Brevet FR2413014A1 — publié le 19790720

La présente invention concerne un nouveau dispositif pour 11 allumage de lampes à décharge. e Le fonctionnement de ces dernières va maintenant être sommairement rappelé. Dans une période comportant deux demi-alternances, une lampe à décharge présente, à ltoseilloseope, une courbe de tension d'arc semblable à celle re présentee figure A, où les parties hâchurées représentent des zones d'extinction de l'arc, ou périodes dites de "désactivation" ou "désionisation". Dans chaque demi-alternance, ce temps de désactivation est figuré par ac (ab + bc). Ce temps conditionne les possibilités d'allumage de la lampe et toute diminution de ce temps favorise la stabilité de fonctionnement de la lampe. De façon à diminuer le temps de désactivation précité, il est possible soit d'augmenter l'amplitude V et créer une réserve de tension (c'est ce qui fait l'objet du brevet frangais 75 05693 et de ses additifs), soit d'augmenter la pente de la tension avant allumage, ou immédiatement après extinction. Clest ainsi que des dispositifs existent dont le but est de favoriser l'amorçage, l'allumage, ainsi que la variation de régime des lampes à décharge. Dans le cas d'alimentation par tensions alternatives, les lampes à décharge exigent des tensions de valeurs suffisantes pour provoquer la formation de l'arc qui ne s'établit, dans chaque demialternance de tension, que lorsque ces valeurs instantanées se trouvent réalisées. Les dispositifs existants ont pour but l'obtention de ces valeurs de tension pour l'amorçage et l'allumage des arcs. Les constituants de ces dispositifs utilisent notamment des élévateurs de tension et des selfs induction additives, des décharges de condensateurs, des circuits oscillants ; ces dispositifs permettent en particulier, un meilleur fonctionnement des lampes, une stabilité meilleure, des durées de vie supérieures, la modulation des puissances. Ces diverses solutions interviennent au droit de chaque lampe et en aval des capacités de compensation des appareillages, et agissent d'autre part, soit simultanément sur les temps bc et ab (réserve de tension) soit uniquement sur le temps bc (système dit à "oscillation' ou à "résonance"). En fonctionnement normal d'ensembles normaux (lampes -self-induction capacités), le réseau est - en période de charge capacitive en be - en période de charge selfique en ca - en période de décharge capacitive en ab. I1 apparaît dans ces conditions qu'en cas d'intervention en amont des appareillages compensés, la période bc présente des difficultés et que toute modification entraînera des conséquencaes sur toute la période cb suivante ; la période ab (décharge capacitive > permet par contre d'éviter ces conséquences. Le dispositif selon la présente invention pallie ces divers inconvénients et agit à la source du réseau, au niveau du poste de transformation ou du tableau par exemple, et les appareillages sont donc inchangés. Par ailleurs, il convient de noter que toute adjonction de dispositifs selfiques ou capacitifs disposés à la source et agissant de manière continue dans la totalité des demi-alternances, conduit à des phénomènes électriques inacceptables : surtensions - battements - oscillation - résonances. De tels dispositifs, agissant temporairement à l'intérieur des demi-alternances, nécessitent la coupure d'appareils qui redeviennent selfiques ou capacitifs. C'est pourquoi le dispositif selon l'invention est placé à la source du réseau, comme précédemment indiqué et n'intervient que durant une partie de chaque alternance, interdisant de ce fait toute possibilité de battements ou de résonances. De façon plus précise, le dispositif selon la présente invention destiné à l'allumage de lampes à décharges à partir d'un réseau à trois phases P1, P2, P3 et un neutre N est notamment remarquable en ce qu'il comprend un enroulement sur circuit magnétique, reliant l'une des phases au neutre et muni d'une prise, un arc magnétique reliant les deux autres phases et disposant d'un point médian, et un interrupteur reliant ladite prise audit point médian, ledit dispositif n'intervenant que pendant une partie de chaque demi-alternance. