Procédé pour l'amorçage et l'alimentation de deux appareils à décharge électrique. La présente invention et relative à un pro cédé pour l'amorçage et l'alimentation, à par tir d'une même source de courant alternatif, de deux appareils à décharge électrique à élec trodes chauffées pour l'amorçage, les deux appareils à déeharge étant alimentés par la source de courant par L'intermédiaire d'organes de stabilisation constitués, pour l'un, par une réactance et, pour l'autre, par une réactance et un. condensateur en série, l'impédance du condensateur étant.
supérieure en valeur abso lue à celle de la seconde réactance à la fré quence de la source de courant, l'alimentation des deux appareils par la source de courant s'effectuant, éventuellement, par l'intermé diaire d'un transformateur commun ou d'un transformateur par appareil. L'une ou l'autre des réactances, ou les deux, peuvent être cons tituées, an moins en partie, par la réactance de fuite d'un transformateur.
Il est connu de chauffer les électrodes d'un appareil à décharge en vue de son amorçage en connectant l'une à l'autre, par l'intermé diaire d'un interrupteur, celles des extrémités de ces électrodes qui ne sont pas reliées à la source (le courant; ].'ouverture de l'interrup teur, qui fait cesser le chauffage, est cause que la. tension entre les électrodes devient égale à la tension à vide du dispositif d'ali mentation et, de plus, elle produit une brève surtension de rupture, ce qui provoque l'amor çage.
Ce procédé a 'comme inconvénients que l'amorçage ne se produit qu'au bout du temps nécessaire au chauffage des électrodes et aux mouvements de l'interrupteur, qu'il nécessite un artifice pour obtenir une intensité suffi sante du courant de chauffage lorsque l'appa reil est stabilisé par réactance et capacité en série, et, de plus, il fatigue un peu les électro des par suite de la, surtension de rupture.
Le procédé selon l'invention, au contraire, permet d'obtenir un amorçage quasi-instan- tané et peut. fournir d'une façon très simple le courant de chauffage de l'intensité désirée, sans fatiguer les électrodes. Il est caractérisé en ce que les électrodes des deux appareils à décharge sont chauffées pour l'amorçage et pendant. le fonctionnement, le courant de chauffage étant fourni par deux transforma teurs, dits transformateurs de chauffages>, un par appareil à décharge. Chaque transfor mateur comporte un primaire alimenté par la source de courant par L'intermédiaire de l'or gane de stabilisation de l'appareil correspon dant et, éventuellement, du transformateur interposé entre l'appareil et la source.
L'impé dance de ce primaire est suffisamment forte pour que le courant dans ce primaire avant l'amorçage de la décharge dans l'appareil cor respondant soit inférieur au courant de dé- charge en régime dans cet appareil. Chaque transformateur de chauffage comporte deux secondaires, un par électrode, dont l'un est connecté par l'une de ses extrémités à l'une des extrémités du primaire de ce transforma teur et par l'autre extrémité à l'une des extré mités de l'une des électrodes de l'appareil à, décharge correspondant, l'autre extrémité de cette électrode étant connectée en un point. de ce secondaire, par exemple au point commun. à.
ce secondaire et à ce primaire, ou à une prise sur ce secondaire entre ce point commun et l'autre extrémité de ce secondaire, 1-'autre secondaire de ce même transformateur étant. connecté par l'une de ses extrémités à l'autre extrémité du primaire du transformateur, et par son autre extrémité à l'une des extrémi tés de l'autre électrode de l'appareil à.
dé charge correspondant, l'autre extrémité de cette électrode étant connectée en lin point de ce secondaire, par exemple au point commun à ce secondaire et à ce primaire, ou à une prise sur ce secondaire, entre ce point commun et l'autre extrémité de ce même secondaire, le sens d'enroulement de chaque secondaire étant celui qui donne à celle des deux extrémités de l'électrode correspondante qui est la plus éloi- -née du-primaire tune différence de potentiel avec l'autre électrode plus forte que celle de l'autre extrémité.
Selon une variante du procédé ci-dessus, on munit chaque appareil à décharge d'au moins une surface conductrice en contact avec son enveloppe et. connectée à l'une de ses élec trodes, éventuellement par l'intermédiaire d'une impédance.
Le procédé selon l'invention permet. d'ob tenir un produit industriel nouveau, constitué par un ensemble de deux appareils à décharge présentant simultanément, ce qui n'a pas en core été réalisé jusqu'ici, les avantages ci- dessous effet stroboscopique négligeable; facteur de puissance voisin de 1; allumage pratiquement instantané et sans battements; disparition presque totale des taches noires au voisinage des électrodes; très grand nombre d'allumages possibles; accroissement de la durée de l'appareil; allumage possible par temps relativement froid; pertes plus faibles qu'avee les dispositifs usuels d'alimentation permettant un allumage.
instantané.
