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TRANSFORMATEUR A CHAMP DE DISPERSION POUR CHARGE CAPACITIVE.
Les tubes à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur,par exem- ple les lampes fluorescentes, sont fréquemment utilisés en série avec une self-induction et un condensateur, la capacitance du condensateur étant ap- proximativement égale au double de l'inductance W L de la self-induction, de sorte, qu'en régime, l'ensemble constitue une charge capacitive et que le courant dans le tube est décalé en avant par rapport à la tension.
Lorsque la tension d'alimentation n'est pas suffisamment élevée pour provoquer l'amorçage du tube, on insère un transformateur entre la sour- ce de courant et ledit dispositif. Ce cas se présente par exemple lorsque l'amorçage du tube par lui-même ou à l'aide d'un interrupteur d'amorçage ou d'autres moyens auxiliaires, requiert une tension de 200 à 250 V, alors que la tension d'alimentation n'est que de 110 à 130 Vo
Il est désirable que la self-induction montée en série avec le tube fasse partie du transformateur, ce qui peut s'effectuer enréalisant le transformateur sous forme de transformateur à grande chute de tension ou à champ de dispersion., Toutefois, cet agencement présente certaines difficul- tés qui seront expliquées à l'aide des figures 1 et 2.
Sur la Fig. 1, un auto-transformateur à dispersion comporte un circuit ferromagnétique 1;., sur lequel est enroulé l'enroulement primaire 3 à brancher sur une source de courant 2; cet enroulement 3 est monté en série avec l'enroulement de dispersion 6 le condensateur 4 et le tube à décharge
5. Entre les enroulements 3 et 6 se trouve un shunt magnétique 7. Le tube 5 est shunté par un interrupteur d'amorçage 8, qui est monté en série avec les filaments du tube et éventuellement avec une self-induction auxiliaire qui n'est pas représentée sur le dessin.
Si la tension d'amorçage du tube est de 220V, et que la tension
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de la source 2 est de 110 V le transformateur doit fournir à vide une ten- sion de 220 V. Cette situation, dans laquelle le tube n'est donc pas amorcé, et dans laquelle l'interrupteur 8, pour autant qu'il existe, n'est pas fer- mé, est représentée en traits pleins dans le diagramme de tension de la fig. 2. E est le vecteur de tension de l'enroulement 3 et E06 est le vecteur, se trouvant dans le prolongement de E3, qui représente la tension aux bornes de l'enroulement 6.
Dans cet état, aucun courant ne circule dans le circuit de charge de sorte qu'aucune tension n'est appliquée au condensa- teur 4 et qu'au tube 5 est appliquée la tension à vide c'est-à-dire la som- me vectorielle de E3 et de E06, donc la tension représentée par la distance entre les points A et B.
Dès que le tube est amorcé, ce diagramme de marche à vide se trans- forme et devient le diagramme de charge représenté en pointillés.
Au tube est alors appliqué la tension de fonctionnement E d'envi- ron 110 V, au condensateur 4 la tension F4 d'environ 350 V et à l'enroulement de champ de dispersion 6, la tension E6 qui est approximativement égale au triple de la tension E60 à vide. Les vecteurs des tensions E6 et E4 se ren- contrent au point D. La tension E3 de l'enroulement primaire branché sur la source de courant reste évidemment inchangée.
Le rapport d'environ 3 à 1 des tensions E6 et E60 implique que la valeur de l'induction magnétique dans la partie du circuit ferromagnétique qui, vue de l'enroulement primaire 3, est shuntée par le shunt magnétique 7, et qui est pourvue de l'enroulement 6, est environ trois fois plus élevée en charge qu'à vide. Lorsque ladite partie est dimensionnée pour l'état de char- ge, la partie non shuntée sur laquelle est enroulé l'enroulement 3, sera sous- chargée et donc peu économique.
Par contre, lorsqu'on dimensionne l'ensemble pour la marche à vide, l'induction de la partie shuntée est trop élevée en charge, ce qui peut provoquer entre autres d'intenses ronflements et des dis- torsions du couranto
L'invention permet entre autres de faire en sorte que les induc- tions obtenues dans la partie shuntée soient moins différentes et, de préfé- rence, mêmes égales à vide et en régime.
