<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et appareil pour commander les installations d'éclairage électrique des scènes de théâtre, de décoration, etc.
La présente invention concerne les installations d'éclai- rage scénique, décoratif, ornemental ou similaire, et se rapporte en particulier à la commande des dispositifs destinés à atténuer l'éclat de l'éclairement, de façon que la puissance lumineuse d' une lampe ou d'une rangée de lampes ou rampe puisse être modifiée de façon plus ou moins graduelle.
Jusqu'à présent, ces effets d'atténuation de l'intensité de l'éclairage ont été obtenus en branchant en série dans le cir- cuit des diverses rampes ou rangées de lampes des résistances des- tinées à diminuer la puissance du courant dans le circuit, ces ré- sistances étant elles-même commandées par des appareils de coupla- ge de puissance élevée, mais les appareils de ce genre risquent de devenir très onéreux, compliqués et encombrants en particulier dans
<Desc/Clms Page number 2>
le cas d'effets de grande intensité exigés pour l'éclairage de la scène dans les théâtres et les lieux de spectacle modernes.
Il est en outre, fréquemment désirable d'avoir la possibilité de régler à l'avance l'appareil d'atténuation de l'intensité lumineuse de façon qu'il puisse agir à un moment donné et que son fonction- nement puisse ensuite se dérouler sans exiger d'attention de la part des surveillants. Toutefois, on a constaté que dans toutes les installations, sauf les plus petites, les complications de l'appareil qui sont nécessaires pour produire ces effets prédéter- minés sont prohibitives.
En outre, quand les appareils d'éclaira- ge sont alimentés par un réseau polyphasé, les règlements offi- ciels exigent que la charge soit équilibrée entre les diverses phases et, compte tenu surtout du fait que la distance minimum entre les appareils connectés aux diverses phases du réseau résul- te d'une prescription, des difficultés qui jusqu'ici se sont ré- vélées comme virtuellement insurmontables, au moins pour ce qui est des grandes installations, se sont présentées quand on a voulu se conformer aux règlements officiels en question.
Le but essentiel de la présente invention est d'obvier à ces divers inconvénients, ainsi qu'aux autres difficultés ren- contrées, et de permettre la réalisation d'un appareil du type indiqué mais présentant une simplicité beaucoup plus grande que celle des appareils imaginés jusqu'à présent. En outre, la com- mande indépendante de la charge jusqu'à la limite totale de la capacité d'utilisation de l'énergie par l'appareil est assurée.
Enfin, dans l'hypothèse d'alimentation par un réseau polyphasé, non seulement on obtient un équilibre de la charge entre les pha- ses, mais la tension à travers la charge ne peut jamais dépasser la tension entre une phase et le conducteur de masse. Cette con- dition surmonte l'inconvénient qui résulte de la limitation de la distance entre les éléments de l'appareil comme indiqué précédem- ment.
<Desc/Clms Page number 3>
Conformément à l'invention, dans un équipement destiné à éclairer une scène de théâtre ou dans un équipement analogue, les appareil du circuit de charge fournissant l'éclairage sont alimentés à partir d'une source de courant alternatif en passant par une ou plusieurs lampes thermioniques dont chacune est munie dans son circuit de grille d'un dispositif de commande grâce au- quel la charge transmise à travers la lampe est réglée. Dans la pratique, le type de lampe connu sous le nom de "thyratron", c' est-à-dire une lampe triode à atmosphère gazeuse, est apte à don- ner les résultats les plus satisfaisants pour la mise en oeuvre de l'invention. Dans le cas ou l'alimentation est fournie par un réseau polyphasé, on utilise un nombre correspondant de lampes.
L'hypothèse la plus courante est évidemment celle d'une alimen- tation triphasée avec utilisation de trois lampes thermioniques, les anodes étant connectées aux phases respectives, et les ca- thodes à un point commun constituant une des bornes du circuit de charge, dont l'autre borne est connectée à un conducteur neutre.
En vue de la commande de chaque lampe thermionique, on peut utiliser un système tel que représenté dans la fig. 1 des dessins annexés. Dans cette figure, la tension appliquée à l'ano- de est représentée par la courbe 1, et l'on suppose qu'elle a une forme approximativement sinusoïdale. Au circuit de grille de la lampe thermionique est connecté un conducteur d'alimentation en courant alternatif à la même fréquence que celle du roseau d'ali- mentation de l'anode, mais avec une avance de 900 par rapport à elle. Ceci est représenté dans la Fig. 1 par la courbe de tension 2.
