électro- des 2, 6 pendant le fonctionnement normal de la lampe 4,
Le transformateur 78, 84 de l'appareillage représenté schématiquement est un autotransformateur à fuites magnétiques faibles,dont les bornes du primaire sont indiquées par les re- pères 80 et 82 Cet appareillage comporte,
en plus, une seconde bobine de self-induction 86 pour la seconde lampe,92, et deux enroulements 96, 98 pour le chauffage des électrodes 90, 100 de cette lampe. De façon analogue à ce qui existe pour la lampe 4, le circuit magnétique pour la bobine 86 comporte une partie commune 99 avec le circuit magnétique du transformateur; sur cette partie commune 99 sont bobinés les enroulements de chauf- fage 96, 98 pour les électrodes 90 et 100.
Un condensateur 88 est en série avec la bobine 86, de la façon connue,afin que le courant de décharge dans la lampe 92 soit déphasé en avance sur la tension de la source branchée aux bornes 80 et 82
Les tensions aux bornes des enroulements 78, 84,d'une part, et 86 d'autre part, sont déphasées d'environ 30 . entre elles. Il est donc possible, en choisissant convenablement les sens de bobinage et de connexion de ces enroulements, de faire en sorte que le flux produit par l'enroulement 86 diminue le flux circulant dans la partie commune 99. En ce qui concerne le
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flux dans l'autre partie commune, 54, on a la même diference de phase ( 30 également) que dans le cas représenté sur les fi- gures 1 et.2.
L'ensemble des enroulements peut être réalisé de façon analogue à 1'ensemble représenté sur la figure 2, mais en complétant le circuit magnétique par un empilage de tôles en M disposées à droite de la culasse 62,symétriquement de l'empilage 44, 40 74, 42 ; sur la colonne centrale du nouvel empilage on dispose la bobine de self-induction 86 et sur la culasse 62 les bobines 96 et 98. L'enroulement 22 est à remplacer par l'enroulement d'autotransformateur 78,84
Sur la figure 4, les repères des éléments relatifs à la lampe 92 à stabilisation capacitive sont, sauf en ce qui concerne le transformateur 124, 122 d'alimentation, les .mêmes que sur la figure 3 ci-dessus.
L'appareillage pour la lampe 92 à stabilisation capacitive comporte, en plus du condensateur 88 connecté en série avec l'électrode 90 de cette lampe, les éléments suivants de l'ensemble représenté sur la figure 5 :
A) Un autotransformateur sans fuites à primaire 124 et secondaire 122 bobinés sur une partie 106 du circuit magnétique de l'ensemble représenté sur la figure 5. Le primaire est relié au réseau, d'une part par son extrémité 130, d'autre part,par l'une de ses bornes 126 et 128 selon la tension du réseau.Lorsque c'est la borne 128 qui est utilisée, les spires comprises entre les bornes 126 et 128 font office de secondaire et peuvent être considérées comme faisant partie du secondaire 122.
B) Une bobine de self 86, bobinée sur une partie 102 du circuit magnétique de l'ensemble représenté sur la figure 4.Cette partie 102 est séparée par des entrefers 104 du .reste de ce cir- cuit, plus particulièrement de la culasse 99 Elle est bobinée
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dans un sens tel que le courant qui y passe après l'amorçage de la lampe 92 produise, dans cette culasse, un flux magnétique) . qui s'oppose au flux que produit dans celle-ci le primaire 124.
La disposition des entrefers 104 et de la culasse 99 annule sen- siblement le couplage magnétique entre les enroulements 86 et 124.
C) Des enroulements 96, 98, bobinés sur la culasse 99 et fournissant le courant de chauffage respectivement aux électrodes 90 et 100.
La culasse 99 n'est séparée du noyau magnétique du transformateur 122, 124 par aucun entrefer notable.
Les éléments ci-dessus sont disposés comme les élé- ments correspondants de la figure 2..
