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-La présente invention est relative à un appareillage pour l'alimentation d'un appareil à décharge électrique en atmos- phère gazeuse, appareillage comportant un transformateur à fuites magnétiques faibles et une bobine de self-induction, ces deux éléments ayant en commun une ou plusieurs parties de leur circuit magnétique, cette partie, ou ces parties, ne présentant pas d'en- Lrefer notable, la, ou les, séparant du reste du circuit magnéti- que du transformateur, ne servant de noyau de bobinage à aucun des enroulemntsdu transformateur ni de la bobine de self, sépa- rant les enroulements du transformateur de eux de la bobine de self et empêchant sensiblement tout couplage magnétique entre ces enroulements,
la'bobine de self étant connectée en série
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entre une électrode principale de l'appareil à décharge et le secondaire du transformateur.
. Dans le cas d'un autotransformateur, où le courant de décharge traverse au moins une partie du primaire du transfor- mateur, on doit considérer comme secondaire, non seulement l'en- roulement. couplé serré avec le primaire et fournissant une partie de la tension produisant la décharge, mais encore ladite partie du primaire.
Cet appareillage est caractérisé par le fait que sur ladite partie commune, ou'sur lesdites parties communes, de circuit magnétique, on a bobiné un ou plusieurs enroulements à couplage serré avec ceux du transformateur et dont les extrémités sont connectées respectivement aux extrémités d'au moins une électrode principale de l'appareil à décharge, de façon à fournir à cett.e électrode un courant servant à la chauffera les sens d'enroulement du transformateur, d'une part, et de la bobine de self-induction, d'autre part, étant tels que ces enroulements produisent des flux magnétiques opposés dans ladite partie com- mune pendant le fonctionnement normal de l'appareil à décharge.
Le,chauffage de l'électrode permet de réduire la ten-. sion entre électrodes principales nécessaire pour l'amorçage.
Ceci entraîne une réduction de la tension que doit fournir le transformateur et de la tension que doit absorber la bobine de self-induction. Il en résulte une diminution de coût et de l'encombrement de ces éléments, une augmentation du rendement,et, dans le cas d'un appareil à stabilisation inductive, une amélio- ration du facteur de puissance.
Le chauffage de l'électrode continuant pendant le fonc- tionnement normal, à moins que des dispositifs soient prévus pour l'interrompre, consomme de l'énergie électrique et, s'il
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reste à peu près aussi intense que pendant 1'amorcage fatigue les électrodes.
'L'emplacement défini ci-dessus pour 1'-enroulement chauffant, c'est-à-dire l'enroulement fournissant le courant de chauffage, permet, lorsque les enroulements du transformateur et de la bobine de self-induction sont bobinés dans des sens convenables, de réduire beaucoup le courant de chauffage pendant le fonctionnement normal, et par la de réduire la perte d'énergie due à ce chauffage. Cette réduction est obtenue sans utilisation d'enroulements chauffants antagonistes, moyen souvent proposé et qui demande des appareils supplémentaires.
Dans la partie commune du circuit magnétique,sur laquelle est bobiné l'enroulement chauffant, les flux produits pendant le fonctionnement normal, par le transformateur, d'une part par la bobine de self d'autre part, ne sont 'pas en quadra- ture; on peut donc, par un choix convenable des sens d'enroule- ment faire en sorte que le flux résultant soit inférieur au flux produit par le transformateur . Un essai de chacun des sens d'en- roulement permet de voir lequel il faut adopter.
L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description ci-après de modes de réalisation et aux figures représentant ces derniers,
La figure 1 représente schématiquement un circuit simple utilisant un appareillage selon l'invention,
La figure 2 représente l'appareillage utilisé dans le circuit selon la figure. 1.
La figure 3 représente schématiquement un circuit bilampe utilisant un autre appareillage selon l'invention.
La figure 4 représente schématiquement un autre circuit bilampe utilisant un appareillage selon l'invention.
La figure 5 représente l'appareillage utilisé dans le circuit selon la figure 4.