La lampe thermionique est de nature telle qu'elle devient con- ductrice quand la tension de son anode est positive, la lampe ces- sant d'être conductrice à la fin de chaque demi-cycle, moment auquel l'anode cesse d'être positive et devient négative, à moins qu'el- le ne soit commandée autrement par sa grille.
Dans le cas représenté par la fig. 1, l'allumage dû à la tension de grille représentée par la courbe 2, devient tout d'a-
<Desc/Clms Page number 4>
bord possible à l'instant indiqué par le point 3 , c'est-à-dire à l'instant où la tension d'anode est tombée à zéro et va deve- nir négative, la tension correspondante représentée par la cour- be 2 étant alors maximum.
Toutefois, par suite de la forme appro- ximativement sinusoïdale de la courbe si le point d'allumage peut être amené à se déplacer vers l'arrière depuis le point de maximum .1 jusqu'à un point tel que la lampe thermionique s'al- lumera à un point tel que .6. situé en avant au cours du demi-cy- cle, et la possibilité de transmission d'énergie par l'intermé- diaire de la lampe se trouvera représentée par la zone ombrée qui est dessinée sur la courbe 1 .
Cet effet est obtenu par l'inclusion dans le circuit de grille d'une source d'alimentation en courant continu en opposi- tion avec les impulsions positives de la tension de commande re- présentées par la courbe . En faisant varier cette tension an- tagoniste en courant continu, on peut modifier le point de la courbe 2, auquel la lampe s'allumera. En réduisant convenablement la tension en courant continu, ce qui a pour effet de relever la courbe ± jusqu'à la position dessinée en pointillé, l'allumage se produit au point représenté par 2 sur la courbe 2, c'est-à-di- re au point .6. de la courbe 1 de la tension d'anode.
Un autre mode de commande qu'on peut utiliser au lieu de faire varier la tension en courant continu consiste à modi- fier la différence de phase entre les courbes 1, et ± afin d'assu- rer le déplacement requis des points et le long de ces courbes.
On peut aussi avoir recours à une combinaison des moyens sus-dé- crita. Etant donné que la crête positive de la courbe doit coin- cider dans le temps avec la valeur zéro de la courbe 1, si l'une de ces courbes, ou bien toutes les deux, sont déformées de telle sorte que la crête ne se trouve pas à mi-distance entre des va- leurs nulles successives, la différence de phase entre les courbes doit être modifiée dans une mesure correspondante à partir de 900,
<Desc/Clms Page number 5>
indépendamment de tout réglage quel qu'il soit.
Etant donné que, dans l'hypothèse d'une alimentation triphasée, il est prévu une lampe thermionique avec circuit de grille de commande pour chaque phase, l'effet total en ce qui concerne le circuit d'anode est représenté dans la fig. 2, qui montre que la charge est équilibrée entre les phases. Il est évi- dent que si l'on faisait avancer le point .5. sur la courbe 1 jus- qu'au maximum négatif de cette courbe, la lampe thermionique serait conductrice dans la totalité du demi-cycle positif.
Il s'ensuit que, dans l'hypothèse d'une alimentation triphasée, il y aurait deux lampes thermioniques qui seraient conductrices en même temps, et que des organes tels que ceux indiqués ci-dessous doivent être prévus, de façon que deux lampes ne puissent jamais fonctionner simultanément, une pareille contingence étant indé- sirable car elle se traduirait par une impulsion de courant de charge inacceptable. C'est ainsi que, dans l'hypothèse d'une ali- mentation triphasée, les conditions de débit maximum des lampes thermioniques assurant le réglage sont représentées dans la fig.3.
Pour permettre de régler à l'avance l'appareil de telle sorte que, tandis qu'il réalise une certaine atténuation de l'in- tensité lumineuse, une autre intervention puisse être préparée, puis mise en Jeu de telle sorte que son effet se produise auto- matiquement, il peut être prévu deux ou un plus grand nombre de groupes d'appareils destinés à fournir le courant continu variable comme indiqué précédemment. Le montage est étudié de telle sorte que, pendant la période où un pareil groupe est en fonctionnement, l'autre groupe ou les autres groupes puissent être préparés en vue de leur intervention ultérieure et mis en circuit au moment désiré.
