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Regelanordnung zur Loi_stungsstabilisierung einer totalldamp f-Hochdruck-Entladung:
lampe
| bi2hur hbl ich. ."tra:3@rrtlr>.clunfr;@ Latnp::rn 1;r;3;3c:n
.; i;:Ir ttUireh eitle |
| 1)r03ge1ipule jenügend stabLI [Sierun, so das: |
| jer Lampenstrom bei Aenderungen Tier Brenn- oder ilatsron,nmuc; |
| innerhalb + 10% ausreichend konntant bleibt. wuerdings |
| sind nun I'JletriLLri@rruljf-, insbu:;on@lere ilr.it,ri @urr@irrmf@f--llo@hc@rizck- |
| Entl,#t,:,lungelampen bekannt geworden, (z.H. "InreoloY-Lampe
der |
| Uunf;ra:1. Mehe einen ;@ir:3:@c:rcrr@lE:ntLic:h |
| ho lii_:it hfii;itiaru-; ai;@.;@@.t,#., @arirl E:1rre leicht
po;itivf: Wic1f@r#:rt,-@ti,l:r- |
| crt=trakteri:rtik aufwuisen. Der Herntf;ller bezoiohnet fi.ir |
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| 400 W f; lrrf:rr Le litun(;nbere ich zwl.gehen f 1 oi
und -15i a1:3 |
zulässig. üchwankungen der Lampenleistung in grösserem ' Ausmass
sind unerwünscht, einerseits vom Verwendungszweck her wegen der damit verbundener:
starken Veränderung der Lichtverhältnisse, anderseit^ wegen einer Beeinträchtigung'
der Lebensdauer der Lampe. Ausserdem zeit es sich, dass. mit zunehmender Betriebsdauer
solcher Lampen die Brenn-Spannung ari.<"teigt, .and zwar um etwa 10 V je 1000
Betriebs' stunden. Ohne geeignete Gegenmassnahmen würde deshalb die l@ei:"turigsaufriah.;ne
der Lampe mit zunehmender Betriebsdauer ansteigen. sei Lampen dieser Art lässt sich
nun eine befriedigende Le12tungsstabilisierung lediglich mittels vorschaltdrosseln
nicht mehr erreichen, da bei Netzspännungsschwankungen von + 10die Lampenleistung
sich in diesem Fall um etwa + 30 /o verändern würde. Es ist deshalb unumgänglich,
mit zusätzlichen Mitteln die Leistungsaufnahme _ler Lampe rri@iglichst konstant
zu halten.
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An sich stehen geeignete Mittel zur Beeinflussung der LE:istungsaufnahme
von Entladangslampen zur Verfügung, 'beiin Je r e zur Lampe geschaltete gesteuerte
11'E lbleiterelemente, welche eine Phasen-..schnittssteuerurig bewirken; in dieser
@rei;3e werden z.B. sogenännte Dämmeroc'haltungen für Entladungslampen verwirklicht.
Wenn aber mittels einer selbsttätigen Regelung die Lampenleistung konstant gehalten
werden soll, so ist die Erfassung des Ist-Wertes der Leistung als Produkt aus Lampenspannung
und Lampenstrom hier ür Vorausse Lzung.
