FR2763465A1 - Dispositif d'alimentation pour un appareil d'eclairage utilisant une ou plusieurs lampes a decharge - Google Patents

Abstract

Le dispositif d'alimentation (18) est destiné à être relié à un réseau d'énergie électrique à courant alternatif pour alimenter au moins un appareil d'éclairage, ce dernier ayant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge (10) associé à un dispositif amorceur (26). A cette fin, le dispositif d'alimentation comprend :- un circuit électrique de connexion (22, 24, 24a) entre le réseau d'énergie électrique et le ou chaque point d'éclairage, et- un interrupteur à moyen de commande électrique (20), l'interrupteur étant inséré dans le circuit électrique de connexion de manière à maintenir fermé ce circuit lorsque l'énergie électrique du réseau est présente sur le moyen de commande électrique, et à ouvrir ce circuit lors d'une interruption de l'énergie électrique sur le moyen de commande électrique,Selon l'invention, le moyen de commande électrique est relié au circuit électrique de connexion (22, 24, 24a) via un moyen de filtrage (30) tel qu'un transformateur interdisant la transmission d'énergie électrique au moyen de commande électrique (20) lorsque celle-ci est sous forme d'un courant continu.L'invention concerne également un appareil d'éclairage mettant en oeuvre un tel dispositif d'alimentation.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation pour un appareil d'éclairage utilisant une ou plusieurs lampes à décharge. Elle concerne également un appareil d'éclairage du type précité mettant en oeuvre un tel dispositif d'alimentation.

Les lampes à décharge sont largement utilisées pour l'éclairage public et industriel, car elles offrent un excellent rendement. Elles sont notamment utilisées pour des applications nécessitant une forte illumination sur des aires importantes, par exemple pour l'éclairage de terrains sportifs.

Une lampe à décharge comporte une enveloppe de verre renfermant un mélange gazeux à basse ou haute pression, tel que du sodium, du mercure, ou un halogénure. A l'intérieur de cette enveloppe se trouvent deux électrodes de décharge, séparées l'une de l'autre par un espace dans le gaz, et ayant des contacts électriques accessibles de l'extérieur. Lorsque l'on applique entre ces deux électrodes une tension suffisamment élevée (fonction du mélange gazeux, de sa pression, de la disposition des électrodes), le mélange gazeux, qui est normalement isolant, devient ionisé et permet le passage d'un courant d'arc entre les électrodes. Ce courant entretient l'ionisation et donne lieu à une émission élevée de lumière.

La tension nécessaire pour établir l'ionisation initiale, et donc l'amorçage du courant dans la lampe, est relativement élevée, pouvant atteindre quelques dizaines de kilovolts dans certaines lampes. Cependant, la tension nécessaire pour maintenir ce courant est bien inférieure, correspondant normalement à une tension de secteur, soit de l'ordre de quelques centaines de volts.

Ainsi, les appareils d'éclairage pour lampes à décharge utilisent des dispositifs de démarrage, appelés amorceurs, qui délivrent aux électrodes des impulsions de haute tension suffisantes pour établir l'ionisation dans la lampe.

Ces amorceurs sont conçus pour délivrer les impulsions de haute tension automatiquement lors de la mise en marche de la lampe, et pour arrêter les impulsions soit lorsqu'il est détecté que le courant est établi dans la lampe, soit après une durée prédéterminée.

La figure 1 représente un circuit d'alimentation classique d'une lampe à décharge fonctionnant sur secteur, avec un amorceur. La lampe à décharge 10 a l'une de ses électrodes 10a reliée directement au neutre N du secteur. L'autre électrode lOb est reliée à la phase L via un enroulement d'inductance 12 (dit ballast) qui limite et stabilise le courant d'arc en régime normal. Un condensateur 14 est connecté entre la phase L et le neutre N, juste en amont du ballast 12, pour compenser le courant réactif (correction de facteur de phase ou de puissance) qui résulte du fonctionnement normal de l'inductance.

Le circuit amorceur 16 est alimenté sur deux bornes 16a, 16b, I'une (16a) reliée au neutre N et l'autre (16b) reliée à une dérivation du ballast 12. Cette dernière borne 16b constitue également une sortie d'impulsions qui permet au ballast 12 de fonctionner aussi comme un auto-transformateur élévateur durant le démarrage de la lampe 10. En réponse à ces impulsions, le ballast 12 émet des impulsions amplifiées de haute tension (de l'ordre de quelques kilovolts) directement sur l'électrode lOb de la lampe 10. L'ensemble constitué par le circuit amorceur 16 et l'auto-transformateur élévateur cesse automatiquement d'envoyer les impulsions de haute tension lorsque le courant d'arc est établi, cet état étant constaté par une chute de tension à travers les électrodes lova, i Ob de la lampe. A cette fin, L'amorceur 16 comprend une entrée 16c de détection de tension reliée à l'électrode lOb.