L'appareillage pour la lampe 116 à stabilisation inductive comporte :
D) Le primaire 124, connecté au réseau par sa borne 130 et par l'une de ses bornes 126 et 128 comme indiqué ci-dessus.
E) Un secondaire 112, bobiné sur le prolongement 114 de la partie 106 de circuit magnétique.
F) Des enroulements 110, 115 pour le chauffage des élec- trodes 120, 118 de la lampe 116; ces enroulements ,sont bobinés sur la même partie, 114, que le secondaire 112.
Des shunts magnétiques 108, bloqués par des plaquettes en matière isolante telles que celles indiquées par les repères 109, séparent les enroulements 122, 124 des enroulements 110, 112,¯115; ils diminuent fortement, mais sans le rendre sensible- ment nul, le couplage magnétique entre le primaire 124 et le secondaire 112.
Lorsque c"est la borne 128 qui est connectée au réseau, les spires comprises entre les bornes 126 et 128 fonctionnent comme secondaire à couplage serré avec le primaire 124. On pour-
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rait même prévoir un autre enroulement couplé serré avec le primaire et fournissant une partie de la tension de décharge pour la lampe 116 du moment que le secondaire 112 est suffisam- ment important et suffisamment peu couplé avec le primaire : ildoit assurer à la tension alimentant. la lampe 116 une caracté- ristique présentant une pente descendante suffisante.
Lorsque la lampe 116 est amorcée, son courant de décharge passant dans l'enroulement 112 produit dans la partie 114 du circuit magnétique, un champ qui s'oppose à la portion du champ produit par le primaire 124 qui n'est pas dérivée par les shunts 108. Le champ dans la partie 114 étant diminué, la tension de chauffage produite par les enroulements 110 et 115 est plus faible qu'avant que l'amorçage soit réalisé; la perte d'énergie électrique, due au chauffage des électrodes par ces enroulements pendant le fonctionnement normal de la lampe, est ainsi notablement plus faible que si la tension de chauffage était constante. Il en résulte également une moindre fatigue pour les électrodes 118 et 120.
En ce qui concerne les électrodes de la lampe 92,il est indiqué ci-dessus à propos des figures 1 et 2 comment la disposition adoptée donne le même avantage.
L'appareillage représenté sur la figure 4 est du type "cuirassé" dans lequel les enroulements, sauf certains enroulements de chauffage, sont bobinés sur des parties 102,106, 114 de circuit magnétique situées sensiblement dans le prolonge- ment l'une de l'autre.On peut aussi utiliser un appareillage du type "à colonnes ", dans lequel ces enroulements sont bobinés sur des parties du circuit magnétique non dans le prolongement l'une de l'autre.
Une ou deux des lampes 92, 116, peut être remplacée par plusieurs.lampes montées en série et dont les électrodes sonL chauffées par des enroulements disposés comme ceux de la lampe remplacée.
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A ces lampes on peut ajouter une ou plusieurs lampes non en série avec les précédentes. On peut, par exemple, alimenter par des enroulements ayant au moins une partie de leur circuit magnétique commune avec l'ensemble représenté sur la figure 2, une ou plusieurs lampes dont le courant de décharge est sensible- ment en phase avec la tension du réseau; on obtient ce déphasage faible ou nul en stabilisant par une résistance, ou encore par un condensateur et une self-induction en série et présentant des impédances dont les valeurs absolues sont voisines.
De nombreuses variantes peuvent être apportées aux dispositifs décrits ci-dessus, sans sortir du domaine de la pré- sente invention. Par exemple, le transformateur de l'appareillage peut être à enroulements séparés; les appareils à décharge peuvent être munis d'autres moyens facilitant l'amorçage ou être placés à proximité d'une masse portée à un potentiel convenable, ils peuvent ne comporter chacun qu'une seule électrode chauffée par une tension produite par un enroulement, etc...
