DE2110287A1

DE2110287A1 - Verfahren und Anordnung zum Kon stanthalten des Stromes und/oder der Leistung eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Gasentladungslampe

Info

Publication number: DE2110287A1
Application number: DE19712110287
Authority: DE
Inventors: Georg 8520 Erlangen Schwerdtfeger Hugo 6700 Ludwigshafen Russ
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-03-04
Filing date: 1971-03-04
Publication date: 1972-09-21
Also published as: DE2110287B2; CH534922A

Description

Verfahren und Anordnung zum Konstanthalten des Stromes und/oder der Leistung eines elektrischen Gerätes, irisbesondere einer Gasentladungslampe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Konstanthalten des Stromes und/oder der leistung eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Gasentladungslaiite, das mit einer Oberwellen enthaltenden Speisegleichspann.ung betrieben wird. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist eine Hochdruckgasentladungslampe über eine Gleichrichteranordnung und ein Vorschaltgerät an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Als Gleichrichteranordnung dient eine Brücke mit Thyristoren, die durch eine Regeleinrichtung im Sinne einer Konstanthaltung des Stromes oder der leistung ausgesteuert werden.
Wird eine Entladungslampe in Mikroskopen, Polyarisationsmetrn od.dgl. eingesetzt, so werden hohe Anforderungen an die Konstanz des lichtbogens gestellt. Auch bei anderen elektrischen Geräten, z.B. bei Schweißgeräten, die über Gleichrichter aus dem Wechselspannungsnetz gespeist werden, ist es erwünscht, den Strom bzw. die leistung konstant zu halten.
Bei diesen bekannten Ausführungen ist ein oberwellenarmer Strom nur mit großem Aufwand an Glättungsmitteln (Drosseln, Kondensatoren u.dgl.) zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei Gewährleistung einer Strom und/oder leistungskonstanthaltung eine Pulsationsverbesserung zu erreichen. Die Lösung der Aufgabe besteht erfindamgsgemäß darin, daß zu dem durch die Speisegleichspannung getriebenen welligen Strom selbsttätig ein Strom mit inversem Kurvenverlauf addiert wird. Durch die Überlagerung der beiden Ströme gelingt es, den durch das zu speisende elektrische Gerät fließenden Summenstrom nahezu frei von Oberwellen zu halten. Auf diese Weise werden Verluste durch Oberwellen- und Blindströme wei-tgehend vermieden. Bei Entladungslampen wird eine Verlängerung der Lebensdauer erzielt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Konstanthalten des Stromes eines elektrischen Gerätes, Fig. 2 eine Addition von Strömen zum Erzeugen eines Summengleichstromes, Fig. 3 eine Anordnung zum Betrieb einer Quecksilberdampf-Entladungslampe und Fig, 4 ein Diagramm zu Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein als Gleichstrbmspule ausgebildetes elektrisches Gerät 1 zum Erzeugen eines magnetischen Feldes über eine Gleichrichteranordnung 2 mit den Leitungspolen R, Mp eines Wechselspannungsnetzes verbunden. Wie Fig. 2 zeigt, fließt zum Gerät 1 ein mehr oder welliger stark welliger Gleichstrom J1.
Zu diesem Strom J1 wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung selbsttätig ein Strom J2 mit inversem Kurvenverlauf addiert.
Durch das zu speisende elektrische Gerät 1 fließt dann ein Summenstrom J3 mit konstanter Größe.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Bildung dieses 'Summenstromes J3 das elektrische Gerät 1 parallel zu der Oberwellen enthaltenden Speisegleicllspannung U1 über ein von einer Regeleinrichtung 5 gesteuertes Halbleiter-Stellglied 6 an eine Zusatzgleichspannung U2 angeschlossen. Die Zusatzgleichspannung U2 ist größer bemessen als die Speisespannung Ul.