On peut constater qu'il est désirable, dans toutes les installa- tions sauf les plus petites, de diviser la totalité de l'instal- lation d'éclairage en une série de sections ou circuits d'utili- sation, chacun étant muni d'une lampe thermionique commandée, ou
<Desc/Clms Page number 6>
de deux ou plusieurs lampes de ce type suivant la nature de,l'ali- mentation. On peut associer avec chaque lampe ou chaque groupe de lampes deux ou plusieurs groupes d'appareils pour l'alimentation en courant variable. Il est rationnel de monter les groupes en question en deux ou plusieurs séries ou cascades, des moyens étant prévus pour assurer la connexion sélective de ces séries avec le réseau d'alimentation principal en courant continu.
Lorsqu'on modifie les conditions qui règnent dans l'un des circuits de charge en faisant passer le courant continu d'une des cascades susdites dans une autre cascade dans laquelle on a effectué un réglage préalable, aucun changement n'étant dé- siré dans un circuit de charge donné, il suffit de s'assurer à propos de cette dernière charge que le réglage préalable de l' appareil de commande dans la deuxième cascade est le même que celui de la première.
Pour permettre une conpréhension plus complète de l'in- vention, une représentation schématique des caractéristiques es- sentielles de l'installation qu'elle prévoit est donnée à titre d'exemple dans la fig. 4 des dessins annexés.
Comme représenté par cette figure, on suppose que l'a- limentation se fait en courant triphasé par lesconducteurs A, B et . On suppose également que le nombre total de lampes à ali- menter a été divisé en deux circuits de charge 1 et 8 dont chacun est muni d'un groupe de thyratrons désignés respectivement par 2 et 10. Comme indiqué, les anodes des "thyratrons" sont connec- tées respectivement aux conducteurs de phases, et C, les ca- thodes étant connectées à un point commun constituant l'une des bornes du circuit de charge, dont l'autre borne est connectée à un conducteur neutre 11.
Pour appliquer aux grilles des "thyra- trons" un courant alternatif ayant la même fréquence que celui qui est appliqué aux anodes mais avec une avance de phase de 90", un transformateur approprié T1 est connecté au réseau triphasé et sert à l'alimentation de transformateurs T2 dont les enroulemen s
<Desc/Clms Page number 7>
secondaires sont respectivement connectés aux grilles par l'in- termédiaire des résistances $, Un pareil montage destiné à l'ali- mentation en courant alternatif déphasé est d'ailleurs bien connu et n'a pas besoin d'être décrit davantage. Cependant, pour que le dessin soit complet, on a représenté un transformateur 1 3 qui assure l'alimentation des filaments des lampes, les connexions étant désignées par les lettres de référence X et Y.
Le courant continu destiné à assurer la commande est introduit dans le circuit de grille par un conducteur 12 ou 13 selon le cas. Ce conducteur est connecté au point neutre des en- roulements secondaires des transformateurs T2. Le courant conti- nu est fourni par une ligne 14 convenablement reliée à une sour- ce quelconque, telle par exemple qu'un redresseur actionné à par- tir des conducteurs fournissant le courant alternatif. Pour cha- cun des circuits de charge 1 et , il est prévu un appareil four- nissant un courant continu variable par l'intermédiaire du conduc- teur 12 ou 13 selon le cas, cet appareil étant, dans l'exemple représenté, dédoublé pour le but spécifié.
Pour la commodité de la description, ces groupes d'appareils sont désignés ici par "premier groupe" et "deuxième groupe", et on remarquera que pour chacun des circuits de charge 1 et $ le premier groupe est branché entre les conducteurs d'alimentation 15 et 16, et le deuxième groupe entre les conducteurs d'alimentation 17 et . Cest ainsi que les divers premiers groupes correspondant aux différentes char- ges constituent une série ou cascade et que les deuxièmes groupes constituent une autre série ou cascade, des moyens étant prévus pour assurer la connexion entre les conducteurs d'amenée de cou- rant continu avec l'une ou l'autre des cascades, ainsi qu'une per- mutation graduelle d'une cascade à l'autre.