Les circuits amorceurs usuels, tels qu'utilisés dans le montage de la figure 1, sont conçus pour fournir des impulsions de haute tension suffisantes pour un démarrage à froid de la lampe à décharge, c'est-à-dire lorsque l'enveloppe est très en dessous de sa température stabilisée de fonctionnement. Toutefois, le démarrage avec ces amorceurs n'est pas toujours possible lorsque l'enveloppe de la lampe est à température élevée.

En effet, après une coupure et un rétablissement de l'alimentation électrique, le comportement de l'ensemble comprenant l'appareil d'éclairage et la lampe à décharge dépend fortement du temps qui sépare l'instant de la mise hors tension de l'instant de la remise sous tension. Plus précisément, I'établissement ou le rétablissement d'un régime de décharge stable dans la lampe dépend de la pression qui règne dans l'enveloppe, et qui est elle-même fonction de la température du mélange gazeux. Cette température est influencée par le régime d'échange thermique qui s'établit entre la lampe et l'air ambiant via le luminaire.

Ce dernier, par son inertie et par ses caractéristiques thermiques d'échange par conduction, par convection et par rayonnement, se comporte comme un obstacle à l'évacuation de la chaleur accumulée au niveau de l'enveloppe de la lampe.

En principe, lorsqu'un luminaire équipé d'une lampe à décharge à halogénure métallique de puissance égale par exemple à 2000 W est mis hors tension après avoir atteint son équilibre thermique, le rallumage ne peut s'effectuer à l'aide d'un amorceur simple qu'après une période de 15 à 20 min, qui correspond au temps nécessaire au refroidissement du mélange gazeux contenu dans l'enveloppe.

La mise hors tension en cours d'exploitation résulte par exemple d'une coupure brève du réseau, de la défaillance du mode d'alimentation en cours, d'une manoeuvre intempestive, etc. Dans tous les cas, après une coupure même brève, le mélange gazeux de l'enveloppe se désionise et la lampe s'éteint. Cette extinction est détectée par l'amorceur qui envoie alors les impulsions de haute tension aux électrodes de la lampe. Cependant, ces impulsions sont insuffisantes pour rétablir le régime d'ionisation et l'émission de la lumière en raison de la pression élevée qui règne à l'intérieur de l'enveloppe.

Dans certaines circonstances, ce délai - qui correspond à une absence totale de lumière - n'est pas supportable. On peut alors prévoir des luminaires de substitution généralement équipés de lampes à incandescence qui assurent un niveau d'éclairement réduit pendant la période de refroidissement des autres luminaires. Cette solution se rencontre souvent en éclairage industriel.

Toutefois, il existe des situations où on ne peut se permettre l'éventualité d'une telle interruption, même avec des luminaires à éclairage réduit de substitution. Ceci est notamment le cas pour l'éclairage de stades où ont lieu des rencontres de haut niveau. En raison de la présence du public et des moyens de transmission d'image, il n'est pas envisagable d'être privé de la lumière pendant plusieurs minutes à la suite d'une défaillance momentanée du réseau d'alimentation. Pour cette raison, il a été conçu des dispositifs d'amorçage spécifiques capables de rétablir l'ionisation et l'émission de lumière en toute circonstance.

Par comparaison avec les amorceurs usuels décrits ci-avant, ces dispositifs amorceurs spécifiques délivrent des impulsions de tension très élevée, de l'ordre de 36 000 V, appliqués directement aux bornes de la lampe pendant une durée de l'ordre de 3 s.

Un exemple schématique et simplifié de dispositif d'alimentation pour un appareil d'éclairage équipé d'un circuit amorceur spécifique pour le redémarrage immédiat est représenté à la figure 2. En pratique, le circuit d'alimentation 18 est logé dans un coffret isolé avec accès soit par démontage, soit par une porte ou une plaque vissée. La lampe 10 et le dispositif amorceur 26 sont groupés, et peuvent être éloignés du circuit d'alimentation, étant par exemple à une position surélevée sur un mât d'éclairage. Chaque logement pour une lampe constitue un point d'éclairage. Dans une installation classique, un seul circuit d'alimentation sert à alimenter plusieurs points d'éclairage montés sur un châssis commun. Normalement, chaque point d'éclairage est associé à un amorceur qui lui est propre.

S'agissant d'une installation de haute puissance, le circuit d'alimentation 18 est branché sur un réseau triphasé. Selon une pratique courante,
L'énergie électrique de la lampe 10 est extraite à partir de la différence de potentiel entre deux des phases (L1, L2), la troisième phase étant inutilisée.