L'invention concerne un transformateur à champ de dispersion pour charge capacitive, en particulier pour l'alimentation d'un tube à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur par l'intermédiaire d'un condensateur avec courant décalé en avant sur la tension.
Suivant l'invention, la partie non shuntée du circuit ferromagné- tique, partie qui porte l'enroulement primaire, est munie d'un enroulement secondaire et la partie shuntée comporte un enroulement tertiaire monté en série avec l'enroulement secondaire, l'enroulement secondaire comportant un nombre de spires plus grand que celui nécessaire pour engendrer la tension à vide, et l'enroulement tertiaire étant enroulé ou connecté de façon que la tension fournie à vide par l'ensemble de l'enroulement secondaire et de l'en- roulement tertiaire soit égale à la tension à vide.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Sur la Fig. 3, le circuit ferromagnétique d'un autotransformateur à dispersion conforme à l'invention est indiqué par 1. La partie non shuntée de ce circuit, à gauche du shunt magnétique 7, porte un enroulement 9 et la partie shuntée à droite du shunt magnétique 7 porte un enroulement 10. La partie de gauche de l'enroulement 9 qui, par analogie avec la fig. 1, est in- diquée par 3, représente l'enroulement primaire branché sur la source de cou- rant 2. L'enroulement 9 est l'enroulement secondaire et l'enroulement 10 est
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l'enroulement tertiaire. Cet enroulement tertiaire est connecté à l'enroule- ment secondaire 9 d'une façon telle qu'à vide, leurs flux soient opposés.
Un pôle du condensateur 4 est relié à l'extrémité de gauche de l'enroulement 10 tandis que l'électrode de gauche du tube 5 est connectée à l'extrémité de gauche de l'enroulement 9.
Dans le diagramme de tension de la fig. 4, on voit que le trans- formateur fonctionnant à vide,, la tension E9 aux bornes de l'enroulement se- condaire, tension qui est représentée par AC, est réduite par la tension in- verse E100obtenue aux bornes de l'enroulement tertiaire et qui est repré- sentée par CB, à la valeur AB qui est égale à celle de la fig. 2. En char- ge, la tension aux bornes de l'enroulement tertiaire est égale à E10 valeur qui est représentée par CDo La position du point D ainsi que le sens, la di- rection et la grandeur de la tension E4 aux bornes du condensateur et de la tension E5 aux bornes du tubes sont les mêmes que sur la fig. 2.
Etant donné que le point D est fixé il va de soi qu'un dimensionnement judicieux les en- roulements 9 et 10 permet de faire en sorte que les tensions E100et E10 soient égales, donc que l'induction dans la partie shuntée reste pratiquement constante. Dans la partie non shuntée, l'induction est évidemment pratique- ment constante.
La fig. 5 représente un autotransformateur à grande dispersion servant à alimenter non seulement un tube à décharge par un courant décalé en avant, mais également un autre tube à décharge par un courant décalé en arrière. A cet effet, le transformateur comporte un second shunt magnétique et la partie ferro-magnétique 1 est prolongée par une partie qui est shuntée par ce shunt et sur laquelle est enroulé un enroulement quaternaire 12, le- quel est monté en série avec l'enroulement 3 et avec un second tube à dé- charge 13. L'enroulement quaternaire 12 est connecté à l'enroulement primai- re 3 de fagon à renforcer à vide la tension de la source de courant 2.
Le tube 13 étant connecté directement au transformateur à champ de dispersion, en régime il absorbe un courant décalé en arrière, contrairement au tube 5, qui, monté en série avec le condensateur 4, absorbe un courant décalé en avant. On obtient ainsi un bon facteur de puissance qui peut tendre vers 1, ainsi qu'une forte diminution de l'effet stroboscopique du rayonnement total engendré, car les périodes d'absence de courant des tubes ne se produisent pas simultanément.