Ces moyens comprennent un potentiomètre ± à deux enroulement jumelés et, comme on le con- çoit, dans la position représentée le courant continu arrive aux
EMI7.1
conducteurs IZ et 18. les deux*conductmurs 1l et étant reliés
<Desc/Clms Page number 8>
au pale positif. Par ailleurs, si l'on inverse les contacts mo- biles du potentiomètre p, ce sont les conducteurs 15 et 16 qui se trouvent excités et les conducteurs 17 et qui se trouvent connectés tous deux au pôle positif. Les conducteurs 16 et 18 sont connectés au conducteur neutre 11.La chute de potentiel qui se produit à travers le circuit de charge monté en dériva- tion entre le conducteur neutre et les cathodes est utilisée ain- si pour s'opposer à la tension fournie par le transformateur ,T2.
Etant donné que, compte tenu des caractéristiques de la lampe thermionique employée, quand celle-ci est conductrice une varia- tion de la tension des grilles n'a pas d'effet, cette tension n'influe pas sur la lampe thermionique qui est conductrice mais empêche la lampe suivante de s'allumer avant que la première n' ait cessé d'être conductrice. On voit donc en examinant la fig.3 que, dans les conditions normales, aucune tension n'est engendrée dans le circuit de charge immédiatement avant le fonctionnement de chaque lampe thermionique.
A propos de chaque cascade, il est prévu en dérivation avec les conducteurs d'alimentation 12 et 16, ou 17 et 18 selon le cas, un potentiomètre ou ?¯'. Il est également prévu des com- mutateurs ou ', étudiés pour connecter l'un des deux conduc- teurs 12 et 20 soit aux conducteurs 15 et 17, soit au potentiomè- tre ou P'.
Ces éléments de l'appareillage sont destinés à com- mander la tension qtii est appliquée aux cascades respectives, le potentiomètre ± ou P' donnant une augmentation ou une diminution graduelle et correspondant à un dispositif de commande principal dans la réalisation normale du tableau de distribution, tandis que les commutateurs ± ou ± fournissent la tension maximum im- médiate comme dans l'hypothèse d'un interrupteur principal à deux positions : marche et arrêt.
Comme l'appareillage assurant cette alimentation en cou- rant continu variable de chaque circuit de charge 7 et est exac-
<Desc/Clms Page number 9>
tement identique à l'autre, celui qui dessert le circuit de char- ge 7 est seul décrit. Le premier groupe d'appareils comprend un potentiomètre P1 étudié pour être connecté par l'intermédiaire d'un commutateur S soit aux conducteurs 15 et 16, soit aux con- ducteurs 19 et , ce qui a pour effet d'assurer à volonté une commande directe à partir du potentiomètre 1), ou bien par l'in- termédiaire du potentiomètre P.
Le potentiomètre P1 fournit du courant continu à travers une résistance R1 à valeur ohmique com- parativement élevée au conducteur 12, communiquant avec les cir- cuits de grille des "thyratrons" 9, un commutateur sl' étant ce- pendant branché dans le circuit de façon que le conducteur d'ali- mentation 15 puisse être connecté directement à la résistance R1, ce qui empêche les lampes thermioniques d'être conductrices.
Le deuxième groupe d'appareils de commande en courant continu qui est associé avec le circuit de charge 1 est exactement sem- blable au premier groupe; il comprend des interrupteurs S'l, S'l',un potentiomètre p'l et une résistance R'l, ce dernier élément étant connecté également, comme indiqué, au conducteur 12. De même, les groupes d'appareils de commande en courant con- tinu associés au conducteur 13 appartenant au circuit de charge comprennent respectivement des interrupteurs S2,S2', un po- tentiomètre P2 et une résistance R2, et des interrupteurs S'2, S'2' . un potentiomètre P'2 et une résistance R'2.
Le mode de fontionnement de l'appareil est indiqué ci- après, et on attirera à cet égard l'attention sur les effets qui résulteraient du réglage indiqué des divers éléments, grâce au- quel le courant continu est fourni pour commander la charge transmise par l'interméaialre des "thyratrons", le courant conti- nu qui est fourni ayant par exemple une tension égale à 100 volts.
