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Elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Reihenschaltung.
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spannung isoliert werden. Das Anbringen der Widerstände ist wegen der auftretenden Energieverluste nicht immer leicht. Bei Ausbrennen der Lampe ist nicht nur die Lampe, sondern auch die Durchschlagsicherung auszuwechseln, was auch ziemlich Kosten verursacht. Die Anordnung mit zwei Glühlampen benötigt besondere Beleuchtungskörper, welche ebenfalls teuer sind, und kann bei vorhandenen Einrichtungen meistens nicht angebracht werden.
Alle diese Nachteile können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung behoben werden, welche schon bei 110-220 Volt Stromkreisspannung und bei Wechselstrom anwendbar ist und nur billige, Erneuerung nicht bedürfende und keine nennenswerte Energieverluste verursachende Bestandteile enthält.
Gemäss der Erfindung wird jeder in der üblichen Weise in Reihe geschalteten Lampe eine Drosselspule parallel geschaltet. Diese Drosselspulen haben zur Aufgabe, bei Ausbrennen einer einzelnen Lampe die Unterbrechung des Stromkreises zu verhindern und somit die Fortführung des Betriebes der übrigen Lampen zu sichern. Die Drosselspulen müssen derart konstruiert und bemessen werden, dass ihr Eigenverbrauch im normalen Betriebe, wenn also alle Lampen brennen, sehr gering wird. Sobald aber eine Lampe ausbrennt, soll an den Klemmen der zugehörigen Drosselspule ein so hoher Spannungsabfall entstehen, dass die Spannung der übrigen Lampen unverändert bleibt.
Die vorstehend beschriebene prinzipielle Anordnung ist für den Fall der Reihenschaltung von sechs Lampen in der Fig. 1 dargestellt. ! i- ! j, bedeuten hier die sechs Stück in Reihe geschaltete Glühlampen, 11-16 die zugehörige und mit den einzelnen Lampen parallel geschaltete Drosselspulen.
Die Drosselspulen werden zweckmässigerweise mit lamelliertem Eisenblechkörper hergestellt und derart bemessen, dass die magnetische Sättigung des Eisenkernes im normalen Betriebe sehr gering wird.
Derart kann der Forderung des kleinen Eigenverbrauches entsprochen werden. Hingegen müssen die Konstruktionsdaten der Drosselspule derart ausgelegt werden, dass bei Ausbrennen einer Lampe der in der zugehörigen Drosselspule fliessende Strom diese derart magnetisiert, dass, den Spannungsabfall der Drosselspule von der Spannung des ganzen Stromkreises abgezogen, eine der Spannung der übrigen Lampen entsprechende Restspannung übrigbleibt. Die genaue Einstellung des erforderlichen Spannungs- abfalles kann derart erfolgen, dass mit der Drosselspule ein entsprechender Kondensator parallel geschaltet oder in den Eisenkern ein konstanter oder veränderlicher Luftspalt eingefügt oder dem übersättigten Eisenkern der Drosselspule ein beweglicher Streupfad zugefügt und somit der Selbstinduktionskoeffizient der Drosselspule verändert wird.
Bei der in der Fig. 1 angegebenen Anordnung ist gegen unzulässiges Anwachsen der Stromstärke noch keine Vorsorge getroffen. Das Anwachsen der Stromstärke ist nämlich für die Glühlampen sehr nachteilig, da deren Lebensdauer dadurch in grossem Masse verkürzt und unter Umständen sogar auch das sofortige Ausbrennen der Lampe herbeigeführt wird. Das Anwachsen der Stromstärke kann zufolge Erhöhung der Speisespannung oder infolge Kurzschluss in einer Lampe oder in einem Teil des Stromkreises erfolgen. Mittels vorliegender Erfindung kann diesem Nachteile ebenfalls abgeholfen werden.
Gemäss der Erfindung wird in den Stromkreis der in Reihe geschalteten Lampen-welchen je eine Drosselspule parallel geschaltet ist-eine entsprechend bemessene Vorschaltdrosselspule eingefügt.
Die Anordnung ist in der Fig. 2 dargestellt. H bedeutet hier die Stromquelle, L die in Reihe geschalteten Lampen, F die mit diesen parallel geschaltete Drosselspulen und schliesslich T die erwähnte Vorsehaltdrosselspule.
Die Wirkungsweise, der Anordnung ist folgende :
Im normalen Betriebe wird ein Teil der Speisespannung von der Vorschaltdrosselspule T aufgenommen. Der übrige Teil verbleibt für die Lampen, welchen diese untereinander in gleichen Teilspannungen aufteilen. Sobald eine Lampe ausbrennt, wird die Stromführung von der mit der ausgebrannten Lampe parallel geschalteten Drosselspule F übernommen. Demzufolge wird sowohl die Spannung als auch die Stromstärke in den übrigen Lampen und auch an der Vorschaltspule T unverändert bleiben.
Sobald aber die Spannung der Stromquelle ansteigt oder irgendeine Lampe oder ein Teil des Stromkreises-wie in der Fig. 2 strichpunktiert angedeutet-in Kurzschluss kommt, wird die Stromstärke anzuwachsen bestrebt sein. Die anwachsende Stromstärke wird aber in der Vorsehaltdrosselspule T einen höheren Spannungsabfall verursachen, so dass für die Lampen ein kleinerer Rest übrigbleibt und durch die Anordnung das Anwachsen der Stromstärke recht gut gedämpft und somit die Schonung der
Glühlampen erzielt wird.
Die Anordnung kann noch dadurch verbessert werden, dass die Vorschaltdrosselspule T anstatt eines geschlossenen Eisenkernes mit einem-dem Auslöserelais der Ölschalter ähnlichen-um einen Drehpunkt beweglichen Joch versehen wird. Das Joch wird mit einer Zugfeder in offener Lage gehalten.