Les figures ci-jointes représentent, schéma tiquement et. à, titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention.
Sur les diverses figures, les éléments qui jouent le même rôle portent le même numéro de repère.
La fig. 1 représente un premier exemple d'exécution.
Les fig. 2, 3, 4- représentent des appareils à décharge avec ou sans une surface conduc trice en contact avec leur enveloppe.
Les fig. 5 et 6 représentent d'autres exem ples d'exécution. Sur chacune de ces fig. 5 et 6, les appareils à décharge sont du type représenté sur la fig. 4 et ne comportent donc pas de surface conductrice en. contact. avec leur enveloppe, mais ils pourraient être munis d'une telle surface conductrice comme les appareils représentés sur les fig. 2 ou 3, ou encore comporter une telle surface connectée à une électrode comme sur la fi;.. 1, sans que le reste du schéma. du circuit doive être mo difié.
Sur la fi-. 1, une source de courant alter natif 1, 2 alimente les extrémités 31, 32 des électrodes d'un premier appareil à. décharge 3, en l'espèce une lampe fluorescente à. atmo sphère de gaz rares et de mercure et à élec trodes préchauffables; cette alimentation est effectuée par l'intermédiaire d'un autotrans formateur à fuites dont la réactance propre stabilise la décharge dans la lampe 3. Le pri maire de cet autotransformateur comporte deux bobines 8, 5, montées en série; le secon daire est constitué par les bobines 5, 8, 7, 6, également montées en série.
La même source 1., 2 alimente également les extrémités 41, 42, des électrodes d'une autre lampe fluorescente 4 analogue à. la lampe 3; cette alimentation est effectuée par l'intermédiaire d'un auto transformateur à faibles fuites dont le pri- maire 8, 5 est le même due ci-dessus et dont le secondaire est, constitué par les bobines 5, 8, 9, 10, ce secondaire étant relié à la lampe 4 par la réactance 11 et le condensateur 12 mon tés en série et constituant la réactance et le condensateur stabilisant la décharge dans la lampe 4.
Ainsi qu'il est usuel pour les montages bi- lampes antistroboscopiques, la bobine de réac tance 1.1 présente, à la fréquence de la source 1, 2, une impédance inductive approximative ment, égale à celle de la réactance de fuite du transformateur 5, 8, 6, 7, et à. la moitié de l'impédance capacitive du condensateur 12.
Dans le cas présent, la self-induction de la bobine 11 et la réactance de fuite du transformateur 5, 8, 6, 7 sont chacune de 2 heures (impédance 628 ohms); la capacité du condensateur 12 est de 2,5 microfarads (impédance 1260 ohms).
Un transformateur de chauffage 30 fournit aux électrodes 31, 33 et 32, 31. de la lampe 3 le courant de chauffage convenable pour l'amorçage de cette lampe; il fournit égale ment à ces électrodes un certain courant pen dant le fonctionnement, mais ce dernier cou rant est très inférieur au courant de préchauf fage, on verra plus loin pourquoi. Les extré mités du primaire 37 de ce transformateur sont connectées respectivement aux extrémités 31, 32 des électrodes; ce primaire est donc ali menté par le secondaire du transformateur 5, 8, 7, 6. Le transformateur de chauffage 30 est muni de deux secondaires 35, 36, dont chacun est connecté respectivement à l'électrode 31, 33 ou 32, 34.
Le secondaire 35, étant bobiné dans le sens convenable et ayant une extrémité commune avec le primaire 37, forme, avec celui-ci, un autotransformateur élévateur de tension; il en est de même du secondaire 36. L'extrémité d'électrode 33, non connectée au secondaire 5, 8, 7, 6, présente ainsi, par rap port à l'extrémité 32 de l'autre électrode, une différence de potentiel supérieure à celle four nie par le secondaire 5, 8, 7, 6. On accroît ainsi la tension disponible pour l'amorçage aux bornes de la lampe 3.
Le courant de chauffage après amorçage est faible, parce que la tension aux bornes du primaire 37, étant égale à la tension entre les extrémités 31 et 32, n'est alors plus _ la tension d'amor çage de la lampe 3, mais sa tension de fonc tionnement seulement; le secondaire 35 fournit donc une tension moindre pendant le fonction nement que pendant le préchauffage.
L'autre électrode 32, 34 de la lampe 3- est alimentée en courant de chauffage par un se cond secondaire 36 du transformateur 30 de la même façon que l'électrode 31, 33 par le secondaire 35.
La lampe 3 est munie, sur la paroi exté rieure de son enveloppe, d'un trait conducteur 38,à base de graphite par exemple, connecté à une extrémité de l'une de ses électrodes à. travers une résistance 39 de forte valeur, et représenté en traits interrompus sur la figure.