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Kir eine solche Produktbildung ist beiipielsweire die Üerweridiirii.#"
von fIallgerieratoren denkbar. Diese sind ii11E;r@linr@ recht' kostspielig, in der
Anwendung kompliziert iind r@uc@aE:rd@rni stark temperaturabhängig, weshalb der
Ein-:;atz. solcher Kittel in Deuchten bzw. Beleuchtuii,-"ianlrigeri
nicht
erwünscht ist. Eine andere, an sich bekannte höglichkeit bestände darin, aufgrund
der Spannun F,: und des Stromes der zu regelnden Lampe eine kleine ;slühlampe zu
betreiben, deren Lichtstrom sich exponentiell tnit den Speisedaten verändert. mittels
eines der Glühlampe ausgesetzten photoelektrischen Wandlers lässt sich ein elektrisches
iiigtial in Funktion des Lichtstromes erzeugen, welches praktisch genau der i;:ultiplikation
von Lampenspannung und Lampenstrom entspricht, und damit dens-@.ert der zu regelnden
Leistung repräsentiert. Auch diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig, und ferner
ist die Lebensdauer der zu verwendenden 'ulülilampe meist geringer als diejenige
der zu regelnden Lampe, nieshalb sich daraus ein vermehrter Unterhalt der Beleuchtungsanlage
ergeben würde: Die vorliegende Erfindung bezweckt eine zuverlässige Lampenstabilisierung
mit einfachen FIitteln und unter Vermeidwng der oben erwähnten Schwierigkeiten und
Nachteile. Sie betrifft eine Regelanordnung zur Leistungsstabilisierung einer Metalldampf-Hochdruck-Entladungslampe,
mit einer die Leistungsaufnahme der Lampe beeinflussenden ßegeleinrichttuig: Die
erfindungsgemässe Regelanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass im ',ingangskreis
des Reglers der-Ist-Wert für den Betriebszustand der Lampe angenähert durch additive
Ueberlagerung von Lampenstrom und Lampenspannung gebildet ist. Somit wird bei der
Erfindung von vornherein auf eine genaue TZachbildung der Lampenleistung durch Multiplikation
von Spannung und Stron verzichtet und der Ist-Wert nur näherungsweise durch additive
Ueberlagerung der Betriebsdaten gebildet. Die; scheint auf den ersten Blick ungeeignet,
da. eine Aenderünr des so gebildeten, angenäherten Ist vic>x°tes irr, pllgemeinerl
nur
halb so gross ist, wie die Aenderung der Lampenleistung selbst. iieberre-schenderweise
hat es sich jedoch gezeigt, dass trotzdem eine genügend genaue Stabilisierung innerhalb
der zulässigen Leistungsgrenzen der Lampe gelingt. Dies lässt sich so erklären,
dass- bereits bei einer geringen Aenderung der Lampenleistung sich der angenäherte
Ist-Wert ebenfalls ändert, wenn auch nicht im gleichen Mass wie die Lampenleistung,
und damit einen Regelvorgang aus l6st, welcher der Leistungsänderung entgegenwirkt.
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Die l@lrfindunU wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert: Fig. 1 zeigt das Schaltschema eines
ersten Ausführungsbeispiels, und Fig. 2 zeigt das Schaltschema einer weiteren Ausführungsform.
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Gemäss Fig. 1 ist der Speisestromkreis für die Metalldampf-Hochdrucklampe
10 vorzugsweise eine Natriumdampf-Hochdrucklampe, zwischen den Polen P und 0 eines
dechselstromnetzes angeschlossen. In Serie zur Lampe 10 liegen eine Vorschaltdrossel
D, ein Vorschaltwiderstand R sowie als Stellglied 12 einer Regeleinrichtung für
die Lampenleistung zwei Steuerbare Halbleiter in Antiparallelschaltung (z:B. "Triac"
der General I:lectric Co.). Indem die Halbleiter synchron zur Speisewechselspennung,
jedoch in der Phasenlage einstellbar aufgetastet werden, beeinflussen sie.in an
sich bekannter Weise die Leistungsaufnahme der Lampe 10 (Phasenanschnittsteuerung).
Die Steuerelektroden der Halbleiterelemente sind mit einem Regler 14 verbunden,
welcher die Auftastimpulse in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen einem
Trt-Yaiertsignal
im Einfangskreis 18 und einem am Soll-Wertgeber 16 eingestellten üoll-:@ert erzeugt:
Das besondere an der vorliegenden Regelschaltung ist die Art und Weise, wie der
Ist-Wer als blass für die Lampengebildet wird. Es wird hierfür einerseits die Spannung
über dem widerstand R, welche dem Lampenstrom proportional ist, und anderseits die
Spannung über der Lampe 10 mittels je einem Transformator T1 bzw. T2 abgenommen.