La source d'alimentation électrique peut provenir aussi bien d'un réseau public que d'un groupe électrogène. Dans certaines applications, et notamment pour l'éclairage des grands stades sportifs, on utilise une source principale à partir d'un groupe électrogène et, seulement en cas de défaillance de celui-ci, une source auxiliaire à partir du réseau public, la commutation de l'une à l'autre s'effectuant automatiquement. Il est en effet préférable d'utiliser principalement un groupe électrogène en raison de son excellente stabilité, provenant des volants d'inertie du générateur. Par contre, le réseau public est sujet à des brèves coupures, de l'ordre d'une fraction de seconde, causées par des commutations dans les circuits de distribution. Comme il sera expliqué ci-après, ces coupures peuvent être nuisibles pour le fonctionnement des lampes à décharge.

Le dispositif amorceur spécifique 26 constitue une interface électrique entre la lampe à décharge 10 et le circuit d'alimentation 18. Il comprend à ce titre trois entrées 26a-26c recevant respectivement les deux phases Ll, L2 et le neutre
N, et deux sorties 26d, 26e pour l'alimentation des électrodes 10b et 10a de la lampe 10. Ces deux sorties 26d, 26e délivrent à la fois les impulsions de très haute tension durant la phase de démarrage et la tension normale de fonctionnement en régime stabilisé, après amorçage du courant d'arc.

Dans ce circuit d'alimentation 18, on trouve le ballast 12 et le condensateur de correction de puissance 14 remplissant les mêmes fonctions que dans le circuit de la figure 1. Dans ce cas, le ballast 12 est monté en série entre l'une des phases (LI) et l'entrée correspondante 26a du dispositif amorceur. Le condensateur 14 est connecté entre les phases L1, L2 au sein du circuit d'alimentation 18.

Afin d'assurer le démarrage de la lampe, le dispositif amorceur 26 comprend un circuit interne permettant de détecter l'apparition de l'énergie électrique sur l'une de ses entrées et de commander en réponse l'émission des impulsions de très haute tension pendant une durée prédéterminée. Pour ce faire, le circuit interne comprend un dispositif de réinitialisation, réalisé à partir d'un commutateur électromécanique tel qu'un relais, permettant de commencer un cycle de démarrage après chaque interruption de la source d'énergie en entrée.

La présence d'un tel commutateur électromécanique dans l'amorceur nécessite une coupure franche de l'énergie électrique en entrée pour provoquer correctement un cycle de réinitialisation.

Or, il arrive que certaines microcoupures de la source d'énergie électrique, par exemple dues à des commutations dans le réseau d'alimentation, soient trop courtes pour être enregistrées comme une interruption par le dispositif amorceur, tout en étant suffisamment longues pour causer l'extinction de l'arc dans la lampe. Ceci est notamment le cas avec des lampes à mélange gazeux aux halogénures métalliques, qui demandent une parfaite continuité dans le courant d'arc.

Pour pallier ce problème, il est habituel de prévoir dans le circuit d'alimentation 18 de la lampe un interrupteur activé électriquement 20 qui puisse, lors de l'apparition d'une telle microcoupure, interrompre l'arrivée de l'énergie sur l'entrée du dispositif amorceur 26 de façon nette afin de permettre à ce dernier de se réinitialiser correctement. Ainsi, le dispositif amorceur 26 pourra ensuite entamer son cycle de démarrage dès la refermeture de cet interrupteur 20 et assurer le démarrage immédiat de la lampe 10.

Sur la figure, le commutateur est sous forme de relais 20 ayant deux contacts de commutation 20a, 20b montés en série dans le chemin d'alimentation 22 de l'une des phases Ll menant vers le dispositif amorceur (ici celle passant par le ballast 12). Le relais 20 comprend une bobine magnétique qui, lorsque parcourue par un courant de commande, agit comme un électroaimant qui maintient fermés les contacts de commutation 20a, 20b. Le courant qui alimente la bobine du relais provient d'une boucle de commande 24 alimentée entre l'autre phase L2 et le neutre N.

Ainsi, tant que l'énergie électrique n'est pas interrompue sur cette autre phase L2, le relais 20 maintient fermé le chemin d'alimentation 22 et assure donc le fonctionnement de la lampe 10.

Par contre, dès qu'il intervient une coupure sur la phase L2,
I'électroaimant du relais 20 cesse de fonctionner et provoque l'ouverture des contacts 20a, 20b sur le chemin d'alimentation, jusqu'à ce que l'énergie électrique réapparaisse sur la boucle de commande 24.

Même si l'interruption au niveau de la source d'énergie est trop courte pour permettre la réinitialisation du dispositif amorceur 26, L'inertie de la remise en marche de l'électroaimant et le déplacement des contacts 20a, 20b du relais 20 assurent que l'interruption, vue au niveau du dispositif amorceur 26, soit suffisante pour que ce dernier puisse en principe assurer sa fonction.