Le chauffage des électrodes de la lampe 4 est effectué de même par un transformateur de chauffage 40. La lampe 4 est également munie d'un trait conducteur externe connecté de la même manière à l'une de ses électrodes. Il est à. remarquer qu'on n'a pas prévu de réactance supplémentaire à mettre en série avec la réactance 11 et le condensateur 12 pendant le préchauffage et destinée à augmen ter le courant de préchauffage. En effet, le transformateur 40 peut être prévu pour four nir, avant l'amorçage, le courant convenable.
La perte due au chauffage des électrodes pendant le fonctionnement est particulière ment faible lorsque l'atmosphère de la lampe est. constituée, au moins en partie, par des gaz rares à poids atomique élevé comme l'argon, ou mieux le krypton et le xénon. En effet, un gaz rare de poids atomique élevé possède une conductibilité thermique faible et un po tentiel d'ionisation peu élevé. Il en résulte que le préchauffage d'un type donné d'électrode jusqu'à une température déterminée peut être effectué avec un courant moindre que lorsque le gaz est moins dense, et que la tension n6ces- saire aux bornes de l'électrode pour obtenir une décharge entre ses extrémités est d'autant moins élevée que le gaz est plus dense.
On va donner ci-dessous un exemple de réalisation pratique, relatif à l'alimentation de deux lampes fluorescentes de 1 m de long et 30 mm de diamètre à atmosphère d'argon et de mercure, alimentées à partir d'un réseau de courant alternatif à 110 volts, 50 périodes. Les chiffres donnés peuvent, d'ailleurs, varier légèrement lorsqu'on change une lampe pour une autre, du même- type, ou un appareillage d'alimentation pour un autre du même mo dèle.
Dans cet. exemple, chaque lampe, dont l'en veloppe est munie sur sa paroi externe d'un trait de graphite connecté à l'une des électro des par une résistance de 0,1 mégohm envi ron, a une tension de fonctionnement de 120 volts; sa tension d'amorçage par préchauffage sans rupture du circuit de préchauffage est de moins de 200 volts. Cette tension d'amorçage s'élèverait à 235 volts si le trait conducteur n'existait. pas, et à 225 volts si la, lampe, dé munie de trait conducteur, était portée par une réglette métallique mise à la terre.
Pendant le préchauffage; chaque électrode est parcourue par un courant de 0,27 ampère et présente une différence de potentiel de 1.1 volts entre ses extrémités; pendant le fonc tionnement, ces valeurs sont ramenées à 0,185 ampère et 4,5 volts. Le courant de décharge dans la lampe est de 0,25 ampère environ.
Les transformateurs 5, 8, 7, 6 et 5, 8, 9, 10 fournissent chacun une tension à vide de 220 volts, lorsque la tension du réseau est de 110 volts.
Le courant dans le primaire unique des deux transformateurs a une valeur de 0,69 ampère; le réseau fournit 76 voltampères et 75 watts, ce qui correspond à un facteur de puissance très voisin de 1. Chaque lampe con somme, en régime, 29 watts, non compris la puissance correspondant au courant de chauf fage permanent de ses deux électrodes et qui se monte à. 2 X 0,185 X 4,5 = 1,7 watt, ce qui fait que les pertes totales dans l'appareil lage ne ,sont que de 17 watts, y compris la puissance consommée par le chauffage per manent.
Pendant le préchauffage des électrodes, le courant dans le primaire 37 ou 47 de chaque transformateur de chauffage est. de 0,06 am père.
A titre de comparaison, avec les appareil lages usuels pour l'alimentation de deux lam pes de 1 m consommant. chacune environ 30 watts, à partir d'un réseau à 110 volts, les pertes pour l'ensemble des deux lampes sont 12 watts dans le cas d'alimentation par autotranformateur et amorçage par préchauf fage et rupture du courant, de préchauffage par interrupteur à électrode bimétallique et à lueur;
30 watts dans le cas d'alimentation sans préchauffage des électrodes, par autotrans- formateur et amorçage instantané dû à une ten sion à vide de l'autotransformateur suffisam ment élevée, l'amorçage étant facilité par un trait conducteur externe connecté à, une élec trode.
La fig. 2 représente un appareil à. décharge 3, par exemple une lampe fluorescente de 1 in de long, comme dans l'exemple ci-dessus, dont la surface conductrice 38 en contact. avec son enveloppe 50 est connectée, non pas à l'une de ses électrodes 31, 33 ou 32, 34, mais à. une prise de terre 51 ou à une masse con ductrice qui en tient lieu.
La flg. 3 représente un appareil à dé charge qui ne diffère de celui selon la fi,-. 2 qu'en ce que la. surface conductrice 38 n'est connectée à rien. On simplifie ainsi les arri vées de courant à. l'appareil à décharge, irais la tension nécessaire à, son amorçage, toutes choses égales par ailleurs, s'en trouve augmen tée Lui peu plus.