Die Sekundärwicklungen der kleinen Transformatoren (Spannungswandler) sind im Eingangskreis
18 des Reglers 14 in'serie geschaltet. Somit ist am Reglereingang die Summe aus
Lampenstrom und Lampenspannung wirksam, und nicht das Produkt dieser Werte, welches
der Lampenleistung entspricht und deshalb den Ist-'Nert für eine genaue Regelung
bilden müsste. Trotzdem zeigt es sich, dass mit dieser einfachen; angenäherten Ist-Wertbildung
eine genügende Stabilisierung der Lampenleistung innerhalb denn als zulässig erachteten
leistixngabereich gelingt.
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Vorzugsweise werden der Seriewiderstand ,l1 und das Uebersetzungsverhältnis
der Wandler T1 und T2 so gewählt, dass bei i@lennvrert des Lunpenstromes und der
Lampenspannung die Sekundärspannungen der beiden Wandler gleich gross sind. Gegebenenfalls
kann es zweckmässig sein, in den Primärkreisen der beiden Wandler T1 und T2 zusätzliche
(nicht dargestellte) Impedanzen anzuordnen, uin die gegenseitige Phasenlage der
ziz addierenden Teilspannungen ziz beeinflussen. Di.e äc:hal.turig@ianör-dnung nach
fig. 2 eine Variante bf:Liig:LLch der E t@z;@sun#des Ist-Wertes. Die ührl.:@;erj
der Arif@rdnur@@f r@-@c:h _Lp. 1 entrshrechenden T#:i lc: @lind;le Lc>!r bezeie:hnet
wir: dort. Iie_L der I>chaltunr tirLCh TL: 1 bilden
dte Lampe
1U; die Jeriedrossel D uri:i. zwei. ';: ider:@tCinde R1 R2 eine Brückenschalti.trig,
in deren: Diagc)nalzweig die l'r,iiiiärwicklur,u ehles, Transformators 'P Liegt,
de;äien :3E:@!;uricl#;zl.ru, ickl!tri4den Eirigangskre is 1-3 (le,i it;:.lers
1@-,#tl##t. lri ;Ler ei°;vähnten Brücke wird der l@i@tt°on:zls trom durch dte Primärwicklung
des Transformator"; 'I' ei.rierseiti@ durch d Le dem Lainperistroin proportionale
Sparinun>@ über der Drossel D und ander-eLts durch die Spannung ciii der Lampe _l0
beeinflusst; insof'"rri als die Drossel und .lie Lampe innerhalb der in Fr-ge kommenden
Betr.i.eb:,berE@ Lciien näherungswe.ise als lineare Impedanzen betrachtet werden
können, findet in der Brückendiagonale w Lede.ruin e ixie add lt ive Ueberlagerung
der ;zierte des Lampenstromes und der Lampenspannung statt. Die Schaltun; nach
21. 2 ze i_gt gegenüber derjenigen nach L'Lg. 1 den Vorteil eines noch geringeren
Aufwandes, indem kein Jeriewiderstand zur Lampe und nur ein Transformator erforderlich
ist. Durch geeignete Dimensionierung der Brücke wird man lm allgemeinen danach trachten,
dass der Einfluss von Abweichungen der Spannung und des Stromes etwa gleich gross
ist. Gegebenenfalls kennen anstelle von rein Ohm'schen t4i_derständen R1 und R2
komplexe Impedanzen Vorgesehen sein, uri die gegenseitice Phasenlage der beiden
,'influssgrtissen zu beeiriflursen.
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In den beschriebenen Schaltungen kann :ils Her Ler :Lt ein an sich
belanntes Thyristor-Rege L-";er#ii t; oder e ;.ne andere geeignete lteielsch--iltiir:1.*
verwE-ade t werden. Al. s Regler 12 htirinen :;E! 1 t);" tverstäridl.ich aridere
gebe ignE: te Geräte, hE:x;;X>iE:asweise Thyratrons usw. @i.ri,E@;@E:tzt werden.
C)er i@@uL@l-.lErt rür den Betriebszustand der I"irine wird iin Lg emeinen <roch
E:Iii t Be t vieb ritt v@ir-9rit)lein Jollwert @ienkt>:tr.