Par ailleurs, en raison de la présence de très hautes tensions, il est habituel de prévoir pour ce genre d'installation une sécurité par un dispositif coupe-contact qui permet d'interrompre automatiquement la présence de tensions dans le dispositif amorceur 26 - et donc sur les terminaux de la lampe 10 - lors d'une ouverture de l'appareil au niveau d'un point d'éclairage pour le changement d'une lampe sur site. Dans l'exemple illustré, il est également prévu un dispositif coupe-contact 28 situé au niveau du coffret du circuit d'alimentation 18 pour assurer aussi l'interruption des tensions en cas d'ouverture de ce dernier.

Habituellement, le dispositif coupe-contact 28 est lui-même un dispositif à base de relais qui agit directement sur l'alimentation de la bobine magnétique du relais 20. Dans l'exemple de la figure 3, il est représenté un seul dispositif coupe-contact 28, connecté en série dans la boucle de commande 24 de la bobine du relais 20. Ainsi, l'interruption de l'alimentation pour des raisons de sécurité passe également par l'ouverture du relais 20, et permet donc d'assurer la réactivation du dispositif amorceur 26 dans les mêmes conditions.

II a été constaté par la demanderesse que ce type de circuit, malgré la présence du relais 20, n'est pas toujours capable d'assurer dans tous les cas le fonctionnement du dispositif amorceur pour un rallumage après une microcoupure (rallumage à chaud). Ces défaillances s'avèrent notamment plus fréquentes avec des installations électriques importantes destinées au branchement d'un nombre élevé de lampes à décharge à partir d'une même source.

Une étude du comportement des installations réelles et des expérimentations menées sur différents types de montages a permis à la demanderesse d'identifier la source du problème de rallumage aléatoire de certaines lampes en cas de microcoupure, malgré la présence d'un relais.

Il est apparu de cette étude que, lors du passage d'un mode d'alimentation à un autre, par exemple du groupe électrogène d'un stade sportif à un réseau public en cas de défaillance du groupe électrogène, si le temps qui sépare l'instant de la mise hors tension de celui de la remise sous tension est trop bref, les commutateurs électromagnétiques qui se trouvent à l'intérieur des dispositifs amorceurs pour le rallumage à chaud, ainsi que le commutateur activé électriquement et les coupe-contacts de sécurité qui se trouvent sur la boucle d'alimentation restent collés après la disparition de la source d'énergie électrique.

Ce phénomène de collage des contacts s'est avéré être dû à une alimentation parasite en courant continu du circuit par l'énergie résiduelle accumulée dans le ou les condensateurs de correction de facteur de puissance juste avant la coupure du réseau.

Par ailleurs, la demanderesse a constaté que, dans les installations réelles, le voisinage de l'alimentation restant sous tension avec les lignes hors tension induit par couplage magnétique ou capacitif des tensions parasites qui contribuent encore à l'alimentation des relais hors tension. Le cycle de rallumage à chaud, nécessitant le décollage des contacts du commutateur électrique interne au dispositif amorceur suivi d'un collage de ces contacts ne peut donc s'effectuer correctement.

C'est dans le but de résoudre ce problème, dont les causes ont été identifiées par la demanderesse, que l'invention propose, selon un premier aspect, un dispositif d'alimentation destiné à être relié à un réseau d'énergie électrique à courant alternatif pour alimenter au moins un appareil d'éclairage, ce dernier ayant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge associé à un dispositif amorceur, le dispositif d'alimentation comprenant:
- un circuit électrique de connexion entre le réseau d'énergie électrique et le ou chaque point d'éclairage,
- un interrupteur à moyen de commande électrique, l'interrupteur étant inséré dans le circuit électrique de connexion de manière à maintenir fermé ce circuit lorsque l'énergie électrique du réseau est présente sur le moyen de commande électrique, et à ouvrir ce circuit lors d'une interruption de l'énergie électrique sur le moyen de commande électrique,
et étant caractérisé par le fait que le moyen de commande électrique est relié au circuit électrique de connexion via un moyen de filtrage interdisant la transmission d'énergie électrique au moyen de commande électrique lorsque celleci est sous forme d'un courant continu.

Grâce à l'interposition de ce moyen de filtrage, l'interrupteur à commande électrique ouvre le circuit de connexion dès l'apparition d'une coupure du courant alternatif du réseau d'énergie électrique, même s'il subsiste dans le dispositif d'alimentation des tensions pouvant engendrer des courants continus suffisamment importants pour maintenir fermé un tel interrupteur. On obtient donc une coupure franche de l'arrivée de l'énergie électrique sur l'entrée du dispositif amorceur, permettant alors à celui-ci de se réinitialiser à coup sûr, même en cas de coupures très courtes (micro-coupures).