L'appareil à décharge représenté par la fig. 4 ne diffère de ceux selon les fig. 2 et 3 qu'en ce que son enveloppe 50 n'est. en con tact avec aucune surface conductrice. On fa cilite ainsi la, construction de cet appareil et on en améliore l'aspect, mais il faut. lui Iour- nir une tension encore plus élevée pour y amorcer la décharge.
La fig. 5 représente deux appareils à dé charge 3 et 4 et leurs circuits d'amorçage et d'alimentation; ces appareils sont, par exem ple, des lampes fluorescentes et peuvent être de l'un quelconque des types représentés sur les fig: 1, 2, 3, 4. Au-dessous des points 89 et 90 et au-dessus des points 59 et 60, le cir cuit est un circuit normal d'alimentation d'ap pareil à décharge par autotransformateur à fuites magnétiques. Nous ne décrirons en dé tails que le circuit relatif à la lampe 3, car ce circuit diffère pets de celui pour la lampe 4. Le primaire de l'autotransformateur est cons titué par les enroulements .5 et 8, et le secon daire pour la lampe 3 par le primaire et par les enroulements 6 et 7.
Cet autotransforma teur élève la tension de la source de courant alternatif 1, 2 et; de plus, stabilise la décharge dans la lampe 3 par ses fuites magnétiques; il est du même modèle que celui représenté, avec les mêmes chiffres de repère, sur. la fig. 1. L'autotransformateur 5, 6, 7, 8 ali mente, par ses bornes 59 et 60, un autotrans- formateur 61 dit de chauffage . Cet auto- transformateur de chauffage comporte, comme dans le dispositif représenté sur la fig. 1, un primaire, ici indiqué par le repère 58, et deux secondaires.
Ces derniers sont respectivement connectés aux deux électrodes de la lampe 3, d'une part, comme sur la fig. 1, par leur extrémité non reliée au primaire 58, d'autre part, et ceci est nouveau, par une prise 56 ou 57 située entre cette extrémité et celle reliée au primaire. Chaque secondaire comporte ainsi deux enroulements: par exem ple, le secondaire de gauche comprend un premier enroulement 53 qui fournit la ten sion de chauffage de l'électrode<B>31, 33,</B> et un second enroulement 55 qui élève la tension entre cette électrode et l'électrode 32, 34 et contribue ainsi à compenser l'augmentation de tension d'amorçage de la lampe 3; pour le secondaire de droite, les enroulements cor respondants sont désignés par les repères 52 et 54.
Comme dans le dispositif représenté sur la fig. l., les secondaires sont enroulés dans le sens qui donne le maximum de tension entre les extrémités 33 et 34 des électrodes. Le transformateur 61 représenté sur cette figure est symétrique; il pourrait aussi com porter un seul enroulement pour élever la tension, 54 par exemple, le nombre de spires de cet enroulement étant alors double de ce qu'il est dans le cas d'un transformateur sy métrique, et l'enroulement 55 étant supprimé. Un autotransformateur de chauffage 81, cons truit et connecté de façon analogue au trans formateur 61, chauffe les électrodes de la lampe 4 à courant en avance sur la tension et élève la tension disponible pour cette lampe.
On va donner ci-dessous un exemple de réalisation pratique, pour le circuit d'alimen tation de la lampe en retard 3 de la fig. 5; cette lampe ne diffère de celles de l'exemple décrit ci-dessus qu'en ce qui concerne la bande conductrice en contact avec l'enve loppe, cette bande n'existant pas dans le cas présent.
L'autotransformateur 5, 6, 7, 8 n'est pas changé et fournit, lorsque la tension de la source de courant 1,'2 est de 110 volts, une tension à vide de 220 volts. Les 2 X 11 volts de supplément de tension, fournis par les secondaires du transformateur de chauffage, compensent approximativement., dans l'exem ple ci-dessus et dans le présent exemple, la chute de tension du transformateur 5, 6, 7, 8 lors du préchauffage, chute due à la puis sance que ce transformateur débite à ce mo ment.
Dans le cas présent, la lampe fluores cente 3 ne comporte pas de trait conducteur sur sa paroi externe; sa tension moyenne d'amorçage n'est alors plus. 200 volts, mais 235 volts, donc a augmenté de 17,5 0/0. Pour amorcer la nouvelle lampe avec la même cer titude, c'est-à-dire avec des conditions aussi défavorables de tension de la source, de tem pérature, ete., que dans l'exemple ci-dessus, les secondaires 54 et 5.5 doivent fournir les 17,5 % de tension, soit 220 X 17,
5 = 38,5 volts, soit environ 19 volts chacun. Les se condaires 52 et 53 continuent à fournir la même tension de chauffage, soit 11 volts, pen dant le préchauffage. Ces chiffres ne sont d'ailleurs qu'approchés, les tensions néces saires et les tensions obtenues variant avec les lampes, leur emplacement, l'appareillage, etc.
