Brevet FR2404988A1 — publié le 19790427

La présente invention a pour objet une installation de commande de variation du flux lumineux de lampes à décharge équipées de ballasts comprenant une self et des dispositifs à condensateur. Le but de l'invention est de faire fonctionner à flux réduit des lampes d'éclairage pendant des périodes creuses et de faire des économies d'énergie électrique. L'invention est surtout applicable dans le domaine de l'éclairage de routes, tels des autoroutes sur lesquelles, pendant une partie de la nuit, le trafic est faible et où un niveau d'éclairement élevé n'est pas indispensable. L'invention permet de limiter la variation du flux lumineux aux lampes éclairant les tronçons droits de la route et de ne pas réduire le niveau d'éclairement des carrefours. Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour résoudre ce problème. Une des solutions connues consiste à réduire la tension d'alimentation dans des parties du réseau. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter des réseaux d'alimentation différents pour les luminaires éclairant les carrefours et les autres luminaires ou bien de réduire également le niveau d'éclairement des carrefours. Une autre solution consiste à raccorder une inductance en série avec le ballast principal pouvant être mis hors service au moyen d'un interrupteur en parallele. L'interrupteur peut être un dispositif à semi-conducteur, commandé au moyen d'un signal véhiculé par un conducteur pilote relié aux dispositifs de ballast d'un groupe delampes dont le flux lumineux doit être modifié. L 'inconvé- nient de ce système est cette inductance en série assez volumineuse et coûteuse. Suivant l'invention, on évite une telle inductance en série du fait que dans chacun de ces dispositifs de ballast un commutateur est prévu pour être actionné par envoi d'un signal sur le conducteur pilote, ce commutateur étant équipé d'un contact commandant un élément de circuit permettant de modifier les ampère-tours de la self et d'un contact relié en parallèle sur l'ensemble self et lampe et en série avec un dispositif à condensateur pour sélectionner un de deux états de raccordement du dit dispositif à condensateur. Le fait de remplacer l'inductance en série et son dispositif de court-circuitage permet de gagner pratiquement toute la place qui était nécessaire à l'inductance en série. L'invention est expliquée ci-dessous par rapport à plusieurs variantes d'un exemple de forme d'exécution représentées au dessin annexé. Les figures I à 7 du dessin sont des schémas électriques de montages de luminaires. Aux figures I à 4, une lampe à décharge 1 est reliée en série avec une self 2 aux bornes d'alimentation d'un réseau 3, 4. Un dispositif amorceur 5 est relié entre la borne 3, une prise 6 de la self 2 et la borne 4. Un dispositif à condensateur comprenant deux condensateurs 7 et 8 shuntés par des résistances est relié en parallèle sur l'ensemble lampe I et self 2. Un conducteur pilote 9 permet d'exciter la bobine 10 d'un commutateur à action très rapide équipé de contacts Il et 12. Le contact 11 est disposé en série avec la lampe I et permet de sélectionner une de deux prises 13 et 14 de la self 2 et de modifier de ce fait les ampère-tours de la self 2. Le contact 12 est disposé en parallèle sur l'ensemble lampe I et self 2 pour sélectionner un de deux états de raccordement du dispositif à condensateurs 7 et 8.La bobine 10 du commutateur peut être excité par un relais 15 se trouvant à l'endroit d'un poste de commande central. Selon le montage représenté à la figure 2, des postes de commande peuvent être disposés dans certains luminaires par exemple chaque IOème luminaire peut être équipé d'un relais 16 excité par des impulsions de commande transmises par superposition au courant d'alimentation et filtrées et séparées du courant d'alimentation dans un dispositif approprié 17 (figure 2). De préférence, les contacts 11 et 12 du commutateur sont disposés du côté où la self est reliée à la borne d'alimentation 3, afin d'éviter l'apparition de tensions élevées entre les prises 13 et 14. A la figure 3, l'élément de circuit permettant de modifier les ampère-tours de la self est une source de courant continu 18 alimentant un enroulement de polarisation 20 de la self 2. Eventuellement, ce circuit est complété par un dispositif évitant la déformation de l'onde dans le circuit de la lampe à déchar- ges 1. Lorsque les exigences de la commutation à action très rapide ne peuvent pas être remplies de manière économique par un relais à action rapide, il est possible