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif parmi lesquelles - la figure 1 illustre le dispositif selon la présente invention, - la figure 2 représente une variante de réalisation de l'un des éléments de la figure 1, - la figure 3 est un exemple d'utilisation du dispositif selon l'invention, - la figure 4 illustre la demi-alternance de la tension lorsque le dispositif selon l'invention agit en début de demi-alternance - la figure 5 illustre la demi-alternance de la tension lorsque le dispositif selon l'invention agit en fin de demi-alternance, - la figure 6 est un autre exemple d'utilisation du dispositif selon l'invention, - la figure 7 est une variante de la figure 6 - la figure8 est un autre exemple d'utilisation du dispositif selon l'invention, et - la figure 9 est une variante de la figure 8. Comme le représente la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend essentiellement un premier enroulement El sur circuit magnétique, reliant la phase P3 au neutre N ; une prise C est prévue sur l'enroulement El. Par ailleurs on prévoit un arc magnétique E2 reliant les deux autres phases P1 et P2, et dont le point médian M est relié à la prise C par un inter rupteur I; Dans le cas de la figure 1, l'arc magnétique est constitué de deux enroulements identiques, de meme sens ou non, sur circuit magnétique particulier non saturé ; dans le cas de la figure 2, ledit arc est constitué de deux enroulements identiques avec entrée e et sortie s, une entrée e de l'un des enroulements étant reliée à la sortie s de l'autre enroulement, le circuit magnétique proprement dit comportant un shunt magnétique et éventuellement un entrefer. Bien entendu, il serait possible également de relier le point médian M à 11 entrée de l'un des enroulements et à l'entrée de l'autre enroulement lorsque l'interrupteur I est ouvert, les diverses tensions sont celles mesurées sur le graphique des tensions en étoile, et suivant la position du point C, on obtient différentes tensions, notamment CM et MN.Lorsque l'interrupteur I est fermé, les tensions de base en étoile ou en triangle P1 P2 - P2 P3 P3 P1 - NP1 - NP2 - NP3 gardent leurs valeurs précédentes. Par contre, les autres tensions changent de valeur - tensions en augmentation : P1M et P2M ; les volts par spire de E2 augmentent. - tension en diminution . CM s'annule - tensions variables en augmentation ou en diminution suivant la position du point C : MN et MN'. Suivant le couplage des enroulements de E2, son action est selfique si le couplage (point M) réunît les sorties s, ou non selfique (autotransformateur) si le couplage (point M) réunit une sortie s à une entrée e. La figure 3 est un schéma de montage où est utilisé le dispositif selon l'invention ; il ressort de cette figure que la prise C est extérieure au segment P3N, et que deux conducteurs sont prévus entre lesquelS on dispose de la tension V alimentant des boucles comprenant une lampe à décharge 1, une self 2 et une capacité 3. Lorsque l'interrupteur I est ouvert, cas de la figure, la tension V d'alimentation des appareillages de lampes est égale à P3M (ou légèrement inférieure suivant la rigidité de l'arc magnétique). Par contre, lorsque l'interrupteur I est fermé, la tension V diminue instantanément et devient égale à P3C ; suivant les valeurs des tensions de base, phases et neutre2 l'ajustement de la tension V à la valeur souhaitée peut s'obtenir en alimen tant à partir de P-3 au lieu de P3. Si l'interrupteur I est électronique, à enclenchement retardé dans chaque demi-alternance (dispositif connu en soi), la tension V présente la forme d' onde illustrée à la figure 4 où t représente la période d'enclenchement du Triac. La pente de la tension au moment de l'allumage de lampe reste élevée (correspondant à la fondamentale 220 volts efficaces par exemple) et assure cet allumage. La lampe allumée, cette tension peut être diminuée sans inconvénient jusqu'à des valeurs voisines (voire inférieures) de sa tension d1arc normale. Dans ces conditions, la puissance de la lampe varie sans risque d'extinction. Une accélération d'ionisation peut également être obtenue, dans la demi-alternance au voisinage de l'extinction de la lampe. Dans le cas d'accélération en fin de demi-alternance, la tension V présente la forme d'onde illustrée à la figure 5. La figure 6 représente un schéma d'utilisation du dispositif selon l'invention pour obtenir une variation de tension réseau instantanée. On retrouve les phases PI, P2, P3 et le neutre N, le réseau étant du type 380/220. El est un autotransformateur alimenté sous 220 V. avec prise C, fixe ou mobile, et E2 est un bobinage sur circuit magnétique alimenté sous 380 V. avec point médian M et prises P'1 - P'2 permettant l'obtention de toute tension V comprise entre O et 380 V. avec 2 conducteurs, et de o à 190 V. avec 3 conducteurs, le troisième conducteur étant connecté en M ; M I est un interrupteur, mécanique, électromagnétique ou électronique. Lorsque I est ouvert, on obtient une tension d'utilisation V (P'1 - P'2) ou 2 (P'1 M et P'2 M) dans le cas de 3 conducteurs, alors que pour I fermé, les 2 volts par spire d'enroulements P1 