Si l'on considère tout d'abord l'appareil de commande en courant continu qui est associé au circuit de charge 7. en ce qui concer- ne l'application de ce courant, par les potentiomètres P1 et P'l respectivement aux résistances R1 et R'1. on conçoit que la posi-
<Desc/Clms Page number 10>
tion des curseurs du potentiomètre représente est maximum pour ce qui est de P1 et minimum pour ce qui est de ±'1. Si l'on né- glige le courant dans le circuit de grille, on remarquera que le conducteur 12, c'est-à-dire l'élément de jonction entre les ré- sistances R1 et R'1,
va se trouver au potentiel de la cathode tant que le potentiomètre 2 est dans une position telle que l'en- semble de la tension soit appliqué entre les conducteurs 17 et 18 Lors du déplacement des contacts du potentiomètre ± pour les amener dans leur autre position extrême, la tension entre les con- ducteurs 17 et 18 varie progressivement pour parvenir à la tension de la cathode, et l'ensemble de cette tension est appliqué entre les conducteurs 15 et 16, le conducteur 12 se trouvant en consé- quence à un potentiel négatif égal à 50 volts par rapport à la cathode.
Si l'on considère maintenant l'appareil de commande en courant continu associé au circuit de charge.1, en considérant que dans ce cas les curseurs de chacun des potentiomètres P2 et P'2 se trouvent dans leur position médiane, lorsque le potentio- mètre 1 est dans la position représentée, les deux extrémités du potentiomètre P2 vont se trouver au potentiel de la cathode et, par suite de la valeur élevée de la résistance R2, le poins mi- lieu peut être considéré comme étant également au potentiel de la cathode. Toutefois, le point milieu du potentiomètre P'2 va se trouver à un potentiel négatif de 50 volts par rapport à la catho- de, et le conducteur 13, c'est-à-dire l'élément de jonction des résistances R2 et R'2,va se trouver à un potentiel négatif de 25 volts.
Si l'on règle maintenant le potentiel de manière à avoir 25 volts dans le potentiomètre P2 et 75 volts dans P'2, les points milieux de ces potentiomètres vont se trouver respective- ment à des potentiels négatifs de 12,5 et 37,5 volts par rapport à la cathode, le conducteur 13 demeurant à un potentiel de 25 volts.
En d'autres termes, les potentiomètres P' et P'2 ayant un réglage
<Desc/Clms Page number 11>
correspondant à celui de leur point milieu, cette dernière ten- sion demeure constante quelle que soit le réglage du potentiomè- tre . On peut démontrer de même que, lors du réglage des cur- seurs mobiles de potentiomètres P2 et P'2 dans des positions dif- férentes, le temps nécessaire à la tension de sortie pour passer d'une valeur à l'autre est celui qui est nécessaire pour dépla- cer les curseurs mobiles du potentiomètre ± d'une extrémité à l'au- tre. En outre, les divers organes réglables en série qui sont dé- sexcités au moment considéré peuvent être actionnés sans affecter la sortie des différents groupes d'appareils de cette série, la- quelle est connectée à une alimentation en courant continu.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour commander les installations d'éclairage électrique de scènes de théâtre ou analogues, consistant à ali- menter l'appareil de charge fournissant l'éclairage à partir d' une source d'alimentation en courant alternatif à travers une ou plusieurs lampes thermioniques dont chacune comporte dans son cir- cuit de grille des organes de commande permettant de régler la charge transmise à la lampe.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and apparatus for controlling electric lighting installations for theaters, decoration, etc.
The present invention relates to scenic, decorative, ornamental or similar lighting installations, and relates in particular to the control of devices intended to attenuate the brightness of the illumination, so that the luminous power of a lamp or a row of lamps or a ramp can be changed more or less gradually.
Up to now, these effects of attenuation of the intensity of the lighting have been obtained by connecting in series in the circuit of the various ramps or rows of lamps resistors intended to reduce the power of the current in the circuit. circuit, these resistors themselves being controlled by high power coupling devices, but devices of this kind risk becoming very expensive, complicated and cumbersome in particular in
<Desc / Clms Page number 2>
the case of high intensity effects required for stage lighting in modern theaters and performance venues.
It is furthermore frequently desirable to have the possibility of pre-setting the light intensity attenuating apparatus so that it can act at a given time and that its operation can then proceed. without requiring attention from supervisors. However, it has been found that in all but the smallest installations the complications of the apparatus which are necessary to produce these predetermined effects are prohibitive.
In addition, when lighting devices are supplied from a polyphase network, official regulations require that the load be balanced between the various phases and, especially considering that the minimum distance between the devices connected to the various phases of the network result from a prescription, difficulties which until now have turned out to be virtually insurmountable, at least for large installations, have arisen when it comes to complying with the official regulations in question .