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Le circuit représenté schématiquement sur la figure comprend essentiellement une source de courant 16 ou 20,24, un appareillage, qui sera désigné dans la suite par le repère géné- ral, 12, de son circuit magnétique, et un appareil à décharge 4, par exemple une lampe fluorescente à électrodes préchauffables, d'un modèle courant.
L'appareillage 12 est représenté sur la figure 2 en coupe par un plan passant entre des tôles constituant lecirut magnétique; ce plan coupe les enroulements mais non les tôles.
Un enroulement, 22, de cet appareillage, est bobiné sur la colonne centrale 60 dtun circuit magnétique cuirassé comportant une partie en M, 58, 60, 62, 66, et une partie en 1 54.
Un autre enroulement, 32, est bobiné sur la colonne centrale 42 d'un autre circuit magnétique cuirassé comportant une partie en M 44, 40, 42, 74, et la partie en 1 ci-dëssus,54.
Des entrefers 52, 48, 70 séparent cette partie-en M de cette partie en I;'leur variation permet d'ajuster la self-induction de la bobine 32 à la valeur qui donne au courant de décharge dans la lampe 4 l'intensité désirée.
Sur la partie commune, 54, aux deux circuits magnéti- ques ci-dessus sont bobinés deux enroulements 26,30. Cet empla- cement fait que le flux magnétique inducteur pour ces enroule- ments dépend à la fois des flux produits par les enroulements 22 et 32; l'avantage de cette disposition sera exposé plus loin.
En se reportant à la figure 1, on voit que l'enroule- ment de transformateur 22 comporte une prise intermédiaire 18, permettant l'utilisation sur des réseaux à tensions alternatives notablement différentes. Par exemple, dans le cas d'un réseau à 220 volts, une ligne sera connectée à la borne 24 de l'appareil- lage et l'autre à la borne 20. L'enroulement 18, 15 sert alors de secondaire fortement couplé avec l'enroulement 23,18; l'en-
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roulement 15, 23 fonctionne en autotransformateur élévateur.
Dans le cas d'un réseau à 240 volts, une ligne est encore branchée sur la borne 24 mais l'autre est branchée sur la borne 16 ; l'enroulement15 23 fonctionne en autotransforma- teur de rapport 1, c'est-à-dire en bobine de self-induction.
La tension aux bornes de l'enroulement 15, 23 est appliquée aux électrodes 2 6 de la lampe 4 par l'intermédiaire de la bobine de self--induction, 32, qui sert à stabiliser la dé- charge dans la lampe,.
Les enroulements 26, 30 sont respectivement connectés à l'électrode 6 par les fils 8 et 10, et à l'électrode 2 par les fils 36 et 38. Les tensions induites dans ces enroulements par le flux magnétique traversant la partie 54 font passer dans les électrodes des courants qui lés chauffent par effet Joule.
Avant que la décharge soit amorcée entre les élec- trodes 2 et 6 seul l'enroulement 22 est cause du flux inducteur pour les bobines 26 et 30. Celles-ci produisent des tensions qui suffisent à porter, en un temps de l'ordre de la seconde, les électrodes 2 et 6 à une température telle qu'elles émettent abon damment des électrons. L'ionisation qui en jésuite, jointe au fait que toute la tension de l'enroulement 15, 23 est appliqué'e aux électrodes, amorce la décharge entre celles-ci.
Une fois la décharge amorcée, le courant de décharge passant dans la self-induction 32, crée aux bornes de celle-ci une tension qui diminue la tension aux bornes de la lampe 4. De plus, dans la partie 54,. le'flux magnétique produit par l'enrou- lement 32 se combine à celui produit par l'enroulement 22 Les sens d'enroulement et de connexion de ces enroulements ont été choisis de façon que le flux résultant soit inférieur à celui produit par 1'.enroulement 22 seul. Les tensions produites par
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les bobines 26, 30 sont donc plus faibles après l'amorçage qutavant; on réduit ainsi la perte d'énergie due au chauffage-', permanent des électrodes et l'on abaisse le chauffage pendant . le fonctionnement à une valeur qui ne fatigue pas les électrodes.