De préférence, le moyen de filtrage comprend un isolateur à couplage magnétique, tel qu'un transformateur. L'emploi d'un tel isolateur offre en outre l'avantage de permettre de décharger les charges capacitives présentes dans le dispositif d'alimentation, notamment celles provenant des condensateurs de correction de puissance, et les capacités parasites.

Cependant, il est également possible de prévoir tout autre moyen pour exclure la composante continue dans le moyen de commande électrique du commutateur.

Par exemple, on peut envisager un moyen de filtrage comprenant un condensateur de couplage entre le moyen de commande électrique du commutateur et le circuit électrique de connexion, ce condensateur ayant une capacité suffisamment faible pour ne pas créer une constante de temps rédhibitoire avec les composantes d'impédance du commutateur.

Il est par ailleurs possible d'envisager un moyen de filtrage actif, basé sur un circuit d'échantillonnage électronique permettant de détecter la variation d'amplitude ondulatoires de la tension ou du courant de la source d'énergie et de provoquer l'isolation du moyen de commande électrique du commutateur dès que cette variation cesse d'être présente.

Avantageusement, le moyen de commande électrique est relié au circuit électrique de connexion par une boucle de commande relié à une phase du réseau d'énergie électrique via au moins un dispositif coupe contact associé à l'appareil d'éclairage. Ainsi, I'arrêt de l'alimentation pour des raisons de sécurité par un dispositif coupe-contact permet d'assurer la réinitialisation du dispositif amorceur dans les mêmes conditions que dans le cas d'une coupure sur le réseau d'alimentation.

Dans la poursuite de son analyse, la demanderesse a étudié un phénomène parallèle à celui du collage des contacts des relais par la composante continue dans le circuit d'alimentation. Il est apparu de cette analyse que, lorsqu'une installation utilise un nombre important de dispositifs d'alimentation séparés, reliés au même réseau d'énergie électrique, chacun ayant éventuellement plusieurs dispositifs amorceurs et un dispositif de couplage capacitif, il peut se produire des défaillances lors du redémarrage des circuits amorceurs, bien que ceux-ci aient été correctement réinitialisés. Ce problème apparaît notamment lorsque le temps qui sépare l'instant de la mise hors tension de celui de la mise sous tension est plus long que dans le cas d'une micro-coupure, étant par exemple de l'ordre de 5 s.

Dans ce cas, il a été découvert que la mise sous tension simultanée des dispositifs d'alimentation provoque, en raison des condensateurs de correction de puissance branchés en parallèle sur le réseau, un appel de courant considérable qui se traduit par une baisse momentanée de la tension sur au moins une des phases de la source d'énergie électrique triphasée. Cette baisse de tension est sans conséquence lors du premier rallumage à froid, car la tension engendrée par le dispositif amorceur est très largement suffisante. En revanche, quand la lampe est encore chaude et que la tension d'alimentation présente une baisse momentanée, cette tension d'amorçage peut ne pas être suffisante pour conduire à un rallumage à coup sûr.

Pour remédier à ce problème, I'invention propose d'adjoindre au dispositif d'alimentation des moyens de commutation temporisée permettant de créer un délai prédéterminé entre l'établissement de l'énergie électrique à l'arrivée sur le circuit de connexion et la mise à disposition de cette énergie sur le ou chaque point d'éclairage.

Ce délai sera différent pour les dispositifs d'alimentation branchés sur le réseau de la source d'énergie électrique de manière à répartir dans le temps les courants d'appel de ces dispositifs lors du démarrage, plutôt que de leur permettre de démarrer simultanément.

De préférence, les moyens de commutation temporisée agissent sur la commande électrique du commutateur à commande électrique.

Ils peuvent comprendre soit une base de temps autonome, soit des moyens récepteurs connectés à une base de temps externe.

L'invention concerne également un ensemble de plusieurs dispositifs d'alimentation équipés de moyens de commutation temporisée et destinés à être reliés communément sur un réseau d'énergie électrique à courant alternatif, les moyens de commutation temporisée des dispositifs d'alimentation respectifs étant réglés de manière qu'ils ne créent pas tous le même délai prédéterminé afin d'assurer une répartition dans le temps des courants d'appel.

Selon un deuxième aspect, I'invention a pour objet un appareil d'éclairage comprenant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge associé à un dispositif amorceur et comprenant un dispositif d'alimentation conforme au premier aspect de l'invention.

