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Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb
einer Hochdruckentladungslampe, die an die Sekundärseite eines eine gegen Netzschwankungen
stabilisierte Ausgangsspannung liefernden Streutransformators angeschlossen ist,
und mit Hilfe eines Hochspannungsimpulskreises (Zündkreis) gezündet wird, der durch
einen im Zündkreis liegenden Relaiskontakt, dessen Erregerwicklung im stabilisierten
Lampenstromkreis liegt, beim Zünden der Lampe selbsttätig unterbrochen wird.
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Beim Betrieb, z. B. einer Hochdruckquecksilberdampflampe, tritt bald
nach dem Erlöschen ein Gasdruckabfall in der Lampe ein, der auf den Temperaturabfall
der erloschenen Lampe zurückgeht. Bis die Lampe für einen erneuten Kaltstart genügend
kalt geworden ist, dauert es mehrere Minuten, manchmal aber über zehn Minuten. Deshalb
ist es bekannt, für das Wiederzünden der Entladungslampe nach dem Erlöschen eine
Steuerschaltung zu verwenden, die möglichst schnell eine hohe Spannung oder Hochspannungsimpulse
erzeugt.
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So ist es grundsätzlich bekannt, eine Schaltungsanordnung zum Zünden
von Hochdruckentladungslampen zu verwenden, bei der eine in der Nähe der Kathode
der Lampe angeordnete Hilfselektrode mit einem Hochspannungsimpulszündkreis verbunden
ist und bei der die Zündimpulsfolge sofort nach erfolgter Zündung oder spätestens
nach einer vorgegebenen Zeit durch einen dem Zündgerät vorgeschalteten, von einem
Relais im Hauptstromkreis gesteuerten Kontakt unterbrochen wird. Hierbei ist es
auch bekannt, ein Verzögerungsrelais zu verwenden, das bei Nichtzünden der Lampe
anspricht und den Zündkreis unterbricht, wobei der Anlaßvorgang dann nach einer
vorgegebenen Verzögerungszeit selbsttätig wiederholt wird. Bei einer anderen Vorrichtung
zur Steuerung der Zündzeit von Hochdruckgasentladungslampen kann gleichfalls die
Impulsfolge nach einer bestimmten Zeit durch einen Kontakt unterbrochen werden,
der gleichfalls einem Relais zugeordnet ist. Dieser Relaiskontakt ist dem Zündgerät
vorgeschaltet, wobei dieses Relais durch ein RC-Glied gesteuert wird. Die Zeitkonstante
des RC-Gliedes bestimmt die Verzögerungszeit. Nach einer anderen Schaltungsanordnung
ist es bekannt, den Zündkreis durch eine Schmelzsicherung auszuschalten, wobei jedoch
keine nennenswerte Verzögerung erreicht wird.
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Ferner ist eine Schaltung bekannt, die zwei Relaiskontakte für die
Abschaltung des Hochspannungsteiles, also des Zündkreises für eine Gasentladungslampe
vorsieht, wobei der eine Kontakt für den Fall, daß die Lampe nicht ordnungsgemäß
gezündet wird, den Hochspannungstransformator des Zündkreises unterbricht. Dieser
verzögernd arbeitende Kontakt liegt aber in der Zuleitung zur Primärwicklung eines
separaten Eingangstransformators des Zündkreises, während ein anderer Transformator
die stabilisierte Speisespannung für die Lampe hergibt. Hierbei ist eine relativ
komplizierte und aufwendige Schaltungsanordnung erforderlich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, nach dem Zünden sowie auch beim Nichtzünden
der Lampe die Bildung von weiteren Hochspannungsimpulsen zu verhindern, indem der
Impulskreis mit einer geringen Verzögerung, wie einzeln an sich bekannt, wieder
geöffnet wird, nachdem das Netz angeschlossen ist, wobei die Anordnung so getroffen
ist, daß eine Rückwirkung der Hochspannungsimpulse aufs Netz sowie auch auf die
Relaisvorrichtung und Teile des Lampenstromkreises vermieden wird, wenn der Lampenspeisestromkreis
infolge einer Störung an der Entladungslampe sich nicht über die Lampe schließt;
diese Schaltungsanordnung ist außerdem so getroffen, daß sie einfacher funktioniert
und auch einfacher aufgebaut ist, so daß die Schaltung auch auf kleinerem
Raum
untergebracht werden kann und zu einer Kostenersparnis führt.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Relaisvorrichtung zwei
miteinander gekoppelte, jeweils als Umschaltkontakte ausgebildete Relaiskontakte
hat, die sowohl von der beim Zünden der Lampe durch den Lampenstrom erregten Relaiswicklung
als auch von einer Zusatzwicklung gesteuert werden und von denen der in seiner Ruhestellung
den Zündkreis schließende Relaiskontakt in seiner Arbeitsstellung die Erregerwicklung
kurzschließt, während der andere Umschaltkontakt zugleich in seiner Arbeitsstellung
die Zusatzwicklung direkt an das Netz anschaltet, wodurch die Relaiskontakte in
ihrer Arbeitsstellung gehalten werden, wobei der Zusatzwicklung ein Glimmschalter
zugeordnet ist, der von dem letztgenannten Umschaltkontakt in dessen Arbeitsstellung
kurzgeschlossen ist, jedoch über diesen Kontakt in dessen Ruhestellung mit dem Netz
verbunden ist und bei Nichtzünden der Lampe und der dadurch fehlenden Erregung der
Relaisvorrichtung anspricht und beim Schließen seiner Kontakte einen Stromfluß durch
den die Zusatzwicklung enthaltenden Parallelstromzweig verursacht, durch den die
beiden Relaiskontakte betätigt werden, so daß der Zündstromkreis verzögert unterbrochen
wird und gleichzeitig der Glimmschalter selbst kurzgeschlossen und die Zusatzwicklung
an das Netz angeschlossen wird.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der nachfolgenden Zeichnung
erläutert, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigt F i g. 1 ein
Schaltbild der Vorrichtung, um den Zündkreis selbsttätig zu öffnen und F i g. 2
einen Schaltbildteil eines abgeänderten Relais nach F i g. 1.