La figo 6 représente le diagramme des tensions du circuit du tube 13. A vide la somme vectorielle des tensions E3 et E120fournit la tension à vide AB, tandis qu'en régime, la somme des tensions E3 et E12 est égale à la tension de fonctionnement E13. On peut en déduire que l'induction dans la partie du circuit ferromagnétique shuntée par le shunt 11, est pratiquement indépendante de l'état de charge de sorte que l'on a obtenu un transforma- teur permettant d'alimenter un tube à stabilisation capacitive et un tube à stabilisation inductive qui, abstraction faite évidemment des shunts magnéti- ques, travaille constamment en chacun de ces points à une induction prati- quement constante.
Dans un cas concret, un transformateur tel que représenté sur la figo 5, prévu pour le branchement sur un secteur de 110 V 50 p/s et pour l'alimentation de deux tubes fluorescents absorbant chacun;, sous un courant de 0,285 A, une puissance de 25 W, a les dimensions suivantes: section du noyau = 17 x 23 mm, enroulement secondaire 9 3130 spires, avec une prise après 1030 spires pour la bobine primaire 3; enroulement tertiaire 10: 1270 spires et enroulement quaternaire 12, 1260 spires.
Il va de soi, que le transformateur peut comporter des enroule- ments primaires et secondaires séparés et qu'il peut être du type à noyau central ou à noyau extérieure
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DISPERSION FIELD TRANSFORMER FOR CAPACITIVE LOAD.
Gas and / or vapor discharge tubes, eg fluorescent lamps, are frequently used in series with a self-induction and a capacitor, the capacitance of the capacitor being approximately twice that of the capacitor. inductance WL of the self-induction, so that in operation, the assembly constitutes a capacitive load and that the current in the tube is shifted forward with respect to the voltage.
When the supply voltage is not high enough to trigger the tube, a transformer is inserted between the current source and said device. This case arises for example when the priming of the tube by itself or with the aid of a priming switch or other auxiliary means, requires a voltage of 200 to 250 V, while the voltage of power supply is only 110 to 130 Vo
It is desirable that the self-induction mounted in series with the tube should be part of the transformer, which can be done by realizing the transformer as a transformer with large voltage drop or with a stray field., However, this arrangement has certain characteristics. difficulties which will be explained with the help of figures 1 and 2.
In Fig. 1, a dispersion autotransformer comprises a ferromagnetic circuit 1;., On which is wound the primary winding 3 to be connected to a current source 2; this winding 3 is mounted in series with the dispersion winding 6, the capacitor 4 and the discharge tube
5. Between the windings 3 and 6 is a magnetic shunt 7. The tube 5 is shunted by a starting switch 8, which is connected in series with the filaments of the tube and possibly with an auxiliary self-induction which is not not shown in the drawing.
If the starting voltage of the tube is 220V, and the voltage
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of source 2 is 110 V the transformer must supply a voltage of 220 V. This situation, in which the tube is not ignited, and in which switch 8, insofar as it exists , is not closed, is shown in solid lines in the tension diagram of fig. 2. E is the voltage vector of winding 3 and E06 is the vector, being in the extension of E3, which represents the voltage across the terminals of winding 6.
In this state, no current flows in the load circuit so that no voltage is applied to the capacitor 4 and to the tube 5 is applied the no-load voltage i.e. the sum- vector me of E3 and E06, so the voltage represented by the distance between points A and B.
As soon as the tube is primed, this no-load diagram changes and becomes the load diagram shown in dotted lines.
To the tube is then applied the operating voltage E of approximately 110 V, to the capacitor 4 the voltage F4 of approximately 350 V and to the stray field winding 6 the voltage E6 which is approximately three times the value of voltage E60 at no load. The vectors of the voltages E6 and E4 meet at point D. The voltage E3 of the primary winding connected to the current source obviously remains unchanged.
The ratio of approximately 3 to 1 of the voltages E6 and E60 implies that the value of the magnetic induction in the part of the ferromagnetic circuit which, seen from the primary winding 3, is shunted by the magnetic shunt 7, and which is provided with of winding 6, is about three times higher in load than in empty. When said part is dimensioned for the state of charge, the non-shunted part on which the winding 3 is wound will be underloaded and therefore not very economical.
On the other hand, when the assembly is dimensioned for idling, the induction of the shunted part is too high under load, which can cause, among other things, intense snoring and distortion of the current.