Selon un troisième aspect, I'invention a pour objet une installation d'éclairage comprenant plusieurs appareils d'éclairage ayant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge associé à un dispositif amorceur, chaque appareil d'éclairage étant alimenté par un dispositif d'alimentation respectif destiné à être branché sur un même réseau d'énergie électrique et doté de moyens de commutation temporisée, ceux-ci étant réglés de manière à engendrer des délais différents pour assurer une répartition dans le temps de courants d'appel des amorceurs.

D'autre détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des modes de réalisation préférés du dispositif conforme à l'invention, donnés à titre d'illustration en référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est un schéma électrique simplifié d'un circuit connu de commande d'alimentation de lampe à décharge qui ne permet pas le rallumage à chaud;
la figure 2 est un schéma électrique d'un dispositif d'alimentation selon l'art antérieur pour le rallumage à chaud;
la figure 3 est un schéma électrique d'un dispositif d'alimentation pour le rallumage à chaud selon un premier mode de réalisation de l'invention;
la figure 4 est un schéma électrique d'un dispositif d'alimentation pour le rallumage à chaud selon une variante du premier mode de réalisation;
la figure 5 est un schéma électrique d'un dispositif d'alimentation pour un appareillage d'éclairage comportant plusieurs points d'éclairage, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention;
la figure 6A est un schéma d'un ensemble de circuits de commande d'alimentation pour plusieurs points d'éclairage selon la figure 5 en groupe, selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
la figure 6B est un schéma fonctionnel d'un circuit de validation temporisée utilisé dans l'ensemble de la figure 6A.

Le dispositif d'alimentation selon le premier mode de réalisation de l'invention est représenté schématiquement à la figure 3. I1 reprend l'ensemble des composants du circuit connu déjà décrit par référence à la figure 2, selon le même agencement et pour assurer des fonctions identiques. Ces éléments communs aux deux figures portent les mêmes références et ne seront pas décrits à nouveau par souci de concision.

Le circuit de la figure 3 diffère de celui de la figure 2 par la présence d'un transformateur 30 dans la boucle de commande 24 du circuit d'alimentation 18 de l'enroulement magnétique du relais 20. L'enroulement primaire 30a est connecté en série avec le relais coupe-contact 28 dans la boucle de commande 24, entre la phase L2 et le neutre N, alors que l'enroulement secondaire 30b est connecté en parallèle avec la bobine magnétique du relais 20. Ce dernier est ainsi couplé avec l'entrée du circuit d'alimentation 18 par induction magnétique au moyen du transformateur 30.

Lorsque la présence de la phase L2 est interrompue sur la boucle de commande 24, seuls peuvent subsister dans l'enroulement primaire 30a des courants continus ou à faible taux de variation dans le temps. Comme l'a découvert la demanderesse, ces courants sont dus notamment à la décharge du condensateur de correction de facteur de puissance 14 et les couplages parasites magnétiques et capacitifs des divers composants et du câblage. Or, ces courants continus ou à faible taux de variation dans le temps ne peuvent être transmis à l'enroulement secondaire 30b du transformateur 30. De la sorte, les contacts 20a, 20b du relais 20 s'ouvrent pour interrompre la liaison avec la phase L1 dès l'interruption du courant alternatif de la source d'énergie sur la boucle de commande 24 du circuit d'alimentation 18.

L'ouverture immédiate du circuit d'alimentation 18 par le relais 20, malgré l'existence de tensions résiduelles relativement élevées et persistantes, permet de commander une coupure franche et suffisamment longue à l'entrée du dispositif amorceur 26, même en cas de micro-coupures. Ainsi que, dès que la source d'énergie est restaurée, le dispositif amorceur 26 est correctement réinitialisé et peut alors entamer son cycle de démarrage par l'envoi d'impulsions de très haute tension.

Dans l'exemple, le transformateur est du type abaisseur 230V/24V, couramment disponible dans le commerce.

On remarque que la présence du transformateur 30 ne nuit nullement au fonctionnement du dispositif de sécurité par le relais coupe-contact 28. Dans le circuit de la figure 3, la boucle de commande 24 comportant le coupe-contact 28 possède une branche 24a qui relie le dispositif amorceur 26 à la phase L2 de manière à provoquer la coupure de l'alimentation en cas d'intervention du dispositif de sécurité indépendamment du relais 20. Cependant, la rapidité de fonctionnement du relais 20 grâce au filtrage des courants continus permet aussi d'ouvrir plus vite le circuit d'alimentation par la phase commandée Ll, ce qui accroît l'efficacité du dispositif de sécurité par le coupe-contact 28.