M et P2 M augmentent, et les tensions précédentes augmentent : P'l M et P'2 M deviennent P'1 C et P'2 C. Dans une variante de réalisation, ce schéma peut s'appliquer à la variation de puissance des lampes à décharge par variation de tension, comme cela est préconisé dans le brevet frangais 76 03804 et ses additifs. La figure 7 représente cette variante de réalisation. Dans ce cas, lorsque l'interrupteur est fermé, on est en régime de grande puissance, les tensions V étant ajustées à 250 V. par exemple, alors que lorsque l'interrupteur est ouvert, on est en régime de petite puissance, les tensions V étant ramenées à 190 V., ce qui correspond approximativement à une puissance réduite de 50 %. Quoi qu'il en soit, la variation de tension se fait par déphasage des tensions P1 M et P2 M et s'applique relativement difficilement à une variation de tension à l'intérieur de chaque demi-alternance. I1 est également possible d'obtenir une variation de tension sans déphasage ; c 1est ce schéma qui est illustré à la figure 8 où pour des raisons de clarté, ledit schéma est présenté en utilisation deux conducteurs, des prises supplémentaires 4 de réglage étant prévues. Lorsque l'interrupteur I est ouvert, la tension V, représentée par P3 M, est de 310 volts théoriques pour un réseau triphasé 380/220 V. Un autotransformateur, ou transformateur E3, transforme cette tension à la valeur souhaitée Vu, 220 V. par exemple. En revanche, lorsque l'interrupteur I est fermé, la tension V diminue et passe approximativement de P3 M à P3 C. La tension Vu diminue également passant de 220 V. à 175 volts par exemple. Le déplacement des points C et E3 permet l'ajustement aux valeurs souhaitées. Au cas où cet interrupteur est électronique (triac - thyristor, etc...), il devient possible d'obtenir des demi-alternances de tension telles qu'illustrées à la figure 4. La figure 9 est une variante de réalisation du schéma de la figure 8. Dans ce dernier cas, pour un interrupteur I ouvert, ce qui est le cas de la figure, l'enroulement E3 d'un transformateur est alimenté sous 130 volts par exemple ; l'enroulement E4 diminue la tension V ( F 240 volts) de manière à obtenir une tension d'utilisation Vu de 175 volts par exemple. Lorsque l'interrupteur est fermé, l'enroulement E3 est alimenté sous 40 volts; l'enroulement E4 diminue la tension V de manière à obtenir une tension dtuti- lisation Vu de220 V par exemple. REVENDICBTIONS 1) Dispositif pour l'allumage de lampes à décharges alimentées à partir d'un réseau à trois phases PI, P2, P3 et un neutre N, caractérisé en ce qu'il comprend un enroulement sur circuit magnétique, reliant l'une des phases au neutre et muni d'une prise2 un arc magnétique reliant les deux autres phases et disposant d'un point médian, et un interrupteur reliant ladite prise audit point médian, ledit dispositif n' intervenant éventuellement que pendant une partie de chaque demi-alternance, et étant situé en amont des lampes et appareillages et notamment en amont des capacités de compensation desdits appareillages. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit arc magnétique est constitué de deux enroulements identiques sur circuit magnétique particulier. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit arc magnétique est constitué de deux enroulements identiques avant une entrée et une sortie. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que Entrée de l'un des enroulements est réunie à la sortie de l'autre enroulement et est reliée au point médian. 5) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux sorties sont couplées et reliées au point médian, les deux entrées étant respectivement reliées aux deux phases. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux conducteurs dpnt l'un est issu de la phase à laquelle est relié le premier enroulement, et dont l'autre est issu du point médian, conducteurs entre lesquels sont disposés les lampes et leurs appareillages. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'un enroulement supplémentaire est prévu, disposé entre ladite phase et ledit point médian et muni d'une ou plusieurs prises à laquelle, ou à l'une desquelles est raccordé l'un de-sdits conducteurs. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre, pour chacun des deux enroulements ou selfs constituant l'arc magnétique, une prise, la tension désirée étant disponible entre deux conducteurs raccordés à ces deux prises. 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'un troisième conducteur est prévu, relié au point médian, la tension désirée étant disponible entre ledit troisième conducteur et l'un ou l'autre des conducteurs raccordés aux prises.