The essential aim of the present invention is to obviate these various drawbacks, as well as the other difficulties encountered, and to allow the production of an apparatus of the type indicated but having a much greater simplicity than that of the imagined apparatus. until now. In addition, independent control of the load up to the total limit of the energy use capacity of the device is ensured.
Finally, in the hypothesis of supply by a polyphase network, not only is a balance of the load between the phases is obtained, but the voltage across the load can never exceed the voltage between a phase and the ground conductor. . This condition overcomes the drawback which results from the limitation of the distance between the elements of the apparatus as indicated above.
<Desc / Clms Page number 3>
According to the invention, in equipment intended to illuminate a theater stage or in similar equipment, the devices of the load circuit providing the lighting are supplied from an alternating current source through one or more lamps thermionics, each of which is provided in its gate circuit with a control device by which the charge transmitted through the lamp is regulated. In practice, the type of lamp known under the name of "thyratron", that is to say a gas atmosphere triode lamp, is able to give the most satisfactory results for the implementation of the test. invention. In the case where the power supply is supplied by a polyphase network, a corresponding number of lamps is used.
The most common hypothesis is obviously that of a three-phase supply with the use of three thermionic lamps, the anodes being connected to the respective phases, and the cathodes to a common point constituting one of the terminals of the charging circuit, of which the other terminal is connected to a neutral conductor.
For the control of each thermionic lamp, it is possible to use a system as shown in fig. 1 of the accompanying drawings. In this figure, the voltage applied to the anode is represented by curve 1, and it is assumed to have an approximately sinusoidal shape. To the grid circuit of the thermionic lamp is connected an AC supply conductor at the same frequency as that of the anode supply reed, but with an advance of 900 with respect to it. This is shown in Fig. 1 by the voltage curve 2.
The thermionic lamp is of such a nature that it becomes conductive when the voltage of its anode is positive, the lamp ceasing to be conductive at the end of each half-cycle, at which point the anode ceases to be. positive and becomes negative, unless it is controlled otherwise by its grid.
In the case represented by FIG. 1, the ignition due to the grid voltage represented by curve 2, becomes all a-
<Desc / Clms Page number 4>
possible edge at the instant indicated by point 3, that is to say at the instant when the anode voltage has fallen to zero and will become negative, the corresponding voltage represented by the curve 2 then being maximum.
However, as a result of the approximate sinusoidal shape of the curve if the ignition point can be caused to move backwards from the point of maximum .1 to a point such that the thermionic lamp turns on. - will light to a point such that .6. located forward during the half-cycle, and the possibility of energy transmission through the lamp will be represented by the shaded area which is drawn on curve 1.
This effect is achieved by including in the gate circuit a direct current power source in opposition to the positive pulses of the control voltage represented by the curve. By varying this antagonist voltage in direct current, it is possible to modify the point of curve 2, at which the lamp will light up. By suitably reducing the DC voltage, which has the effect of raising the curve ± up to the position drawn in dotted lines, ignition occurs at the point represented by 2 on curve 2, that is to say - re in point .6. of curve 1 of the anode voltage.
Another control mode that can be used instead of varying the DC voltage is to modify the phase difference between curves 1, and ± in order to provide the required displacement of the points and along of these curves.
One can also have recourse to a combination of the means described above. Since the positive peak of the curve must coincide in time with the zero value of curve 1, if one or both of these curves are deformed such that the peak is not not halfway between successive zero values, the phase difference between the curves must be modified to a corresponding extent from 900,
<Desc / Clms Page number 5>
regardless of any setting whatsoever.
Since, assuming a three-phase supply, a thermionic lamp with control gate circuit is provided for each phase, the total effect with regard to the anode circuit is shown in fig. 2, which shows that the load is balanced between the phases. It is evident that if we advance point .5. on curve 1 up to the negative maximum of this curve, the thermionic lamp would be conductive throughout the entire positive half-cycle.
It follows that, in the hypothesis of a three-phase supply, there would be two thermionic lamps which would be conducting at the same time, and that devices such as those indicated below must be provided, so that two lamps do not can never operate simultaneously, such a contingency being undesirable because it would result in an unacceptable charge current pulse. Thus, in the hypothesis of a three-phase supply, the maximum flow conditions of the thermionic lamps ensuring the regulation are represented in fig.3.