La figure 4 montre une variante du circuit de commande de la figure 3 selon laquelle l'interrupteur à moyen de commande électrique est un relais 20' à trois paires de contacts 20'" 20'2, 20'3. Ces paires de contacts sont connectées en série respectivement avec le neutre N et les deux phases Ll, L2. Ainsi, toutes les entrées d'alimentation 26a, 26b, 26c du dispositif amorceur 26 sont interrompues simultanément lorsque l'alimentation en énergie électrique est interrompue sur le réseau procurant ainsi une amélioration de la sécurité. On notera que, dans cette variante, le dispositif de sécurité par coupe-contact 28 est relié uniquement à la boucle de commande 24 du relais via le transformateur 30, la branche à connexion directe sur l'entrée de la phase correspondante du dispositif amorceur étant omise.

Cette disposition est avantageuse, car le courant qui parcourt le dispositif coupe-contact 28 est seulement celui qui traverse la boucle de commande 24 du relais 20', alors que dans le montage de la figure 3, le dispositif coupe-contact est également parcouru par le courant qui passe par l'entrée 26b du dispositif a

On note cependant que les deux phases en entrée d'alimentation pour les dispositifs amorceurs 26 sont différentes d'un point d'éclairage à l'autre, selon une pratique établie visant à équilibrer la charge sur les trois phases L1, L2, L3 de la source d'énergie. De la sorte, le relais 20" comporte quatre paires de contacts 20"i-20"4, connectées en série respectivement avec le neutre N et les trois phases
L1, L2, L3.

L'enroulement primaire 30a du transformateur 30 est connecté en série sur la boucle de commande 24 entre l'une des phases (L1) et le neutre N, avec interposition d'un fusible de protection 56. Les relais coupe-contact 28 des dispositifs de sécurité de chaque point d'éclairage sont tous reliés en série sur cette boucle de commande 24 grâce à un câblage de liaison bifilaire 58 et un bornier d'interconnexion de ce câblage 60.

La correction de facteur de puissance est dans ce cas réalisée par un circuit de trois condensateurs 141-143 en amont du relais 20", selon un montage classique. Ces condensateurs sont logés dans le coffret du circuit de commande 50.

L'ensemble formant l'appareil d'éclairage de la figure 5 est prévu pour fonctionner dans une installation avec plusieurs autres ensembles semblables reliés communément à une même source d'énergie électrique. Dans ce cas, il peut apparaître le problème identifié par la demanderesse qui consiste en ce que le démarrage simultané d'un nombre important de points d'éclairage de l'installation provoque un courant d'appel tendant à abaisser momentanément la tension sur le réseau d'alimentation. Ce phénomène apparaît plus souvent lorsque l'énergie électrique provient d'un groupe électrogène qui, pour des raisons pratiques, ne peut accepter d'importantes surcharges vis-à-vis de la puissance installée. Comme il a déjà été expliqué, cette baisse de tension peut empêcher les dispositifs amorceurs 26 de fournir des impulsions de tension suffisamment haute pour obtenir le redémarrage à chaud des lampes 10.

Pour résoudre ce problème, la mise en fonctionnement du relais 20" est sujette à une temporisation qui assure la fermeture des contacts 201"-20"4 du circuit d'alimentation après un temps prédéterminé suivant l'établissement ou le rétablissement de l'énergie électrique sur le réseau. Bien entendu, cette temporisation ne sera pas la même pour tous les appareils d'éclairage de l'installation, de manière à assurer une répartition adéquate des courants d'appel dans le temps.

Dans l'exemple de la figure 5, la temporisation est assurée par un circuit 62 qui est intégré au relais 20" de manière à interdire la circulation du courant dans la bobine magnétique du relais avant un délai prédéterminé, qui peut être réglable. Ce délai est fixé à une valeur entre 1 et 5 s par exemple. De tels relais temporisés sont bien connus et ne seront pas décrits en détail.

La figure 6A est une vue schématique d'une installation d'éclairage selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans l'exemple,
I'installation comporte huit circuits de commande d'alimentation 501-508 analogues à ceux décrits par rapport à la figure 5. Toutefois, la temporisation selon ce mode de réalisation est régie par un poste de temporisation centralisé 70.

Le poste de temporisation 70 transmet à un dispositif de commutation analogique 72 sur chaque circuit de commande 501-508 de l'installation une commande de validation Vt,-V,4 autorisant la fermeture des contacts du relais 20" de l'alimentation concernée lors de l'établissement ou du rétablissement de l'énergie sur le réseau. Les envois des commandes de validation Vti-Vt4 sur les ensembles de commande des circuits d'alimentation 501-508 sont décalés dans le temps de manière à répartir les courants d'appel sur le réseau. Dans l'exemple, la mise en fonctionnement des appareils d'éclairage s'effectue par paires successives de circuits de commande d'alimentation 50,-502, 503-504, 505-506, 507-508, chaque paire étant validée par une commande de validation commune Vt,-Vt4. Les commandes de validation se succèdent à un intervalle de l'ordre de 1 à 5 s.