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F i g. 1 zeigt einen Streutransformator 1, der als Stabilisierungsvorrichtung
gegen Netzspannungsschwankungen arbeitet. Eine Induktionsspule 2 zum Öffnen und
Schließen eines Vakuumschalters 3 steht mit seiner ersten Funkenstrecke 4 in Verbindung,
während eine zweite Funkenstrecke 5 parallel zur Gasentladungslampe 6 liegt. Ferner
liegt in einem Parallelstromzweig eine Drosselspule 7.
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An der Eingangsseite des Tranformators 1 befindet sich eine elektrische
Schutzvorrichtung 11., während andererseits Kondensatoren 12 und 13 der Sekundärspule
des Streutransformators 1 zugeschaltet sind. Es liegt ein Kondensator 14 parallel
zu der Primärwicklung des Streutransformators 1.
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Durch die beim Arbeiten des Vakuumschalters in der Spule 2 induzierten
Spannungsstöße wird über die erste Funkenstrecke 4 eine Funkenentladung erzeugt,
so daß eine impulsartige, hohe Spannung an den Elektroden der Entladungslampe 6
anliegt. Die Lampe zündet und es fließt ein Strom in dem Lampenkreis, der an der
Sekundärwicklung des Streutransformators 1 beginnt, und sich über die Entladungslampe
6 wieder am anderen Ende der Sekundärwicklung schließt.
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Die vorstehende Arbeitsweise gilt, wenn die Entladungslampe 6 in normaler
Weise gezündet wurde. Wenn die Lampe 6 aus irgendeinem Grunde aber nicht gezündet
werden kann, sollte der Impulskreis relativ schnell geöffnet @ werden, um die Zuführung
weiterer Impulse -zu unterbinden. Um nachteilige Einwirkungen der Impulse auf andere
Aggregate-der Vorrichtung zu vermeiden, die in der Zeit zwischen der Impulsbildung-und
der Öffnung des Impulskreises erfolgen könnten, liegt die zweite Funkenstrecke 5
parallel zur Entladungslampe.
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Ferner ist eine verzögert arbeitende Relaisvorrichtung zum -Öffnen
des Impulskreises vorhanden, die anspricht, wenn die Entladungslampe 6 nicht zündet.
Eine Erregerwicklung 20 bildet die Primärspule einer Relaisvorrichtung, dessen
Sekundärspule 22 zur Betätigung eines als Umschaltkontakt ausgebildeten Relaiskontaktes
23 dient, der den Hochspannungsimpulskreis bzw. den Stabilisierungskreis schließt.
Außerdem ist eine mit der Sekundärwicklung 22 zusammenwirkende Zusatzwicklung 27
direkt mit dem Netz verbindbar, die sonst über einen Glimmschalter 24 an das Netz
angeschlossen, jedoch über einen Widerstand 25 kurzgeschlossen ist. Wenn die Zusatzwicklung
27 über den Widerstand 25 kurzgeschlossen ist, wird der zweite Umschaltkontakt 26,
der mit dem ersten Relaiskontakt 23 verbunden ist, von der Wicklung 22 aus betätigt
und auf den Kontakt 26 b umgeschaltet, wodurch der Glimmschalter 24 kurzgeschlossen
und die Zusatzwicklung 27 über 26 und 26 b direkt an das Netz angeschlossen wird.