To allow the apparatus to be adjusted in advance so that, while it achieves a certain attenuation of the light intensity, another intervention can be prepared, then put into play so that its effect is to produce automatically, two or more groups of apparatuses intended to supply the variable direct current as indicated above may be provided. The assembly is designed so that, during the period when such a group is in operation, the other group or the other groups can be prepared for their subsequent intervention and switched on at the desired time.
It may be found that it is desirable in all but the smallest installations to divide the entire lighting installation into a series of sections or user circuits, each provided with '' a controlled thermionic lamp, or
<Desc / Clms Page number 6>
two or more lamps of this type depending on the nature of the power supply. It is possible to associate with each lamp or each group of lamps two or more groups of devices for the variable current supply. It is rational to mount the groups in question in two or more series or cascades, means being provided to ensure the selective connection of these series with the main DC power supply network.
When the conditions prevailing in one of the load circuits are modified by passing the direct current of one of the aforementioned cascades into another cascade in which a previous adjustment has been made, no change being desired in a given load circuit, it suffices to make sure with regard to this last load that the preliminary setting of the control device in the second cascade is the same as that of the first.
To allow a more complete understanding of the invention, a schematic representation of the essential characteristics of the installation that it provides is given by way of example in FIG. 4 of the accompanying drawings.
As represented by this figure, it is assumed that the supply is made with three-phase current by the conductors A, B and. It is also assumed that the total number of lamps to be supplied has been divided into two load circuits 1 and 8 each of which is provided with a group of thyratrons designated respectively by 2 and 10. As indicated, the anodes of the "thyratrons" are connected respectively to the phase conductors, and C, the cathodes being connected to a common point constituting one of the terminals of the load circuit, the other terminal of which is connected to a neutral conductor 11.
In order to apply an alternating current of the same frequency as that applied to the anodes but with a phase advance of 90 "to the gates of the" thyra- tons ", a suitable transformer T1 is connected to the three-phase network and is used to supply T2 transformers whose windings
<Desc / Clms Page number 7>
The secondaries are respectively connected to the gates by the intermediary of the resistors $. Such an assembly intended for the phase-shifted alternating current supply is moreover well known and does not need to be described further. However, for the drawing to be complete, there is shown a transformer 1 3 which provides power to the filaments of the lamps, the connections being designated by the reference letters X and Y.
The direct current intended to ensure the control is introduced into the gate circuit by a conductor 12 or 13 as the case may be. This conductor is connected to the neutral point of the secondary windings of transformers T2. The direct current is supplied by a line 14 suitably connected to any source, such as, for example, a rectifier operated from the conductors supplying the alternating current. For each of the load circuits 1 and, there is provided an apparatus supplying a variable direct current through the intermediary of the conductor 12 or 13 as the case may be, this apparatus being, in the example shown, duplicated for the specified goal.
For convenience of description, these appliance groups are referred to herein as "first group" and "second group", and it will be noted that for each of the load circuits 1 and $ the first group is connected between the supply conductors. 15 and 16, and the second group between the supply conductors 17 and. It is thus that the various first groups corresponding to the various loads constitute a series or cascade and that the second groups constitute another series or cascade, means being provided to ensure the connection between the conductors of direct current supply with one or the other of the cascades, as well as a gradual change from one waterfall to another.
These means comprise a potentiometer ± with two twin windings and, as can be seen, in the position shown the direct current arrives at the
EMI7.1
conductors IZ and 18. the two * conductors 1l and being connected
<Desc / Clms Page number 8>
to the positive blade. Moreover, if the moving contacts of the potentiometer p are reversed, it is the conductors 15 and 16 which are excited and the conductors 17 and which are both connected to the positive pole. The conductors 16 and 18 are connected to the neutral conductor 11. The drop in potential which occurs across the load circuit connected in branch between the neutral conductor and the cathodes is thus used to oppose the supplied voltage. by the transformer, T2.
Given that, taking into account the characteristics of the thermionic lamp employed, when the latter is conductive, a variation in the voltage of the gates has no effect, this voltage has no influence on the thermionic lamp which is conductive. but prevents the next lamp from igniting before the first has ceased to be conductive. It can therefore be seen by examining fig. 3 that, under normal conditions, no voltage is generated in the load circuit immediately before the operation of each thermionic lamp.
Regarding each cascade, it is provided in branch with the supply conductors 12 and 16, or 17 and 18 as the case may be, a potentiometer or? ¯ '. Switches or 'are also provided, designed to connect one of the two conductors 12 and 20 either to conductors 15 and 17, or to the potentiometer or P'.