Comme dans l'exemple ci-dessus, le circuit pour la lampe 4 diffère de celui pour la lampe 3 en ce qu'il comporte une self-induc tance 11 et Lin condensateur 12 en série avec le secondaire 5, 8, 9, 10 alimentant la lampe 4; ce secondaire est à couplage serré avec le primaire 5, 8.
La fig. 6 représente schématiquement un circuit d'alimentation en direct;> de deux lampes fluorescentes et des transformateurs de chauffage de celles-ci. On appelle ici ali mentation en direct l'alimentation à partir de la source de courant par l'intermédiaire d'une simple impédance. Cette impédance est la self-inductance 65 pour la lampe 3 et son transformateur 61; pour la lampe 4 et son transformateur 71, cette impédance est cons tituée par l'ensemble de la self-inductance 66, de valeur sensiblement égale (2 henrys) à celle de la self-inductance 65, et du conden sateur 67 de 2,5 microfarads dont l'impédance capacitive est à la fréquence de la source de courant, sensiblement égale au double de l'impédance inductive de la self-inductance 66, montés en série.
La source de courant 1, 2 alimente, à tra vers la self-inductance 65, l'ensemble lampe 3 - transformateur de préchauffage 61, qui est du même type que celui représenté sur la fig. 5. Par exemple, la source de courant est un réseau à 220 volts et, comme pour l'exem ple de la fig. 1, alimente des lampes de 1 m de long; le transformateur 61 a, alors, les mêmes caractéristiques que dans l'exemple numérique ci-dessus.
Le transformateur de chauffage 71 pour la lampe 4 est d'un type un peu différent de celui du transformateur 61, afin de donner un exemple de transformateur de chauffage ne comportant qu'un seul secondaire à rap port de transformation augmenté. Le secon daire 72 de ce transformateur est calculé pour ne fournir que la tension de chauffage, par exemple 11 volts, avant l'amorçage comme dans l'exemple numérique précédent; il est connecté à l'électrode correspondante et au primaire comme sur la fig. 1.
Le secondaire 73, 75, par contre, fournit à la fois la tension de chauffage par son enroulement 73, par exemple 11 volts avant l'amorçage, et le sup- plérnent de tension par son enroulement. 75, par exemple 38 volts, si l'on prend les mêmes valeurs de tensions que pour l'exemple relatif à la fig. 5 ; ce secondaire est. connecté à l'élec trode correspondante et au primaire, comme dans la fi-. 5.
Il va de soi que les transformateurs de chauffage peuvent, et même c'est préfé rable, être du même type pour les deux lam pes: soit du t@-pe représenté en 61, soit du type représenté en 71. De même, le circuit selon la fig. 5 peut comporter deux trans formateurs du type représenté en 71 ou bien un transformateur de chaque type.
Method for starting and supplying two electric discharge devices. The present invention and relating to a process for starting and supplying, by firing from the same alternating current source, two electric discharge devices with heated electrodes for starting, the two discharge devices being supplied by the current source by the intermediary of stabilization members constituted, for one, by a reactance and, for the other, by a reactance and a. capacitor in series, the impedance of the capacitor being.
greater in absolute value than that of the second reactance at the frequency of the current source, the supply of the two devices by the current source being effected, if necessary, by the intermediary of a common transformer or '' one transformer per device. Either or both of the reactors can be formed, at least in part, by the leakage reactance of a transformer.
It is known practice to heat the electrodes of a discharge device with a view to its initiation by connecting to one another, through the intermediary of a switch, those of the ends of these electrodes which are not connected to each other. the source (the current;]. The opening of the switch, which stops heating, causes the voltage between the electrodes to become equal to the no-load voltage of the power supply device and, moreover, it produces a brief burst surge, which causes arcing.
This process has the disadvantages that the ignition occurs only at the end of the time necessary for the heating of the electrodes and for the movements of the switch, that it requires an artifice to obtain a sufficient intensity of the heating current when the The apparatus is stabilized by reactance and capacitance in series, and, moreover, it tires the electronics a little as a result of the breaking overvoltage.
The method according to the invention, on the contrary, makes it possible to obtain a quasi-instantaneous priming and can. provide the heating current of the desired intensity in a very simple way, without tiring the electrodes. It is characterized in that the electrodes of the two discharge devices are heated for ignition and during. operation, the heating current being supplied by two transformers, called heating transformers>, one per discharge device. Each transformer comprises a primary supplied by the current source via the stabilization organ of the corresponding device and, optionally, from the transformer interposed between the device and the source.