Il suffit, pour déterminer le sens convenable, d'in- tervertir le sens de branchement de l'enroulement 32 et d'adopter celui des sens pour lequel le courant de chauffage permanent est nettement plus faible que celui pendant l'amorçage, .Le déphasage entre les tensions dans les enroulements 22 et 32 n'étant que d'environ 30 on peut obtenir une diminution très sensible du flux dans la partie 54 commune aux circuits ma- gnétiques de ces deux enroulements,
Le circuit représenté sur la figure 1 ne comporte que les éléments absolument nécessaires, afin de le simplifier. On n'a par exemple, pas représenté certains éléments généralement utili- sés en pratique: interrupteur général, condensateur redressant le facteur de puissance.
Dans le cas d'une lampe fluorescente â trait d'amor- çage 7 de 40 watts, longueur 1,20 m diamètre 38 mm, d'un modèle courant en 1956, on peut adopter par exemple les valeurs suivantes pour un appareillage destiné à être alimenté par des réseaux à 220 ou à 240 volts.
Pour l'enroulement de transformateur, bobiné sur une colonne 60 ayant une section rectangulaire de 25,5 mm X 18 mm : bobine 18, 23 : 1930 spires de fil de 0,18 mm bobine 15, 18 : 176 spires de fil de 0,4 mm.
Pour chacun des enroulements qui fournissent le courant de chauffage aux électrodes, enroulements bobinés sur une partie 54 ayant une section rectangulaire de 25,5 mm X 13 mm : spires de fil de 0,35 mm.
Pour la bobine de self-induction, enroulée sur une colonne 42 ayant une section rectangulaire de 25,5 mm X 18 mm :
1580 spires de fil de 0,35 mm.
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Avec un réseau à 220 volts, branché sur les bornes 20 et 24; on obtient les tensions et intensités suivantes avec un réglage, par les entrefers, convenant à la lampe de 40 w ci- dessus : ,
EMI7.1
<tb> Avant <SEP> en <SEP> fonctionnement
<tb>
<tb> amorçage <SEP> normal
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intensité <SEP> dans <SEP> 22 <SEP> 0,05 <SEP> amp <SEP> 0,1 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intensité <SEP> dans <SEP> 32 <SEP> 0 <SEP> 0,410 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb> Intensité <SEP> dans <SEP> 26 <SEP> (de
<tb>
<tb> même <SEP> que <SEP> dans <SEP> 30) <SEP> 0,43 <SEP> amp <SEP> 0,47 <SEP> amp
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tension <SEP> aux <SEP> bornes <SEP> de
<tb>
<tb> 26 <SEP> (et <SEP> de <SEP> 30)
<SEP> 12 <SEP> v <SEP> 4 <SEP> v
<tb>
<tb>
<tb> Tension <SEP> aux <SEP> bornes <SEP> de <SEP> 32 <SEP> quelques <SEP> volts <SEP> 175 <SEP> v
<tb>
L'intensité dans les enroulements 26 et 30 est un peu plus forte après l'amorçage que pendant l'amorçage bien que la tension produite par ces enroulements soit plus faible après l'amorçage. Dans ces enroulements, en effet, au courant de chauf- fage s'ajoute une partie du courant de décharge ; cette partie est importante, au moins lorsque la matière émissive n'est épuisée en aucune zone des électrodes, car, pour faciliter l'amorçage, ces enroulements sont connectés dans un sens tel que la tension . qu'ils produisent s'ajoute à la tension aux bornes 15, 23.
Le circuit représenté sur la figure 3 sert à 1;'ali- mentation de deux appareils à décharge; l'appareil de droite,4, est à stabilisation inductive, c'est-à-dire que son courant de décharge est déphasé en retard sur la tension d'alimentation de l'appareillage; l'appareil de gauche, 92, est à stabilisation capacitive, c'est-à-dire que son courant de décharge est déphasé en avance sur la tension d'alimentation. Les avantages de cette combinaison de stabilisations sont bien connus.