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to an apparatus for supplying an electric discharge apparatus in a gaseous atmosphere, apparatus comprising a transformer with weak magnetic leaks and a self-induction coil, these two elements having in common one or more several parts of their magnetic circuit, this part, or these parts, not presenting any appreciable interference, the, or them, separating from the rest of the magnetic circuit of the transformer, not serving as a winding core for any of the windings of the transformer. transformer or the choke coil, separating the transformer windings from them from the choke coil and substantially preventing any magnetic coupling between these windings,
the choke coil being connected in series
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between a main electrode of the discharge device and the secondary of the transformer.
. In the case of an autotransformer, where the discharge current passes through at least part of the transformer primary, one must consider as secondary, not only the winding. coupled tightly with the primary and providing part of the voltage producing the discharge, but still said part of the primary.
This apparatus is characterized by the fact that on said common part, or on said common parts, of the magnetic circuit, one or more windings with tight coupling have been wound with those of the transformer and the ends of which are respectively connected to the ends of at least one main electrode of the discharge device, so as to supply this electrode with a current serving to heat it in the winding directions of the transformer, on the one hand, and of the self-induction coil, on the other hand, on the other hand, being such that these windings produce opposite magnetic fluxes in said common part during normal operation of the discharge apparatus.
By heating the electrode, the voltage is reduced. sion between main electrodes required for ignition.
This leads to a reduction in the voltage that must be supplied by the transformer and in the voltage that must be absorbed by the self-induction coil. The result is a reduction in the cost and bulk of these elements, an increase in efficiency, and, in the case of an inductive stabilization device, an improvement in the power factor.
The heating of the electrode continuing during normal operation, unless devices are provided to interrupt it, consumes electrical energy and, if it is
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remains about as intense as during priming fatigue the electrodes.
The location defined above for the heating winding, i.e. the winding supplying the heating current, allows, when the windings of the transformer and the inductor coil are wound in coils. proper sense, greatly reduce the heating current during normal operation, and thereby reduce the energy loss due to this heating. This reduction is obtained without the use of antagonistic heating windings, a means often proposed and which requires additional apparatus.
In the common part of the magnetic circuit, on which the heating winding is wound, the fluxes produced during normal operation by the transformer, on the one hand by the choke coil on the other hand, are not in quadra- ture; it is therefore possible, by a suitable choice of winding directions, to ensure that the resulting flux is less than the flux produced by the transformer. A test of each direction of winding shows which one to adopt.
The invention will be better understood by referring to the following description of embodiments and to the figures showing the latter,
FIG. 1 diagrammatically represents a simple circuit using an apparatus according to the invention,
FIG. 2 represents the apparatus used in the circuit according to the figure. 1.
FIG. 3 schematically represents a two-ampere circuit using another apparatus according to the invention.
FIG. 4 schematically represents another bilamp circuit using an apparatus according to the invention.
FIG. 5 represents the apparatus used in the circuit according to FIG. 4.
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The circuit shown schematically in the figure essentially comprises a current source 16 or 20, 24, an apparatus, which will be designated below by the general reference, 12, of its magnetic circuit, and a discharge device 4, by example a fluorescent lamp with preheatable electrodes, of a common model.
The apparatus 12 is shown in FIG. 2 in section by a plane passing between the sheets constituting the magnetic wire; this plane cuts the windings but not the sheets.
A winding, 22, of this apparatus, is wound on the central column 60 of a battleship magnetic circuit comprising a part in M, 58, 60, 62, 66, and a part in 1 54.
Another winding, 32, is wound on the central column 42 of another armored magnetic circuit comprising an M part 44, 40, 42, 74, and the part in 1 above, 54.
Air gaps 52, 48, 70 separate this M-part from this I-part; their variation makes it possible to adjust the self-induction of coil 32 to the value which gives the discharge current in the lamp 4 the intensity desired.