de procéder suivant un schéma montré à la figure 4. Dans ce cas, deux bobines 10 et 21 de deux relais normaux sont branchées en cascade par un contact 11' actionné par la bobine 10. Par exemple, le contact Il est relié par l'interme- diaire d'une résistance 22 à un contact 23 actionné par la bobine 21. La lampe est d'abord reliée à la prise 14, lors de l'excitation de la bobine 10 le contact 1I commute sur la prise 13, mais le contact 23 maintient la liaison avec la prise 14 via la résistance 22 pendant cette manoeuvre. Ensuite le contact 11' excite la bobine 21 ce qui provoque la commutation du contact 23 de la prise 14 vers la prise 13. Au moment de la désexcitation la commutation est moins critique et on peut envisager une courte interruption momentanée du courant de la lampe. Toutefois, il est possible aussi d'utiliser un relais à déclenchement retardé à la place du relais excité par la bobine 21. Le retard du déclenchement peut être obtenu par un circuit électrique en soi connu ou par un élément tel qu'un amortisseur à piston. Les circuits élémentaires selon les figures 1 et 2 ci-dessus présentent 1' inconvénient d'interrompre le courant de lampe lors de la commutation du contact mobile d'une prise de la self sur l'autre. De plus, ce courant est déphasé par rapport à la tension et son intensité est relativement importante. De ce fait, dans les circuits pour lampes d'une puissance égale ou supérieure à 250 W, les contacts des commutateurs s'usent rapidement. L'invention a aussi pour but d' éviter ces inconvénients pour les grandes puissances par des moyens beaucoup plus simples que ceux utilisés dans les circuits représentés dans les figures 3 et 4. Aux figures 5 et 6 qui représentent une partie du schéma électrique, respectivement d'une des figures 1 ou 2,un commutateur comprend un contact mobile 11 et deux contacts fixes 13 et 14 reliés à deux prises d'une self 2. La lampe 1 est représentée à deux endroits différents sur les deux figures 5 et 6; elle peut occuper l'un ou l'autre de ces deux endroits. Elle est alimentée par un réseau électrique à courant alternatif relie à des bornes e et 4 .Suivant l'invention, une résistance 24 est reliée entre le contact mobile 11 et un des contacts fixes, en l'occurrence le contact 13. il est avantageux de relier la résistance 24 entre le contact mobile et la prise de la self à plus faible impédance donc à la prise 13, car ainsi la résistance 24 est court-circuitée pendant les heures du soir ou du matin à grand trafic, tandis qu'elle est mise en service pendant les heures creuses pendant lesquelles il y a possibilité de profiter du tarif de nuit. Pour des lampes à vapeur de sodium à haute pression ou les lampes à vapeur de mercure à haute pression qui possèdent des tensions d'arc entre 90 et 130 V, reliées à un réseau de 220 V, la résistance 24 peut prendre des valeurs situées de rpéférence entre 300sol et 1000R, lorsque la tension qui s'établit entre les deux prises 13 et 14 de la self se situe environ entre 25 V et 45 V. Dans ce cas, la résistance consomme entre 1,5 et 3 watts lorsqu'elle est en service, ce qui est minime pour des lampes de 250 à 400 watts. Lorsque le contact mobile 11 se trouve dans une position entre les deux contacts fixes 13 et 14, la résistance laisse passer un courant entre 0,1 et 0,4 ampère, suffisant pour entretenir la décharge et éviter qu'il faille réamorcer la lampe. A la figure 7 est montré un schéma de circuit dans lequel la commutation du régime à flux lumineux nominal au régime à flux lumineux réduit est aussi obtenue par un commutateur à deux contacts mobiles 11 et 12 d'un relais excité par une bobine 10. Mais, contrairement à la disposition selon les fig. 5 et 6 décrites ci-dessus, le contact 12 permet de commuter un seul dispositif à condensateur 25 d'une des prises 13 ou 14 de la self 2 sur l'autre. Le condensateur 25 est dimensionné pour donner lieu à un courant d'alimentation légèrement selfique dans le réseau, mais d'un facteur de puissance plus grand que 0,85 lorsque les deux contacts mobiles 11 et 12 qui sont actionnés simultanément sont reliés à la prise 13 de faible impédance de la self 2. Lorsque les deux contacts mobiles il et 12 sont reliés à la prise 14 de la self 2, par contre, le courant d'alimentation dans le réseau est légèrement capacitif, mais aussi d'un facteur de puissanceplus grand que 0,85. il convient de remarquer qu'un facteur de puissance de 0,85 est une limite inférieure admissible et tolérée par les société de distribution d'électricité. Eventuellement , ce facteur de puissance