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Les appareils à décharge 4 et 92 sont, par exemple, des lampes fluorescentes telles que celle utilisée dans le circuit selon la figure 1. Les électrodes de la lampe 4 sont chauffées par des enroulements 26, 30 analogues à ceux des fi- gures 1 et 2 et semblablement placés sur une partie 54 de cir- cuit magnétique commune au transformateur d'alimentation et à la bobine de self-induction 32 en série avec la lampe 4, Le flux de cette bobine se combine avec celui du transformateur d4ali- mentation pour faire diminuer le courant chauffant des électro- des 2, 6 pendant le fonctionnement normal de la lampe 4,
Le transformateur 78, 84 de l'appareillage représenté schématiquement est un autotransformateur à fuites magnétiques faibles,dont les bornes du primaire sont indiquées par les re- pères 80 et 82 Cet appareillage comporte,
en plus, une seconde bobine de self-induction 86 pour la seconde lampe,92, et deux enroulements 96, 98 pour le chauffage des électrodes 90, 100 de cette lampe. De façon analogue à ce qui existe pour la lampe 4, le circuit magnétique pour la bobine 86 comporte une partie commune 99 avec le circuit magnétique du transformateur; sur cette partie commune 99 sont bobinés les enroulements de chauf- fage 96, 98 pour les électrodes 90 et 100.
Un condensateur 88 est en série avec la bobine 86, de la façon connue,afin que le courant de décharge dans la lampe 92 soit déphasé en avance sur la tension de la source branchée aux bornes 80 et 82
Les tensions aux bornes des enroulements 78, 84,d'une part, et 86 d'autre part, sont déphasées d'environ 30 . entre elles. Il est donc possible, en choisissant convenablement les sens de bobinage et de connexion de ces enroulements, de faire en sorte que le flux produit par l'enroulement 86 diminue le flux circulant dans la partie commune 99. En ce qui concerne le
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flux dans l'autre partie commune, 54, on a la même diference de phase ( 30 également) que dans le cas représenté sur les fi- gures 1 et.2.
L'ensemble des enroulements peut être réalisé de façon analogue à 1'ensemble représenté sur la figure 2, mais en complétant le circuit magnétique par un empilage de tôles en M disposées à droite de la culasse 62,symétriquement de l'empilage 44, 40 74, 42 ; sur la colonne centrale du nouvel empilage on dispose la bobine de self-induction 86 et sur la culasse 62 les bobines 96 et 98. L'enroulement 22 est à remplacer par l'enroulement d'autotransformateur 78,84
Sur la figure 4, les repères des éléments relatifs à la lampe 92 à stabilisation capacitive sont, sauf en ce qui concerne le transformateur 124, 122 d'alimentation, les .mêmes que sur la figure 3 ci-dessus.
L'appareillage pour la lampe 92 à stabilisation capacitive comporte, en plus du condensateur 88 connecté en série avec l'électrode 90 de cette lampe, les éléments suivants de l'ensemble représenté sur la figure 5 :
A) Un autotransformateur sans fuites à primaire 124 et secondaire 122 bobinés sur une partie 106 du circuit magnétique de l'ensemble représenté sur la figure 5. Le primaire est relié au réseau, d'une part par son extrémité 130, d'autre part,par l'une de ses bornes 126 et 128 selon la tension du réseau.Lorsque c'est la borne 128 qui est utilisée, les spires comprises entre les bornes 126 et 128 font office de secondaire et peuvent être considérées comme faisant partie du secondaire 122.
B) Une bobine de self 86, bobinée sur une partie 102 du circuit magnétique de l'ensemble représenté sur la figure 4.Cette partie 102 est séparée par des entrefers 104 du .reste de ce cir- cuit, plus particulièrement de la culasse 99 Elle est bobinée
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dans un sens tel que le courant qui y passe après l'amorçage de la lampe 92 produise, dans cette culasse, un flux magnétique) . qui s'oppose au flux que produit dans celle-ci le primaire 124.
La disposition des entrefers 104 et de la culasse 99 annule sen- siblement le couplage magnétique entre les enroulements 86 et 124.
C) Des enroulements 96, 98, bobinés sur la culasse 99 et fournissant le courant de chauffage respectivement aux électrodes 90 et 100.