Diese Anordnung ist in der Fig. 3 dargestellt, wobei T die Vorschaltdrosselspule, A den feststehenden
Teil des Eisenkernes, B das bewegliche Joch, 0 den Drehpunkt und R die Feder bedeutet. Die übrigen
Bezeichnungen sind mit den in Fig. 2 enthaltenen Bezeichnungen identisch.
Die Wirkungsweise der mit dem beweglichen Joch ausgerüsteten Drosselspule besteht im wesent- lichen darin, dass die Reaktanz der Drosselspule bei verschiedenen Stellungen des beweglichen Joches ebenfalls verschieden ist. Bei offenem Joch ist die Reaktanz klein und bei geschlossenem Joch hoch.
Durch den in der Vorschaltdrosselspule T fliessenden Strom erzeugten Magnetismus wird das bewegliche
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Joch sehr weit angezogen, bis die magnetische Zugkraft mit der Federkraft in Gleichgewicht kommt.
Bei grösserer Stromstärke wird also die Spule eine grössere Reaktanz, bei kleinerer Stromstärke eine kleinere Reaktanz darstellen. Die Klemmenspannung der Drosselspule wird also in einem das Anwachsen der Stromstärke übertreffenden Masse ansteigen. Die regulierende Wirkung der ganzen Anordnung wird also durch die Anwendung des beweglichen Joches bedeutend erhöht.
Die in der Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnungen sind geeignet, das Anwachsen der Stromstärke bei Kurzschlüssen in einzelnen Lampen oder in Teilen des Stromkreises zu verhindern. Ihre Wirkung wird aber nicht mehr ausreichen, wenn die Stromstärke zufolge der ansteigenden speisenden Spannung anwächst. In der Praxis ist aber die Regulierung der Stromstärke auch in diesem Falle sehr wichtig, weil die Schwankungen der speisenden Spannung die Lebensdauer der Glühlampen sehr nachteilig beeinflussen. Bei Strassenbeleuchtungsanlagen erhalten nämlich die Glühlampen in einem grossen Teil der Betriebszeit, u. zw. nach der abendlichen Spitzenlast bis in die Morgenstunden, meistens Überspannungen, da gerade in dieser Zeit der Verbrauch der Privatstromkonsumenten sehr gering ist und zufolge dem an den Klemmen des speisenden Transformators eine Spannungserhöhung auftritt.
Um die Folgen dieser Spannungsschwankungen, welche durch den veränderlichen Verbrauch der Stromabnehmer verursacht werden, bei den Strassenbeleuchtungsanlagen ausschalten zu können, müssen die Belastungen der öffentlichen und privaten Beleuchtungsanlagen in Abhängigkeit miteinander gebracht werden. Dies kann, wie auch in der Fig. 4 dargestellt, zweckmässig dadurch erreicht werden, dass auf den Eisenkern der in den Stromkreis K der öffentlichen Beleuchtung eingeschalteten Vorschaltdrosselspule T eine zweite Wicklung S angebracht wird, welche in den Stromkreis M der privaten Stromverbraucher eingeschaltet wird. Die Spule S ist in solchem Sinne in den Stromkreis M einzuschalten, dass bei Anwachsen der Stromstärke in M die durch die Spule T abgedrosselte Spannung verringert wird.
Falls also die Belastung der privaten Beleuchtungsanlage ansteigt und zufolge dem die Spannung des speisenden Netzes H herabsinkt, wird auch die durch die Vorschaltspule T abgedrosselte Spannung herabsinken, so dass für die Lampen L ein grösserer Rest übrigbleibt.
Die Anordnung kann auch, wie in Fig. 5 dargestellt, bei der mit dem beweglichen Joch ausgerüsteten Vorschaltdrosselspule Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Reihenschaltung für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelnen in Reihe geschalteten Glühlampe eine Drosselspule parallel geschaltet wird.
2. Ausführungsform der unter 1. beanspruchten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspulen mit Eisenkern ausgerüstet sind.
3. Ausführungsform der unter 1. und 2. beanspruchten Einrichtung, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Drosselspulen, wodurch einerseits der geringe Eigenverbrauch dieser im normalen Betrieb sichergestellt ist, anderseits im Falle des Ausbrennens einer Lampe der durch die Spule fliessende Belastungsstrom der übrigen Lampen an den Klemmen der Drosselspule einen solchen Spannungsabfall erzeugt, dass die Spannung der übrigen Lampen im Vergleich zum normalen Zustande unverändert bleibt.
4. Ausführungsform der unter 1. bis 3. beanspruchten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zur genauen Einstellung des erforderlichen Spannungsabfalles der Drosselspule ein Kondensator parallel geschaltet wird.
5. Ausführungsform der unter 1. bis 3. beanspruchten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zur genauen Einstellung des erforderlichen Spannungsabfalles in den Eisenkern der Drosselspule ein Luftspalt von fester oder veränderlicher Grösse eingefügt wird.
6. Ausführungsform der unter 1. bis 3. beanspruchten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zur genauen Einstellung des erforderlichen Spannungsabfalles dem Eisenkern der Drosselspule ein Streupfad mit fester oder veränderlicher Lage beigefügt wird.
7. Elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Reihenschaltung laut Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass den in Reihe geschalteten Lampen eine Drosselspule vorgeschaltet wird.
8. Ausführungsform der in 7. beanspruchten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschaltdrosselspule mit Eisenkern versehen ist.
9. Ausführungsform der unter 7. bis 8. beanspruchten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern der Drosselspule mit einem beweglichen und mittels Feder oder anderer Richtkraft in offener Lage gehaltenen Joch ausgerüstet ist.
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