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Wird nun der Schalter 19 eingeschaltet, geht ein Hochspannungsimpuls
von der Sekundärwicklung des Stabilisierungstransformators 1 über den Relaiskontakt
23, dessen Gegenkontakt 23 a, die Spulen 2 und 32, und den Vakuumschalter 3 wieder
zum Transformator, so daß über die Funkenstrecke 4 ein Hochspannungsimpuls an die
Entladungslampe 6 gelegt wird. Letztere wird gezündet und damit der stabilisierte
Lampenstromkreis geschlossen, wobei der Strom vom Transformator 1 aus über die Relaiswicklung
20, die Drosselspule 7 und die Entladungslampe 6 verläuft, wodurch der Relaiskontakt
23 durch die . Wicklung 22 der Relaisvorrichtung von dem Kontakt 23 a zum Kontakt
23 b umgeschaltet wird, d. h., der stabilisierte Lampenstromkreis ist geschlossen
und der Hochspannungsimpulskreis unterbrochen.-Da die Erregerwicklung
20 durch die Umschaltung des Relaiskontaktes 23 auf den Kontakt 23 b kurzgeschlossen
wird, wird im gleichen Augenblick der mit dem Relaiskontakt 23 verbundene andere
Relaiskontakt 26 gleichfalls von seiner Ruhestellung 26 a zur Arbeitsstellung 26
b umgeschaltet und damit die Zusatzwicklung 27 direkt mit dem Netz verbunden, wobei
die Arbeitsstellung des Relaiskontaktes 23 an dem Kontakt 23 b jetzt durch die Erregung
der Wicklung 27 aufrechterhalten wird und somit gleichzeitig auch der Brennzustand
der Lampe 6 erhalten bleibt.
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Wenn bei der oben geschilderten Anschaltung die Lampe 6 beschädigt
oder sonst gestört ist, so daß sie nicht zündet, dann findet eine elektrische Entladung
über die Funkenstrecke 5 statt, welche parallel zur Lampe 6 liegt, so daß der Lampenstromkreis
von Hochspannungsimpulsen verschont bleibt. Es ist erforderlich, daß die Durchbruchsspannung
der Funkenstrecke 5 höher als die der Lampe 6 ist. Es ist aber außerdem notwendig,
den Impulskreis nach einer vorbestimmten Zeit zu unterbrechen. Der Relaiskontakt
23 ist jetzt noch nicht umgeschaltet und folglich wird auch der .Umschaltkontakt
26 noch nicht zur Arbeitsstellung 26 b verstellt, sondern be--ffrndet sich
in seiner Ruhestellung 26 a. Deshalb liegt an dem Glimmschalter 24 über den Widerstand
25, den Ruhekontakt26 a und den Umschaltkontakt 26
eine Spannung
und der Glimmschalter leuchtet auf bzw. beginnt zu arbeiten. Zuerst ist der durch
den Parallelstromzweig mit der Zusatzwicklung 27 fließende Strom niedrig und genügt
nicht, um den Relaiskontakt 23 umzuschalten. Wenn aber nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitintervalls die beiden Kontakte des Glimmschalters 24 sich schließen, z. B. mit
einer Verzögerung von 0,3 bis 1 Sekunde, so fließt ein hoher Strom durch die Zusatzwicklung
27. Der Relaiskontakt 23 wird durch die Wirkung dieses Stromes betätigt und
der Zündimpulskreis unterbrochen, wobei gleichzeitig der Umschaltkontakt 26 zu der
Arbeitsstellung 26 b hinüberwechselt, der Glimmschalter 24 kurzgeschlossen wird
und sich somit wieder öffnet, so daß dieser Zustand beibehalten wird. Auf diese
Weise kann man die nachteiligen, von den Hochspannungsimpulsen herrührenden Rückwirkungen
auch bei Nichtzünden der Lampe vermeiden.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Schaltung nach der Erfindung
ist eine elektrische Abschirm-oder Schutzvorrichtung 11 vorgesehen, um den Eintritt
von Stromrückimpulse in die elektrische Speisespannungsquelle zu vermeiden. In beiden
Leitungen der Primärwicklung der Schutzvorrichtung 11 sind nämlich Durchschlagkondensatoren
bzw. Glättungskondensatoren 17 und 18 vorhanden, die die Schutzvorrichtung
11 bilden, Rückimpulse aufnehmen und verhindern, daß Spannungsspitzen ins Netz gelangen
können.
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Ferner wird durch die Funkenstrecke 4 der Impulskreis vor dem elektrischen
Strom der Stabilisierungsvorrichtung bei brennender Lampe geschützt. Andererseits
wird der von der Stabilisierungsvorrichtung in den Hochspannungsimpulskreis gelangende
Strom durch die Schaltungselemente 7, 12 und 13 niedrigen Filterungsvermögens gestört.
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In einigen Fällen ist es zweckmäßig, zusätzlich zu den Induktionsspulen
2 und 32 eine besondere Erregerspule für den Vakuumschalter 3 vorzusehen. An Stelle
der als Primärwicklung ausgebildeten Erregerwicklungen 20 und der Sekundärwicklung
22 der Relaisvorrichtung 21 der F i g. 1 kann man gemäß F i g. 2 auch
eine von einem Widerstand 33 überbrückte Wicklung 34 verwenden, wobei der Relaiskontakt
23 durch den magnetischen Fluß in 34 betätigt wird, der bei Herabsetzung der Spannung
an den Enden des Widerstandes entsteht.