On the common part, 54, to the two magnetic circuits above are wound two windings 26,30. This location causes the inducing magnetic flux for these windings to depend both on the fluxes produced by the windings 22 and 32; the advantage of this arrangement will be explained below.
Referring to Figure 1, it can be seen that the transformer winding 22 includes an intermediate tap 18, allowing use on networks with significantly different alternating voltages. For example, in the case of a 220 volt network, one line will be connected to terminal 24 of the device and the other to terminal 20. Winding 18, 15 then serves as a secondary strongly coupled with the winding 23,18; the en-
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bearing 15, 23 operates as a step-up autotransformer.
In the case of a 240 volt network, one line is still connected to terminal 24 but the other is connected to terminal 16; the winding 23 operates as an autotransformer of ratio 1, that is to say as a self-induction coil.
The voltage across the winding 15, 23 is applied to the electrodes 26 of the lamp 4 via the choke coil, 32, which serves to stabilize the discharge in the lamp.
The windings 26, 30 are respectively connected to the electrode 6 by the wires 8 and 10, and to the electrode 2 by the wires 36 and 38. The voltages induced in these windings by the magnetic flux passing through the part 54 pass into the electrodes of the currents which heat them by the Joule effect.
Before the discharge is initiated between the electrodes 2 and 6, only the winding 22 is the cause of the inductive flux for the coils 26 and 30. These produce voltages which are sufficient to carry, in a time of the order of. the second, electrodes 2 and 6 at a temperature such that they emit abundant electrons. The ionization which in Jesuit, together with the fact that all the voltage of the winding 15, 23 is applied to the electrodes, initiates the discharge between them.
Once the discharge has started, the discharge current flowing through the self-induction 32 creates a voltage across the latter which decreases the voltage across the terminals of the lamp 4. In addition, in part 54 ,. the magnetic flux produced by winding 32 combines with that produced by winding 22. The winding and connection directions of these windings have been chosen so that the resulting flux is less than that produced by the winding. . winding 22 alone. The tensions produced by
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the coils 26, 30 are therefore weaker after priming than before; the loss of energy due to the permanent heating of the electrodes is thus reduced and the heating during this is reduced. operation at a value which does not fatigue the electrodes.
To determine the correct direction, it suffices to invert the direction of connection of the winding 32 and to adopt that of the directions for which the permanent heating current is markedly lower than that during ignition,. phase shift between the voltages in the windings 22 and 32 being only about 30, it is possible to obtain a very significant reduction in the flux in the part 54 common to the magnetic circuits of these two windings,
The circuit shown in Figure 1 includes only the absolutely necessary elements, in order to simplify it. For example, certain elements generally used in practice have not been shown: general switch, capacitor rectifying the power factor.
In the case of a fluorescent lamp with a starting line 7 of 40 watt, length 1.20 m diameter 38 mm, of a model current in 1956, the following values can be adopted for example for an apparatus intended for be supplied by 220 or 240 volt networks.
For the transformer winding, wound on a column 60 having a rectangular section of 25.5 mm X 18 mm: coil 18, 23: 1930 turns of wire of 0.18 mm coil 15, 18: 176 turns of wire of 0 , 4 mm.
For each of the windings which provide the heating current to the electrodes, windings wound on a part 54 having a rectangular section of 25.5 mm X 13 mm: turns of wire of 0.35 mm.
For the self-induction coil, wound on a column 42 having a rectangular section of 25.5 mm X 18 mm:
1580 turns of 0.35 mm wire.
