Пускорегулирующее устройство для газоразрядныхламп

 

ВСЕСО10Э1.ду

283407

П .s, Ù ô» Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 211, 84/01

211, 84/02

Заявлено 24,VI.1969 (№ 1341373/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.Х.1970. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 7.1.1971

МПК Н 05b 41/23

УДК 621.327.032.4 (088.8) Котеитет п.о аатетя изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

М. А. Дубас

Заявитель

ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ

ЛАМП

Изобретение относится к устройствам для

Питания газоразрядных ламп с пусковым напряжением, превышающим напряжение питающей сети, а именно, к устройствам, в которых повышенное пусковое напряжение создается за счет работы конденсаторного контура, не содержащего коммутационных элементов или элементов с резко выраженной пороговой характеристикои.

В функции большинства устройств для питан ия газоразрядных ламп входит генерация повышенного, по сравнению с сетевым, напряжения пускового режима. Если для большинства трубчатых люмннесцептных ламп и ламп

ДРЛ, эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, требуемое превышение пускозого напряжения над сетевым ограпнчиваегся примерно 10 — 20%, то при температурах ниже

10 С требуется значительно большее увеличение напряжения.

Известные лампы с амальгамами также требуют значительно более высоких пусковых напряжений. Следует отметить, что в большинстве случаев для указанных выше условий требуется достаточная мощность, чтобы обеспечить развитие дугового разряда, а применение маломощных инициирующих высокочастотных или импульсных источников не

Обеспечивает зажигания ламп.

Широкое распространение для получения повышенных пусковых напряжений находят схемы ПРА с.конденсатором, образующим с одним из индуктивных элементов разрядной цепи пусковой контур. При общем емкостном нмпеданце контура на индуктивном элементе генерируется напряжение, суммирующееся с сетевым и обеспечивающее повышение пускового напряжения. В мировой технике известно

10 большое количество схем таких ПРА, но все онп принципиально могут быть разделены на две группы: в первой — дополнительное иапря>кение, суммпрующееся с напряжением сети, возникает на дополнительном индуктивном

15 элементе (токовая последовательная схема), вводимом в разрядную цепь лампы, а во второй — таким элементом служит непосредственно балластный дроссель (схема параллельная). Наибольшая эффективность работы пус2Q кового контура достигается прн совпадении фаз напряжения сети и суммнрующегося с нпм дополнительного напряжения, что возможно только в идеальном контуре без потерь. Прн необходимости обеспечения подогрева элек25 тродов от пускового контура активная составляющая в его импеданце сущесгвенно чстает и резко уменьшается эффе, Другим существенным недостатком туров являются большие остато

30 мощности в них и невозможно

283407

4 щью обеспечить глубокое снижение напряжения подогрева электродов после зажигания ламп.

Таким образом, основная цепь при разработке пускорегулирующих устройств для газоразрядных ламп — получить пусковое напряжение повышенной величины с минимальным увеличением стоимости устройства и потерь мощности. Согласно изобретению, поставленная задача решается за счет питания цепи разряда и пускового конденсаторного контура по меньшей мере двумя фазосдвинугыми напряжениями трехфазной сети. Принцип использования двух фазосдвинутых напряжений для повышения эффективности пускорегулирующих устройств известен.

Однако он не обеспечивает полного достижения поставленной задачи. Это связано с тем, что при использовании фазпого напряжения для питания разрядной цепи и линейного напряжения для пита|ния цепи пускового контура, одновременно служащего для исправления coscp, токи этих контуров могут быть уравнены только при значительной перекомпенсации, приводящей к резкому увеличению стоимости конденсаторов и снижению cos y.

В большинстве случаев такое решение неприемлемо и приходится миригься с нера.зепством токов в этих контурах, следствием чего является уменьшенная эффективность при пуске и повышенные потери в рабочем режиме.

Для устранения указанных недостатков предлагается пускорегулпрующее ус гройство с питанием разрядной цепи линейным напря>кением трехфазной сети и пускового контура еще одним напряжением той же трехфазной сети, сдвинутым по фазе относительно напряжения, питающего цепь разряда.

При этом обеспечивается повышение эффективности работы пускового контура 3а счет возможности получения пускового напряжения на индуктивном элементе, практ3чески совпадающего Ilo фазе с линейным напря>кением, питающим разрядную цепь.

Другим фактором, обеспечивающ.гм повышение эффективности пускового контура, является возможность уравнивания его тока (для последовательного варианта схемы) с током разряда при значениях cosrp, близких к 1, В рабочем режиме это приводит и практически полному исключению потерь в пусковом контуре. Этот же эффект достигается для параллельнои схемы за счет резкОГО снижения (в 4 — 8 раз) напряжения на пусковом контуре после зажигания ламп.

Варианты предлагаемого пускорегулирующего устройства вместе с соответствующими векторными диаграммами пусковых и раоочих режимов приведены на фиг. 1 — 8.

На фиг. 1,а показана схема пускорегулирующего устройства для лампы с самокалящимися электродами с пиганием разрядной цепи линейным напряжением U„a последовательного пускового контура фазным папря>кением U4, сети. Лампа 1 включена последо5

65 вательно с индуктивным балластом 2 на линейное напряжение U, трехфазной сети (Ус ).

В разрядную цепь последовательно вводится дополнительная пусковая инду ктивность 3, образующая с конденсатором 4 пусковой последовательный контур, включенный на фазное напряжение УФ(К ).