Among other things, the invention makes it possible to ensure that the inductions obtained in the shunted part are less different and, preferably, the same at no-load and under operating conditions.
The invention relates to a stray field transformer for capacitive load, in particular for supplying a gas and / or vapor discharge tube via a capacitor with current shifted forward on the line. voltage.
According to the invention, the non-shunted part of the ferromagnetic circuit, the part which carries the primary winding, is provided with a secondary winding and the shunted part comprises a tertiary winding mounted in series with the secondary winding, the winding. secondary comprising a number of turns greater than that necessary to generate the no-load voltage, and the tertiary winding being wound or connected so that the voltage supplied at no-load by the assembly of the secondary winding and of the tertiary bearing is equal to the no-load voltage.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention. .
In Fig. 3, the ferromagnetic circuit of a dispersion autotransformer according to the invention is indicated by 1. The non-shunted part of this circuit, to the left of the magnetic shunt 7, carries a winding 9 and the shunted part to the right of the magnetic shunt 7 carries a winding 10. The left part of the winding 9 which, by analogy with FIG. 1, is indicated by 3, represents the primary winding connected to the current source 2. Winding 9 is the secondary winding and winding 10 is
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tertiary winding. This tertiary winding is connected to the secondary winding 9 in such a way that, when empty, their flows are opposed.
One pole of capacitor 4 is connected to the left end of coil 10 while the left electrode of tube 5 is connected to the left end of coil 9.
In the voltage diagram of fig. 4, it can be seen that with the transformer operating at no-load, the voltage E9 at the terminals of the secondary winding, voltage which is represented by AC, is reduced by the reverse voltage E100 obtained at the terminals of the tertiary winding and which is represented by CB, to the value AB which is equal to that of FIG. 2. When charging, the voltage across the tertiary winding is equal to E10 value which is represented by CDo The position of point D as well as the direction, direction and magnitude of voltage E4 across the terminals. capacitor and voltage E5 across the tube are the same as in fig. 2.
Given that point D is fixed, it goes without saying that judicious sizing of the windings 9 and 10 makes it possible to ensure that the voltages E100 and E10 are equal, so that the induction in the shunted part remains practically constant. In the part not shunted, the induction is obviously practically constant.
Fig. 5 shows a wide dispersion autotransformer for supplying not only one discharge tube with forward shifted current, but also another discharge tube with backward shifted current. For this purpose, the transformer comprises a second magnetic shunt and the ferro-magnetic part 1 is extended by a part which is shunted by this shunt and on which is wound a quaternary winding 12, which is mounted in series with the winding. 3 and with a second discharge tube 13. The quaternary winding 12 is connected to the primary winding 3 so as to boost the voltage of the current source 2 at no-load.
The tube 13 being connected directly to the dispersion field transformer, in operation it absorbs a current shifted backwards, unlike tube 5, which, mounted in series with the capacitor 4, absorbs a current shifted forward. A good power factor is thus obtained which can tend towards 1, as well as a strong reduction in the stroboscopic effect of the total radiation generated, since the periods of absence of current from the tubes do not occur simultaneously.
Figo 6 represents the diagram of the voltages of the circuit of the tube 13. At no-load the vector sum of the voltages E3 and E120 provides the no-load voltage AB, while in regime, the sum of the voltages E3 and E12 is equal to the operating voltage E13. It can be deduced from this that the induction in the part of the ferromagnetic circuit shunted by the shunt 11 is practically independent of the state of charge so that a transformer has been obtained making it possible to supply a capacitive stabilization tube. and an inductively stabilized tube which, apart of course from the magnetic shunts, constantly works at each of these points at a practically constant induction.
In a specific case, a transformer as shown in figo 5, provided for connection to a 110 V 50 p / s sector and for supplying two fluorescent tubes each absorbing ;, under a current of 0.285 A, one power 25 W, has the following dimensions: core section = 17 x 23 mm, secondary winding 9 3130 turns, with a tap after 1030 turns for the primary coil 3; tertiary winding 10: 1270 turns and quaternary winding 12, 1260 turns.
It goes without saying that the transformer can have separate primary and secondary windings and that it can be of the central core or outer core type.