Der Sollwerteingang 5a der Regeleinrichtung 5 ist mit einer stabilisierten Gleichspannungsquelle 7 und der Istwerteingang 5b mit einem den Summenstrom J3 erfassenden Meßfühler 8 verbunden. Die Regeleinrichtung 5 und der Meßfüiiler 8 enthalten Halbleiterbauelemente. Bei Verwendung von integrierten Operationsverstärkern in der Regeleinrichtung kommt man dabei mit besonders einfachen Schaltelementen für die Strom- bzw. Leistungskonstanthaltung aus. In Abhängigkeit von dem durch den Meßfühler 8 erfaßten Istwert des Stromes J3 wird das Halbleiterstellglied 6 derart gesteuert, daß der Strom J2 ohne merkliche Verzögerung einen inversen Verlauf zum Strom J1 nimmt.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist als elektrisches Gerat 1 eine Quecksilberdainpf-Entladungslampe verwendet, die über eine Gleichrichteranordnung 2 und eine erste Sekundärwicklung 3b eines Transformators 3 aus dem Wechselspannungsnetz R, Mp gespeist wird. Die zur Inbetriebnahme der Lampe erforderlichen Zündimpulse werden von einem Zündgerät 1 a geliefert. Zur groben Glättung der gleichgerichteten Halbwellen dient eine kleine Drossel 4a und ein Kondensator 4b, während zur Strombegrenzung eine Drossel 4c vorgesehen ist. Parallel zu der Lampe Liegt ein zweiter Stromkreis, der über das Halbleiterstellglied 6, eine Kondensatoren 10a, 10b sowie eine Drossel 10c enthalterlde Siebkette und eine Gleichrichteranordnung 9 mit einer zweiten Sekundärwicklung 30 des Transformators 3 verbunden ist Das Halbleitersterstellglied 6 ist so angesteuert wie es bereits in Verbindung mit Fig. @1 und 2 beschrieben j ist.
Dadurch, daß der Transformator 3 ist einr zweiten Sekundärwicklung 3c versehen ist, kommt man mit einer einzigen Wechselspannungsquelle aus.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind im Stromkreis mit der die Oberwellen enthaltenden Speisegleichspannung U1 vorwiegend induktive Glättungsmittel 4a, 4c und im Stromkreis mit der Zusatzgleichspannung U2 vorwiegend kapazitive Glättungsmittel 1Oa, 10b angeordnet. Damit wird - wie Fig. 4 zeigt - eine wesentliche Verbesserung des cos# erreicht. In der Fig. ist mit U (R, Mp) die speisende Wechselspannung, mit J3b der über die Sekundärwicklung 3b fließende Strom und mit J3e der über die Sekundärwicklung 3c fließende Strom bezeichnet. Der in der Primärwicklung 3a des Transformators 3 fließende Strom hat nur eine geringe Pha.senverschiebung zur Spannung U (R, Mp), so daß der Transformator 3 nur für eine kleinere Nennleistung bemessen zu werden braucht, als bei bekannten Ausführungen. Dadurch ergeben sich kleinere Maße und eine nicht unerhebliche Gewichtseinsparung, so daß die Unterbringung erleichtert wird.
Vorzugsweise ist der Sollwerteingang 5a der Regeleinrichtung 5 über einen Einsteller 11 mit der stabilisierten Gleichspannungsquelle 7 verbunden. Auf diese Weise kann der Gleichstromanteil der Zusatzgleichspannung auf jeden gewünschten Wert einge,itellt werden.
4 Figuren 4 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Konstanthalten des Stromes und/oder der Leistung eines elektrischen Gerätes, insbesondere einer Gasentladungslampe, das mit einer Oberwellen enthaltenden Speisegleichspannung betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem durch die Speisegleichspannung (Ul) getriebenen welligen Strom (J1) selbsttätig ein Strom (J2) mit inversem Kurvenverlauf addiert wird.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Gerät (1) parållel zu der Oberwellen enthaltenden Speiseglei.chspannung (Ul) über ein von einer Regeleinrichtung (5) gesteuertes Halbleiter-Stellglied (6) an eine Zusatz-Gleichspannung (U2) angeschlossen ist, wobei der Sollwerteingang (5a) der Regeleinrichtung (5) mit einer stabilisierten Gleichspannungsquelle (7) und der Istwerteingang (5b) mit einem die beiden Ströme (J1, J2) erfassenden Meßfühler (8) verbunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis mit der die Oberwellen enthaltenden Speisegleichspannung (Ul) vorwiegend induktive Glättungsmittel (4a, 4c) und im Stromkreis mit der Zusatzgleichspannung (U2) vorwiegend kapazitive Glättungsmittel (10a, 10b) angeordnet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierte Gleichspannungsquelle (7) über einen Einsteller (ii) mit dem Sollwerteingang (5a) der Regeleinrichtung (5) verbunden ist.

L e e r s e i t e