The impedance of this primary is sufficiently strong so that the current in this primary before the initiation of the discharge in the corresponding device is lower than the discharge current in regime in this device. Each heating transformer has two secondaries, one per electrode, one of which is connected by one of its ends to one of the ends of the primary of this transformer and by the other end to one of the ends. one of the electrodes of the corresponding discharge device, the other end of this electrode being connected at a point. of this secondary, for example to the common point. at.
this secondary and this primary, or a tap on this secondary between this common point and the other end of this secondary, 1-other secondary of this same transformer being. connected by one of its ends to the other end of the primary of the transformer, and by its other end to one of the ends of the other electrode of the device to.
corresponding charge, the other end of this electrode being connected at the end of this secondary, for example to the point common to this secondary and to this primary, or to a socket on this secondary, between this common point and the other end of this same secondary, the direction of winding of each secondary being that which gives to that of the two ends of the corresponding electrode which is furthest from the primary ta potential difference with the other electrode greater than that of the other end.
According to a variant of the above method, each discharge device is provided with at least one conductive surface in contact with its casing and. connected to one of its electrodes, possibly via an impedance.
The method according to the invention allows. to obtain a new industrial product, consisting of a set of two discharge devices exhibiting simultaneously, which has not yet been achieved so far, the advantages below negligible strobe effect; power factor close to 1; almost instantaneous ignition without beating; almost total disappearance of black spots in the vicinity of the electrodes; very large number of possible ignitions; increased device life; ignition possible in relatively cold weather; lower losses than with conventional power supply devices allowing ignition.
instantaneous.
The attached figures represent, schematically and. by way of non-limiting example, several embodiments of the invention.
In the various figures, the elements which play the same role bear the same reference number.
Fig. 1 represents a first example of execution.
Figs. 2, 3, 4- represent discharge devices with or without a conductive surface in contact with their casing.
Figs. 5 and 6 show other execution examples. On each of these figs. 5 and 6, the discharge devices are of the type shown in FIG. 4 and therefore do not have a conductive surface at. contact. with their casing, but they could be provided with such a conductive surface like the devices shown in FIGS. 2 or 3, or even include such a surface connected to an electrode as on fi; .. 1, without the rest of the diagram. circuit must be changed.
On the fi-. 1, a source of native alternating current 1, 2 supplies the ends 31, 32 of the electrodes of a first device to. discharge 3, in this case a fluorescent lamp at. atmosphere of rare gases and mercury and with preheatable electrodes; this power supply is carried out by means of a leakage autotrans-trainer whose own reactance stabilizes the discharge in the lamp 3. The primary of this autotransformer comprises two coils 8, 5, connected in series; the secondary consists of coils 5, 8, 7, 6, also connected in series.
The same source 1, 2 also supplies the ends 41, 42, of the electrodes of another fluorescent lamp 4 similar to. the lamp 3; this power supply is effected by means of a low-leakage auto-transformer, the primary 8, 5 of which is the same as above and the secondary of which is constituted by coils 5, 8, 9, 10, this secondary being connected to the lamp 4 by the reactance 11 and the capacitor 12 connected in series and constituting the reactance and the capacitor stabilizing the discharge in the lamp 4.
As is usual for dual antistroboscopic lamps, the reactance coil 1.1 has, at the frequency of the source 1, 2, an inductive impedance approximately equal to that of the leakage reactance of the transformer 5, 8, 6, 7, and to. half of the capacitive impedance of capacitor 12.
In the present case, the self-induction of the coil 11 and the leakage reactance of the transformer 5, 8, 6, 7 are each 2 hours (impedance 628 ohms); the capacitance of capacitor 12 is 2.5 microfarads (impedance 1260 ohms).
A heating transformer 30 supplies the electrodes 31, 33 and 32, 31. of the lamp 3 with the suitable heating current for starting this lamp; it also supplies these electrodes with a certain current during operation, but the latter current is much lower than the preheating current, we will see why later. The ends of the primary 37 of this transformer are connected respectively to the ends 31, 32 of the electrodes; this primary is therefore supplied by the secondary of the transformer 5, 8, 7, 6. The heating transformer 30 is provided with two secondaries 35, 36, each of which is respectively connected to the electrode 31, 33 or 32, 34.
The secondary 35, being wound in the correct direction and having an end in common with the primary 37, forms, with the latter, a step-up autotransformer; the same is true of the secondary 36. The electrode end 33, not connected to the secondary 5, 8, 7, 6, thus has, with respect to the end 32 of the other electrode, a potential difference. greater than that supplied by the secondary 5, 8, 7, 6. This increases the voltage available for ignition at the terminals of the lamp 3.
The heating current after ignition is low, because the voltage at the terminals of the primary 37, being equal to the voltage between the ends 31 and 32, is then no longer the ignition voltage of the lamp 3, but its operating voltage only; the secondary 35 therefore provides a lower voltage during operation than during preheating.
The other electrode 32, 34 of the lamp 3- is supplied with heating current by a second secondary 36 of the transformer 30 in the same way as the electrode 31, 33 by the secondary 35.