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With a 220 volts network, connected to terminals 20 and 24; the following voltages and currents are obtained with an adjustment, by air gaps, suitable for the above 40 w lamp:,
EMI7.1
<tb> Before <SEP> in <SEP> operation
<tb>
<tb> normal <SEP> boot
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intensity <SEP> in <SEP> 22 <SEP> 0.05 <SEP> amp <SEP> 0.1 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intensity <SEP> in <SEP> 32 <SEP> 0 <SEP> 0.410 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb> Intensity <SEP> in <SEP> 26 <SEP> (from
<tb>
<tb> same <SEP> as <SEP> in <SEP> 30) <SEP> 0.43 <SEP> amp <SEP> 0.47 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Voltage <SEP> at the <SEP> terminals <SEP> of
<tb>
<tb> 26 <SEP> (and <SEP> of <SEP> 30)
<SEP> 12 <SEP> v <SEP> 4 <SEP> v
<tb>
<tb>
<tb> Voltage <SEP> at <SEP> terminals <SEP> of <SEP> 32 <SEP> a few <SEP> volts <SEP> 175 <SEP> v
<tb>
The current in windings 26 and 30 is somewhat higher after ignition than during ignition although the voltage produced by these windings is lower after ignition. In these windings, in fact, part of the discharge current is added to the heating current; this part is important, at least when the emissive material is not exhausted in any zone of the electrodes, because, to facilitate starting, these windings are connected in a direction such as voltage. that they produce is added to the voltage at terminals 15, 23.
The circuit shown in FIG. 3 is used for supplying two discharge devices; the device on the right, 4, has inductive stabilization, that is to say that its discharge current is lagged behind the supply voltage of the device; the device on the left, 92, has capacitive stabilization, that is to say that its discharge current is out of phase ahead of the supply voltage. The advantages of this combination of stabilizers are well known.
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The discharge devices 4 and 92 are, for example, fluorescent lamps such as that used in the circuit according to figure 1. The electrodes of the lamp 4 are heated by windings 26, 30 similar to those of figures 1 and 2 and similarly placed on a part 54 of the magnetic circuit common to the supply transformer and to the self-induction coil 32 in series with the lamp 4. The flux of this coil combines with that of the supply transformer for decrease the heating current of electrodes 2, 6 during normal operation of lamp 4,
The transformer 78, 84 of the apparatus shown schematically is an autotransformer with low magnetic leaks, the primary terminals of which are indicated by the marks 80 and 82 This apparatus comprises,
in addition, a second self-induction coil 86 for the second lamp, 92, and two windings 96, 98 for heating the electrodes 90, 100 of this lamp. Analogously to what exists for the lamp 4, the magnetic circuit for the coil 86 comprises a common part 99 with the magnetic circuit of the transformer; on this common part 99 are wound the heating windings 96, 98 for the electrodes 90 and 100.
A capacitor 88 is in series with the coil 86, as known, so that the discharge current in the lamp 92 is out of phase ahead of the voltage of the source connected to terminals 80 and 82.
The voltages across windings 78, 84, on the one hand, and 86, on the other hand, are approximately 30 out of phase. between them. It is therefore possible, by suitably choosing the directions of winding and of connection of these windings, to ensure that the flux produced by the winding 86 reduces the flux circulating in the common part 99. As regards the
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flux in the other common part, 54, there is the same phase diference (30 also) as in the case shown in Figures 1 and 2.
The set of windings can be produced in a manner analogous to the assembly shown in FIG. 2, but by completing the magnetic circuit by a stack of M-shaped sheets arranged to the right of the yoke 62, symmetrically to the stack 44, 40 74, 42; the self-induction coil 86 is placed on the central column of the new stack and on the yoke 62 the coils 96 and 98. The winding 22 is to be replaced by the autotransformer winding 78,84
In FIG. 4, the references of the elements relating to the capacitive stabilization lamp 92 are, except as regards the power supply transformer 124, 122, the same as in FIG. 3 above.
The apparatus for the capacitive stabilization lamp 92 comprises, in addition to the capacitor 88 connected in series with the electrode 90 of this lamp, the following elements of the assembly shown in FIG. 5:
A) A leak-free autotransformer with primary 124 and secondary 122 wound on a part 106 of the magnetic circuit of the assembly shown in FIG. 5. The primary is connected to the network, on the one hand by its end 130, on the other hand , by one of its terminals 126 and 128 depending on the network voltage When terminal 128 is used, the turns between terminals 126 and 128 act as secondary and can be considered as part of the secondary 122.