В пусковом режиме (см. фиг. 1,б) пусковое напряжение Е,, ïðèëo>êåííoå к лампе 1, является векторной суммой линейного напряжения

U, и на пряжения U, на пусковой индуктивности 8. За счет дополни Гельного фазового сдвига индуктивность может выполнягься с довольно большим уровнем потерь, что приводит к заметному ее удешевлению, причем при этом может быть достигнуто идеальное совпадение направления векторов U, и U что приводит к наибольшей эффективности пускового контура.

После зажигания лампы, т. е. в рабочем режиме (см. фиг. 1,в), при соответствующем выборе величины конденсатора 4 может быть обеспечено равенство тока лампы I и тока конденсатора I4. При стандаргном соотношении напряжения на лампе к напряжению питания, равном 0,5, угол между напряжением питания и током лампы равен 60, а между током лампы I, и током конденсатора 1 180 .

В результате ток, обтекающий пусковую индуктивность >, становится достаточно близким к пренебрежимой величине, что обеспечивает полное размагничивание пусковой индуктивности. При этих условиях coscp имеет величину порядка 0,85. При необходимости получения большей величины cosrp целесообразно на лине";е включить дополнпгельный конденсатор.

На фиг. 2 приведена схема устройства для двух последовательно включенных ламп с подогревными катодами. Для этого варианта схемы пусковая индуктивность 8 снабжается обмотками подогрева 5, Для получения оптимальных условий в этом случае целесообразно уменьшение собствснных потерь в пусковой пндуктивности 8.

Исгюльзование фазного напряжения для компенсац ии coscp является невыгодным, поскольку при этом требуется увеличенная емкость конденсатора, что приводит (для конденсаторов на рабочие напряжения ниже

1000 в) к удорожанию конденсаторов и заметному увеличению их габаритов.

На фнг. 3 приведена схема устройства, в когором пусковой контур содержит два конденсатора (4 и 4"), включенные на два линейных напряжения. В этой схеме появляются дополнительные возможности изменения фазы общего тока пускового контура (13) путем изменения,величины составляющих токов I

На фиг. 4 приводится вариант исполнения устройства для включения двух ламп с подогревными электродами. Следует отметить, что условию равенства токов !,=lв соответствует

283407

Пусиойои Pcs» е Ройочии ренин ч 5 режим перекомпенсации cosy. Поэтому оптимальным вариантом является неполное размагничивание пусковой индуктивности, при котором можно обеспечить cos!p)0,9.

На фиг. 5 приведена схема устройства с параллельным пусковым контуром. Лампа 1 с индуктивным балластом 2 образует разрядную цепь, питаемую линейным напряжением

U,. Пусковой контур, сосгоящий из дополнительной индуктивности 3, конденсатора 4 и части обмотки дросселя балласта 2, включен на фазное напряжение U@. При общем емкостном импеданце на балласте 2 генерируется пусковое напряжение Uz (см. фиг. 5,в), практически совпадающее по направлению с линейным напряжением У„пптающ;1м разряд|ную цепь. В рабочем режиме (см. фиг. 5,в) при равенстве скаляров и противофазности фазного напряжения и напряжения, снимаемого с балласта, величина остаточного напряжения У,„приложенная к пусковому контуру, становится пренебрежимо малой, что исключает потери в пусковом контуре. Дополнительная индуктивность служит для уменьшения вредного влияния емкости конд псатора 4 на форму разрядного тока. Прп необходимости подогрева электродов ламп такая индуктивность снабжается накальными обмотками 5 (см. фиг. 6) в применении к двум последовательно включенным лампам. В ряде случаев функции этой индуктивности может выполнять небольшой трансформатор, Из-за нецелесообразности подведения нулевого провода может оказаться более выгодным,вариант с использованием двух линейных напряжений, приведенный на фиг. 7, Схема устройства на фиг, 8 характеризуется последовательным включением двуx ламп с подогревнымп электродами и соответственно наличием накальных обмоток 5. Особенностью

5 устройств, показанных на фпг. 7 и 8, является пекото)3ая Возмож ност1з изменен 1я фазового угла между током Iq пускового контура и линейным напряжением U, за счет изменения соотношения величин емкостей конденсаторов

10 4 и 4".

В предложенном устройстве возмо кпо получение повышенного до 1,5 и выше сегевого напряжения холостого хода прп пренебре>к11мо малом уровне потерь мощности в пусковом

15 контуре и расходе активных материалов, не превышающем расхода для ап парата с нормальным пусковым напряжением.

Предмет изобретения

Пускорегулпрующее устройство для газоразрядных ламп, питаемых линейным напряжением трехфазноп сети через индуктивный балласт, содержащее конденсаторный пуско25 вой контур, генерирующий на одном пз последовательныx дополнительных элементов разрядной цепи дополнительное пусковое напряжение, отлича1ощееся тем, что, с целью повышения эффективности пускового контура, он

50 включен по меньшей мере еще на одно напряжение той же трехфазной сети, сдвинутое по фазе относительно напряжен.1я, п1тающего цепь разряда, и обеспечивающее практическое совпадение»о фазе указанного дополпитель35 ного пускового напряжения, генерируемого на индуктивном элементе разрядной цепи, с линейным напряжением сети, питающим ту же цепь.

283407

Е Пуско3ой рад о,ц

Я р.г

ОКР" и ре

Составитель Л. Сольц

Редактор В. Фельдман

Корректор Т. А. Уманец

Заказ 3705/3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета T(o делам изобретений и открь(тий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2