The lamp 3 is provided, on the outer wall of its casing, with a conductive line 38, based on graphite for example, connected to one end of one of its electrodes. through a resistor 39 of high value, and shown in broken lines in the figure.
The heating of the electrodes of the lamp 4 is carried out in the same way by a heating transformer 40. The lamp 4 is also provided with an external conductive line connected in the same way to one of its electrodes. He is at. note that no additional reactance has been provided to be placed in series with the reactance 11 and the capacitor 12 during the preheating and intended to increase the preheating current. In fact, the transformer 40 can be provided to supply, before starting, the suitable current.
The loss due to the heating of the electrodes during operation is particularly low when the atmosphere of the lamp is. constituted, at least in part, by rare gases with a high atomic weight such as argon, or better still krypton and xenon. Indeed, a rare gas of high atomic weight has a low thermal conductivity and a low ionization potential. It follows that the preheating of a given type of electrode to a determined temperature can be carried out with a lower current than when the gas is less dense, and that the voltage necessary across the terminals of the electrode to obtain a discharge between its ends is lower the denser the gas.
An example of a practical embodiment will be given below, relating to the supply of two fluorescent lamps 1 m long and 30 mm in diameter with an argon and mercury atmosphere, supplied from an alternating current network. at 110 volts, 50 periods. The figures given may, moreover, vary slightly when one changes a lamp for another, of the same type, or a supply apparatus for another of the same model.
In this. example, each lamp, the envelope of which is provided on its outer wall with a line of graphite connected to one of the electrodes by a resistance of 0.1 megohm approximately, has an operating voltage of 120 volts; its ignition voltage by preheating without breaking the preheating circuit is less than 200 volts. This starting voltage would rise to 235 volts if the conductive line did not exist. not, and at 225 volts if the lamp, without a conductive line, was carried by a metal strip grounded.
During preheating; each electrode is traversed by a current of 0.27 amperes and has a potential difference of 1.1 volts between its ends; during operation these values are reduced to 0.185 amps and 4.5 volts. The discharge current in the lamp is approximately 0.25 amps.
Transformers 5, 8, 7, 6 and 5, 8, 9, 10 each provide a no-load voltage of 220 volts, when the network voltage is 110 volts.
The current in the single primary of the two transformers has a value of 0.69 amps; the network supplies 76 volt-amperes and 75 watts, which corresponds to a power factor very close to 1. Each lamp consumes, in operating mode, 29 watts, not including the power corresponding to the permanent heating current of its two electrodes and which amounts to. 2 X 0.185 X 4.5 = 1.7 watts, which means that the total losses in the washing machine are only 17 watts, including the power consumed by the permanent heater.
During the preheating of the electrodes, the current in the primary 37 or 47 of each heating transformer is. of 0.06 am father.
By way of comparison, with the usual lages for the supply of two consuming lam pes of 1 m. each about 30 watts, from a 110-volt network, the losses for the set of the two lamps are 12 watts in the case of supply by autotransformer and starting by preheating and breaking of the current, of preheating by switch to bimetallic and glow electrode;
30 watts in the case of power supply without preheating the electrodes, by autotransformer and instantaneous starting due to a sufficiently high no-load voltage of the autotransformer, starting being facilitated by an external conductor line connected to an electric trode.
Fig. 2 represents a device with. discharge 3, for example a fluorescent lamp 1 inch long, as in the example above, with the conductive surface 38 in contact. with its casing 50 is connected, not to one of its electrodes 31, 33 or 32, 34, but to. an earth electrode 51 or to a conductive mass which takes its place.
The flg. 3 shows a discharge device which does not differ from that according to the fi, -. 2 that in that the. conductive surface 38 is not connected to anything. This simplifies the current arrivals at. the discharge apparatus, would go the tension necessary for its initiation, all other things being equal, is increased by it a little more.
The discharge apparatus shown in FIG. 4 does not differ from those according to FIGS. 2 and 3 only in that its envelope 50 is. in contact with no conductive surface. This facilitates the construction of this apparatus and improves its appearance, but it is necessary. Supply it with an even higher voltage to initiate the discharge.
Fig. 5 shows two discharge devices 3 and 4 and their starting and supply circuits; these devices are, for example, fluorescent lamps and may be of any of the types shown in figs: 1, 2, 3, 4. Below points 89 and 90 and above points 59 and 60, the circuit is a normal power supply circuit for a discharge device by an autotransformer with magnetic leaks. We will only describe in detail the circuit relating to lamp 3, because this circuit differs greatly from that for lamp 4. The primary of the autotransformer is constituted by the windings .5 and 8, and the secondary for the lamp 3 by the primary and by the windings 6 and 7.