B) A choke coil 86, wound on a part 102 of the magnetic circuit of the assembly shown in FIG. 4 This part 102 is separated by air gaps 104 from the rest of this circuit, more particularly from the yoke 99 It is coiled
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in a direction such that the current which passes through it after the ignition of the lamp 92 produces, in this yoke, a magnetic flux). which opposes the flow produced therein by the primary 124.
The arrangement of air gaps 104 and yoke 99 substantially cancels the magnetic coupling between windings 86 and 124.
C) Windings 96, 98, wound on the yoke 99 and supplying the heating current respectively to the electrodes 90 and 100.
The yoke 99 is not separated from the magnetic core of the transformer 122, 124 by any significant air gap.
The above elements are arranged like the corresponding elements in figure 2 ..
The gear for the inductive stabilization lamp 116 comprises:
D) The primary 124, connected to the network by its terminal 130 and by one of its terminals 126 and 128 as indicated above.
E) A secondary 112, wound on the extension 114 of the part 106 of the magnetic circuit.
F) Windings 110, 115 for heating the electrodes 120, 118 of the lamp 116; these windings are wound on the same part, 114, as the secondary 112.
Magnetic shunts 108, blocked by insulating material plates such as those indicated by the references 109, separate the windings 122, 124 from the windings 110, 112, ¯115; they greatly reduce, but without rendering it substantially zero, the magnetic coupling between the primary 124 and the secondary 112.
When it is the terminal 128 which is connected to the network, the turns included between the terminals 126 and 128 function as secondary with tight coupling with the primary 124. We continue.
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It would even provide another winding coupled tightly with the primary and providing part of the discharge voltage for the lamp 116 as long as the secondary 112 is sufficiently large and sufficiently poorly coupled with the primary: it must ensure the supply voltage. the lamp 116 has a characteristic having a sufficient downward slope.
When the lamp 116 is ignited, its discharge current flowing through the winding 112 produces in the part 114 of the magnetic circuit, a field which opposes the portion of the field produced by the primary 124 which is not derived by the. shunts 108. The field in the part 114 being reduced, the heating voltage produced by the windings 110 and 115 is lower than before the ignition was carried out; the loss of electrical energy, due to the heating of the electrodes by these windings during normal operation of the lamp, is thus significantly lower than if the heating voltage were constant. This also results in less fatigue for the electrodes 118 and 120.
With regard to the electrodes of the lamp 92, it is indicated above with reference to Figures 1 and 2 how the arrangement adopted gives the same advantage.
The apparatus shown in FIG. 4 is of the "battleship" type in which the windings, except certain heating windings, are wound on parts 102, 106, 114 of the magnetic circuit situated substantially in the extension of one another. .One can also use an apparatus of the "column" type, in which these windings are wound on parts of the magnetic circuit not in the extension of one another.
One or two of the lamps 92, 116, can be replaced by several.lampes connected in series and whose electrodes are heated by windings arranged like those of the replaced lamp.
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To these lamps can be added one or more lamps not in series with the previous ones. One can, for example, supply by windings having at least part of their magnetic circuit common with the assembly represented in FIG. 2, one or more lamps whose discharge current is substantially in phase with the voltage of the network. ; this weak or zero phase shift is obtained by stabilizing by a resistor, or by a capacitor and a self-induction in series and having impedances whose absolute values are close.
Numerous variations can be made to the devices described above, without departing from the scope of the present invention. For example, the transformer of the switchgear can be with separate windings; the discharge devices can be provided with other means facilitating the initiation or be placed near a mass brought to a suitable potential, they can each comprise only a single electrode heated by a voltage produced by a winding, etc. ...
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