La culasse 99 n'est séparée du noyau magnétique du transformateur 122, 124 par aucun entrefer notable.
Les éléments ci-dessus sont disposés comme les élé- ments correspondants de la figure 2..
L'appareillage pour la lampe 116 à stabilisation inductive comporte :
D) Le primaire 124, connecté au réseau par sa borne 130 et par l'une de ses bornes 126 et 128 comme indiqué ci-dessus.
E) Un secondaire 112, bobiné sur le prolongement 114 de la partie 106 de circuit magnétique.
F) Des enroulements 110, 115 pour le chauffage des élec- trodes 120, 118 de la lampe 116; ces enroulements ,sont bobinés sur la même partie, 114, que le secondaire 112.
Des shunts magnétiques 108, bloqués par des plaquettes en matière isolante telles que celles indiquées par les repères 109, séparent les enroulements 122, 124 des enroulements 110, 112,¯115; ils diminuent fortement, mais sans le rendre sensible- ment nul, le couplage magnétique entre le primaire 124 et le secondaire 112.
Lorsque c"est la borne 128 qui est connectée au réseau, les spires comprises entre les bornes 126 et 128 fonctionnent comme secondaire à couplage serré avec le primaire 124. On pour-
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rait même prévoir un autre enroulement couplé serré avec le primaire et fournissant une partie de la tension de décharge pour la lampe 116 du moment que le secondaire 112 est suffisam- ment important et suffisamment peu couplé avec le primaire : ildoit assurer à la tension alimentant. la lampe 116 une caracté- ristique présentant une pente descendante suffisante.
Lorsque la lampe 116 est amorcée, son courant de décharge passant dans l'enroulement 112 produit dans la partie 114 du circuit magnétique, un champ qui s'oppose à la portion du champ produit par le primaire 124 qui n'est pas dérivée par les shunts 108. Le champ dans la partie 114 étant diminué, la tension de chauffage produite par les enroulements 110 et 115 est plus faible qu'avant que l'amorçage soit réalisé; la perte d'énergie électrique, due au chauffage des électrodes par ces enroulements pendant le fonctionnement normal de la lampe, est ainsi notablement plus faible que si la tension de chauffage était constante. Il en résulte également une moindre fatigue pour les électrodes 118 et 120.
En ce qui concerne les électrodes de la lampe 92,il est indiqué ci-dessus à propos des figures 1 et 2 comment la disposition adoptée donne le même avantage.
L'appareillage représenté sur la figure 4 est du type "cuirassé" dans lequel les enroulements, sauf certains enroulements de chauffage, sont bobinés sur des parties 102,106, 114 de circuit magnétique situées sensiblement dans le prolonge- ment l'une de l'autre.On peut aussi utiliser un appareillage du type "à colonnes ", dans lequel ces enroulements sont bobinés sur des parties du circuit magnétique non dans le prolongement l'une de l'autre.
Une ou deux des lampes 92, 116, peut être remplacée par plusieurs.lampes montées en série et dont les électrodes sonL chauffées par des enroulements disposés comme ceux de la lampe remplacée.
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A ces lampes on peut ajouter une ou plusieurs lampes non en série avec les précédentes. On peut, par exemple, alimenter par des enroulements ayant au moins une partie de leur circuit magnétique commune avec l'ensemble représenté sur la figure 2, une ou plusieurs lampes dont le courant de décharge est sensible- ment en phase avec la tension du réseau; on obtient ce déphasage faible ou nul en stabilisant par une résistance, ou encore par un condensateur et une self-induction en série et présentant des impédances dont les valeurs absolues sont voisines.
De nombreuses variantes peuvent être apportées aux dispositifs décrits ci-dessus, sans sortir du domaine de la pré- sente invention. Par exemple, le transformateur de l'appareillage peut être à enroulements séparés; les appareils à décharge peuvent être munis d'autres moyens facilitant l'amorçage ou être placés à proximité d'une masse portée à un potentiel convenable, ils peuvent ne comporter chacun qu'une seule électrode chauffée par une tension produite par un enroulement, etc...
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.