peut être rapproché davantage de la valeur idéale 1 en disposant un condensateur 26 entre les bornes 3 et 4 de la tension d'alimentation. Grâce à cette disposition particuliere le courant véhiculé par le contact mobile 11 est d'une intensité sensiblement plus faible que dans le circuit selon les figures 1 ou 2* Dans ce cas il n'est plus selfique , mais pratiquement ohmique. De ce fait l'usure excessive du contact 11 constatée disparaît totaiement. L'usure du contact 12 n'a jamais été excessive malgré le fait que ce contact 12 interrompt des courants capacitifs relativement importants il est possible de connecter la résistance 24 non seulement entre le contact 11 et un des contacts 13 ou 14, mais aussi entre le contact 12 et un des contacts 13 ou 14, si des précautions sont prises pour éviter une commutation au moment où le condensateur 25 est déchargé. REVENDICATIONS. 1. Installation de commande de variation du flux lumineux de lampes à décharges équipées de ballasts comprenant une self et des dispositifs à condensateur, ainsi qu'un conducteur pilote relié aux dispositifs de ballasts d'un groupe de lampes dont le flux lumineux doit être modifié, caractérisée en ce que dans chacun de ces dispositifs de ballast un commutateur est prévu pour être actionné par envoi d'un signal sur le conducteur pilote, ce commutateur étant équipé d'un contact commandant un élément de circuit permettant de modifier les ampère tours de la self et d'un contact relié en parallèle sur l'ensemble self et lampe et en série avec un dispositif à condensateur pour sélectionner un de deux états de raccordement du dit dispositif à condensateur. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le contact commandant l'élément de circuit permettant de modifier les ampere-tours de la self est relié en série avec la lampe à décharges pour sélectionner une de deux prises de la self. 3. Installation suivant la revendication 2,'caractérisée en ce que les prises de la self sont disposées du côté de la borne d'alimentation. 4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le contact commandant l'élément de circuit permettant de modifier les ampère-tours de la self relie un enroulement de polarisation de la self à une source de courant continu. 5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'un disposititif évitant la déformation de l'onde est inséré dans le circuit de la lampe à décharges. 6. Installation suivant une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le contact relié en série avec la lampe à décharges est remplacé par deux contacts actionnés en cascade et relies entr'eux par une résistance. 7. Installation de commande suivant une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une résistance est raccordée entre le contact mobile du commutateur et une des prises de la self reliées aux contacts fixes du commutateur. 8. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la valeur de la résistance est choisie telle qu'elle laisse passer à travers la lampe un courant de 0,1 ampère ou davantage lorsque le contact mobile du commutateur se trouve dans une position entre les deux contacts fixes. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la valeur de la résistance est choisie telle qu'flue laisse passer à travers la lampe un courant d'une intensité entre 0,1 et 0,4 ampère lorsque le contact mobile du contacteur se trouve dans une position entre les deux contacts fixes. 10. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la résistance est reliée entre le contact mobile et celle des prises de la self qui offre l'impédance la plus faible. 11. Installation suivant une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que le commutateur comprend deux contacts mobiles actionnés simultanément, le premier contact mobile étant relié à une borne raccordée au réseau et sélectionnant une des prises de la self du dispositif de ballast, le deuxième contact mobile étant relié via un condensateur de compensation à l'autre borne du réseau et sélectionnant les mêmes prises de la self du dispositif de ballast. 12. Installation suivant la revendication 11 caractérisée en ce que le condensateur auquel est relié le deuxième contact mobile est dimensionné pour rendre inductif le courant du réseau lorsque le contact mobile est relié a la prise de faible impédance de la self et pour rendre capacitif le courant de réseau lorsque le contact mobile est relié à la prise de forte impédance de la self, le facteur de puissance étant maintenu dans tous les cas à une valeur dépassant une limite inférieur déterminée.