These elements of the apparatus are intended to control the voltage qtii is applied to the respective cascades, the potentiometer ± or P 'giving a gradual increase or decrease and corresponding to a main control device in the normal realization of the distribution board. , while the ± or ± switches supply the maximum immediate voltage as in the case of a main switch with two positions: on and off.
As the equipment ensuring this variable direct current supply of each load circuit 7 and is exact
<Desc / Clms Page number 9>
completely identical to the other, the one which serves the charging circuit 7 is the only one described. The first group of devices comprises a potentiometer P1 designed to be connected via a switch S either to the conductors 15 and 16, or to the conductors 19 and, which has the effect of ensuring a control at will. directly from potentiometer 1), or via potentiometer P.
The potentiometer P1 supplies direct current through a resistor R1 with a comparatively high ohmic value to the conductor 12, communicating with the gate circuits of the "thyratrons" 9, a switch s1 being however connected in the circuit of. so that the supply lead 15 can be connected directly to the resistor R1, which prevents the thermionic lamps from being conductive.
The second group of direct current control devices which is associated with load circuit 1 is exactly the same as the first group; it comprises switches S'l, S'l ', a potentiometer p'l and a resistor R'l, the latter element also being connected, as indicated, to the conductor 12. Likewise, the groups of control devices in direct current associated with conductor 13 belonging to the load circuit respectively comprise switches S2, S2 ', a potentiometer P2 and a resistor R2, and switches S'2, S'2'. a potentiometer P'2 and a resistor R'2.
The mode of operation of the apparatus is indicated below, and in this connection attention will be drawn to the effects which would result from the indicated adjustment of the various elements, by means of which the direct current is supplied to control the load transmitted by the device. the intermediary of the "thyratrons", the direct current which is supplied having for example a voltage equal to 100 volts.
If we consider first of all the direct current control apparatus which is associated with the load circuit 7. as regards the application of this current, by the potentiometers P1 and P'l respectively to the resistors R1 and R'1. we can imagine that the posi-
<Desc / Clms Page number 10>
tion of the potentiometer sliders represents is maximum as far as P1 is concerned and minimum as far as ± '1. If we neglect the current in the gate circuit, we will notice that the conductor 12, that is to say the junction element between the resistors R1 and R'1,
will be at the potential of the cathode as long as potentiometer 2 is in a position such that all of the voltage is applied between conductors 17 and 18 When moving the contacts of the potentiometer ± to bring them to their other position extreme, the voltage between the conductors 17 and 18 varies gradually to reach the cathode voltage, and all of this voltage is applied between the conductors 15 and 16, the conductor 12 being consequently at a negative potential equal to 50 volts with respect to the cathode.
If we now consider the direct current control device associated with the charging circuit. 1, considering that in this case the sliders of each of the potentiometers P2 and P'2 are in their middle position, when the potentiometer meter 1 is in the position shown, the two ends of potentiometer P2 will be at the potential of the cathode and, due to the high value of resistance R2, the middle point can be considered to be also at the potential of the cathode. However, the midpoint of potentiometer P'2 will be at a negative potential of 50 volts with respect to the cathode, and the conductor 13, that is to say the junction element of resistors R2 and R '2, will be at a negative potential of 25 volts.
If we now adjust the potential so as to have 25 volts in the potentiometer P2 and 75 volts in P'2, the midpoints of these potentiometers will be respectively at negative potentials of 12.5 and 37.5. volts with respect to the cathode, conductor 13 remaining at a potential of 25 volts.
In other words, the potentiometers P 'and P'2 having a setting
<Desc / Clms Page number 11>
corresponding to that of their midpoint, this last voltage remains constant whatever the setting of the potentiometer. It can also be shown that, when adjusting the movable sliders of potentiometers P2 and P'2 in different positions, the time required for the output voltage to pass from one value to another is that which is necessary to move the movable faders of the potentiometer ± from one end to the other. Furthermore, the various adjustable members in series which are de-sexed at the time in question can be actuated without affecting the output of the different groups of apparatuses of this series, which is connected to a direct current supply.
CLAIMS
1.- Method for controlling electric lighting installations for theatrical stages or the like, consisting in supplying the charging apparatus providing the lighting from an alternating current power source through one or more thermionic lamps, each of which has control elements in its grid circuit for adjusting the load transmitted to the lamp.