This autotransformer raises the voltage of the alternating current source 1, 2 and; moreover, stabilizes the discharge in the lamp 3 by its magnetic leaks; it is of the same model as that shown, with the same reference numbers, on. fig. 1. The autotransformer 5, 6, 7, 8 supplies, via its terminals 59 and 60, a so-called heating autotransformer 61. This heating autotransformer comprises, as in the device shown in FIG. 1, a primary, here indicated by the reference 58, and two secondaries.
These are respectively connected to the two electrodes of the lamp 3, on the one hand, as in FIG. 1, by their end not connected to the primary 58, on the other hand, and this is new, by a socket 56 or 57 located between this end and that connected to the primary. Each secondary thus comprises two windings: for example, the left secondary comprises a first winding 53 which supplies the heating voltage of the electrode <B> 31, 33, </B> and a second winding 55 which raises the voltage. voltage between this electrode and the electrode 32, 34 and thus helps to compensate for the increase in the ignition voltage of the lamp 3; for the right secondary, the corre sponding windings are designated by the references 52 and 54.
As in the device shown in FIG. 1., the secondaries are wound in the direction which gives the maximum voltage between the ends 33 and 34 of the electrodes. The transformer 61 shown in this figure is symmetrical; it could also include a single winding to raise the voltage, 54 for example, the number of turns of this winding then being double what it is in the case of a sy metric transformer, and the winding 55 being eliminated . A heating autotransformer 81, constructed and connected in a similar fashion to transformer 61, heats the electrodes of the current lamp 4 in advance of the voltage and raises the voltage available for this lamp.
An example of a practical embodiment will be given below for the supply circuit of the delay lamp 3 of FIG. 5; this lamp differs from those of the example described above only as regards the conductive strip in contact with the casing, this strip not existing in the present case.
The autotransformer 5, 6, 7, 8 is not changed and supplies, when the voltage of the current source 1, '2 is 110 volts, a no-load voltage of 220 volts. The 2 X 11 volts of voltage boost, supplied by the secondaries of the heating transformer, approximately compensates., In the example above and in this example, the voltage drop of the transformer 5, 6, 7, 8 during preheating, drop due to the power that this transformer is delivering at this time.
In the present case, the cente fluorescent lamp 3 does not have a conductive line on its outer wall; its mean starting voltage is then no longer. 200 volts, but 235 volts, so increased by 17.5 0/0. To start the new lamp with the same certainty, that is to say with such unfavorable source voltage, temperature, etc. conditions as in the example above, secondaries 54 and 5.5 must provide the 17.5% voltage, i.e. 220 X 17,
5 = 38.5 volts, or about 19 volts each. The secondary 52 and 53 continue to supply the same heating voltage, ie 11 volts, during preheating. These figures are moreover only approximate, the necessary voltages and the voltages obtained varying with the lamps, their location, the equipment, etc.
As in the example above, the circuit for the lamp 4 differs from that for the lamp 3 in that it comprises a self-inductor 11 and a capacitor 12 in series with the secondary 5, 8, 9, 10 powering the lamp 4; this secondary is tightly coupled with the primary 5, 8.
Fig. 6 schematically represents a direct power supply circuit;> of two fluorescent lamps and their heating transformers. Here, direct supply is called the supply from the current source via a single impedance. This impedance is the self-inductance 65 for the lamp 3 and its transformer 61; for the lamp 4 and its transformer 71, this impedance is constituted by the whole of the self-inductance 66, of substantially equal value (2 henrys) to that of the self-inductance 65, and of the capacitor 67 of 2, 5 microfarads, the capacitive impedance of which is at the frequency of the current source, substantially equal to twice the inductive impedance of the self-inductor 66, connected in series.
The current source 1, 2 supplies, through the self-inductance 65, the lamp 3 - preheating transformer 61 assembly, which is of the same type as that shown in FIG. 5. For example, the current source is a 220 volt network and, as in the example of fig. 1, powers 1m long lamps; the transformer 61 then has the same characteristics as in the numerical example above.
The heating transformer 71 for the lamp 4 is of a slightly different type from that of the transformer 61, in order to give an example of a heating transformer having only one secondary with an increased transformation ratio. The secondary 72 of this transformer is calculated to provide only the heating voltage, for example 11 volts, before starting as in the preceding digital example; it is connected to the corresponding electrode and to the primary as in fig. 1.
The secondary 73, 75, on the other hand, supplies both the heating voltage through its winding 73, for example 11 volts before starting, and the additional voltage through its winding. 75, for example 38 volts, if we take the same voltage values as for the example relating to FIG. 5; this secondary is. connected to the corresponding elec trode and to the primary, as in fig. 5.
It goes without saying that the heating transformers can, and even it is preferable, be of the same type for the two lamps: either of the t @ -pe represented at 61, or of the type represented at 71. Likewise, the circuit according to fig. 5 may include two transformers of the type shown at 71 or else one transformer of each type.