La figure 6B montre de manière très simplifiée le montage du dispositif de commutation analogique 72 de chaque dispositif d'alimentation 501504. Le dispositif de commutation analogique 72 comporte une borne d'entrée de commande 72 qui reçoit une commande de validation Vt-Vt4 et deux bornes de commutation 72b, 72c. Ces deux bomes de commutation 72b, 72c sont connectées en série dans le circuit qui relie l'enroulement secondaire 30b du transformateur à la bobine magnétique du relais 20".

Lorsque la commande Vti-Vt4 est à l'état actif sur l'entrée de commande 72a, le commutateur analogique 72 ferme le contact entre les deux bornes de commutation 72b, 72c et permet alors l'activation du relais 20". A l'inverse, le relais 20" est ouvert lorsque la commande de validation est à l'état inactif.

On notera que les commandes de validation peuvent être traitées par des circuits logiques de manière à les exploiter sous forme d'impulsions plutôt que de niveau constant, et selon une logique positive ou négative.

Le poste de temporisation centralisé 70 peut comprendre des moyens de contrôle et de calcul permettant de déterminer et d'évaluer en temps réel les chutes de tension occasionnées durant la phase de démarrage et d'ajuster les délais de temporisation en conséquence. Ce contrôle peut être optimisé pour garantir la plus grande fiabilité au démarrage sans créer des délais de temporisation plus longs que nécessaire.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'alimentation (18; 50; 501-504) destiné à être relié à un réseau d'énergie électrique à courant alternatif pour alimenter au moins un appareil d'éclairage, ce dernier ayant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge (10) associé à un dispositif amorceur (26), le dispositif d'alimentation comprenant:

- un circuit électrique de connexion (22, 24, 24a) entre le réseau d'énergie électrique et le ou chaque point d'éclairage,

- un interrupteur à moyen de commande électrique (20; 20'; 20"), l'interrupteur étant inséré dans le circuit électrique de connexion de manière à maintenir fermé ce circuit lorsque l'énergie électrique du réseau est présente sur le moyen de commande électrique, et à ouvrir ce circuit lors d'une interruption de l'énergie électrique sur le moyen de commande électrique,

caractérisé par le fait que le moyen de commande électrique est relié au circuit électrique de connexion (22, 24, 24a) via un moyen de filtrage (30) interdisant la transmission d'énergie électrique au moyen de commande électrique (20 ; 20' ; 20") lorsque celle-ci est sous forme d'un courant continu.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait le moyen de filtrage comprend un isolateur à couplage magnétique, tel qu'un transformateur (30).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de filtrage comprend un condensateur.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de filtrage est un circuit actif comprenant un circuit d'échantillonnage électronique permettant de détecter la variation d'amplitude ondulatoire de la tension ou du courant de la source d'énergie et de provoquer l'isolation du moyen de commande électrique (20; 20'; 20") de l'interrupteur à commande électrique dès que cette variation cesse d'être présente.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moyen de commande électrique est relié au circuit électrique de connexion par une boucle de commande (24) reliée à une phase (L2) du réseau d'énergie électrique via au moins un dispositif coupe contact (28) associé à l'appareil d'éclairage.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens de commutation temporisée (62; 70, 72) permettant de créer un délai prédéterminé entre l'établissement de l'énergie électrique à l'arrivée sur le circuit de connexion et la mise à disposition de cette énergie sur le ou chaque point d'éclairage.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de commutation temporisée (62; 70, 72) agissent sur les moyens de commande électrique (20'; 20") de l'interrupteur à commande électrique.

8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que les moyens de commutation temporisée (62) comprennent une base de temps autonome.

9. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que les moyens de commutation temporisée (70, 72) comprennent des moyens reliés à une base de temps externe.

10. Ensemble de plusieurs dispositifs d'alimentation (18; 50; 501-508) conformes à l'une quelconque des revendications 6 à 9 et destinés à être reliés à un même réseau d'énergie électrique à courant alternatif, caractérisé par le fait que les moyens de commutation temporisée (62; 70, 72) des dispositifs d'alimentation respectifs produisent des délais prédéterminés non tous égaux.

11. Appareil d'éclairage comprenant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge (10) associé à un dispositif amorceur (26) et comprenant un dispositif d'alimentation (18; 50; 50,- 508) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.

12. Installation d'éclairage comprenant plusieurs appareils d'éclairage ayant un ou plusieurs points d'éclairage, chacun équipé pour recevoir une source lumineuse à décharge (10) associé à un dispositif amorceur (26), chaque appareil d'éclairage étant alimenté par un dispositif d'alimentation respectif de l'ensemble de dispositifs d'alimentation (18; 50; 501-508) de la revendication 10.