DE2931870C2

DE2931870C2 - Wechselrichter zum Betrieb von mindestens zwei Entladungslampen

Info

Publication number: DE2931870C2
Application number: DE2931870A
Authority: DE
Inventors: Otto 7750 Konstanz Kreutzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1979-08-06
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2931870A1; EP0024522A2; EP0024522A3; ATE4565T1; EP0024522B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einem derartigen, aus der DE-OS 29 01 844 bekannten Wechselrichter hat der Transformator einen Eisenkern mit drei Schenkeln, von denen die beiden äußeren die die Entladungslampen speisenden Sekundärwicklungen und der Mittelschenkel die Primärwicklung tragen. Wenn bei dieser Anordnung nur eine der beiden Lampen zündet, hat dies eine derartige Flußverschiebung zur Folge, daß die Leerlaufspannung an der noch nicht gezündeten Lampe so weit ansteigt, bis diese ebenfalls zündet.

Der Lampenstrom wird in dem bekannten Fall durch die Streuinduktivität des Transformators begrenzt; diese ist verhältnismäßig groß und nur durch das außerhalb des Eisenkernes verlaufende Streufeld bestimmt, da der Kern keinen Luftspalt aufweist. Das außen verlaufende Streufeld hat jedoch zur Folge, daß die Streuinduktivität selbst wie auch die Verluste in dem bekannten Fall stark von den Einbauverhältnissen, insbesondere von nahegelegenen Metallteilen abhängig sind. Bei sehr gedrängten räumlichen Verhältnissen können die durch das Streufeld induzierten Wirbelströme zu einer beträchtlichen zusätzlichen Belastung des 1 ransformators und somit zu einer zusätzlichen Aufheizung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Abhängigkeit der Streuinduktivität und der Verluste des Wechselrichtertransformators weitgehend zu beseitigen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet

ίο Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß bei Verwendung eines üblichen Schalenkernes praktisch kein Streufeld vorhanden ist Diese Eigenschaft wird bei der erfindungsgemäßen Abwandlung des Schalenkernes durch Aufschneiden der äußeren Wand und Bildung

is mehrerer um den Mittelschenkel herumstehender Außenschenkel weitgehend beibehalten, so daß keine Abhängigkeit der Streuinduktivität sowie der Verluste von Einbauverhältnissen auftritt. Um andererseits die zur Strombegrenzung erforderliche Streuinduktivität des Transformators sicherzustellen, wird mindestens einer, keine Wicklung tragender Außenschenkel mit einem Luftspalt versehen.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, wobei der Wechselrichter mit nur zwei Entladungslampen betrieben wird. Ein derartiges Ausfübrungsbeispiel wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild eines Wechselrichters,
F i g. 2 eine Seitenansicht eines Mantelkernes und

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Hälfte des Mantelkernes entlang der Linie III-III.

Der Wechselrichter 1 arbeitet mit einem Streufeldtransformator 2 zusammen, dessen Kern mit 20 bezeichnet ist. Letzterer ist ein Ferritkern in offener Schalenbauform, bei dem vier Außenschenkel 202, 203, 204,204' mit gleichem Abstand voneinander und koaxial um einen Mittelschenkel 201 angeordnet sind. Die einander gegenüberliegenden Außenschenkel 204, 204' sind dabei als Streupfade ausgebildet und weisen dementsprechend jeweils einen Luftspalt 204Γ auf. Die beiden anderen Außenschenkel 202, 203 tragen jeweils eine Sekundärwicklung 2021, 2031, an die jeweils eine röhrenförmige Entladungslampe 31, 32 angeschlossen ist; diese — miteinander verbundenen — Sekundärwicklungen weisen zugleich Abgriffe auf, die in bekannter Weise die Heizspannungen für die Elektroden der Entladungslampen liefert. Zwischen gegenphasigen Enden der beiden Sekundärwicklungen (die Phasenlage ist durch einen Punkt angegeben) ist ein Spannungsteiler, bestehend aus einem ohmschen Widerstand 41 und einem im Gleichstrompfad einer Gleichrichterbrücke liegenden Kaltleiter 42 angeschlossen, dessen Abgriff mit den die Entladungslampen aufnehmenden Gehäusen oder einer anderen Zündhilfseinrichtung 311, 321 verbunden ist.

Um den Mittelschenkel 201 sind die Primärwicklung 2011 und Steuerwicklungen 2012, 2013 angeordnet, die mit dem Wechselrichter 1 eine bekannte Schaltung bilden (Mittelpunktschaltung, Brückenschaltung oder Umschwingschaltung gemäß DE-OS 22 39 433).

Nach dem Einschalten des Wechselrichters liegt an den, beiden Entladungslampen 31, 32 und an dem Spannungsteiler 41, 42 die Leerlaufspannung an, die beispielsweise zur Zündung der Entladungslampe 31 führt. Der Betriebsstrom dieser Lampe hat dann eine Verschiebung des zunächst auf die Außenschenkel 202, 203 gleichmäßig verteilten Flusses im Sinne einer Erhöhung im Schenkel 203 und damit eine Erhöhung der

Sppnnung an der Entladungslampe 32 zur Folge, so daß diese ebenfalls zünden kann.

Zündet die zweite Entladungslampe nicht, weil diese beispielsweise defekt ist, so würde die E ltladungslampe 31 nur mit verminderter Leistung brennen. Ist dies nicht erwünscht so läßt sich ihr Betriebsstrom durch die dargestellte Reihenschaltung von Hilfswicklungen 2022, 2023 erhöhen. Jede dieser Hilfswicklungen, bestehend beispielsweise nur aus ein bis drei Windungen, >st auf dem einer Sekundärwicklung zugeordneten Außenschenkel angebracht. Die Hilfswicklungen sind gegensinnig über einen Kondensator 5 miteinander in Reihe geschaltet, so daß der fließende Strom von der Differenz der Spannungen an den Hilfswicklungen abhängig und seine Größe durch den Kondensator 5 einstellbar ist Diese Schaltung hat zur Folge, daß ein Teil des auf den »leerlaufenden Schenkel« 203 verlagerten Flusses wieder auf den Schenkel 202 zurückgeholt wird.

Die ZündWilligkeit der Entladungslampen — vor allem bei sehr niedrigen Außentemperaturen — wird durch das von dem Spannungsteiler an die Zündhilfseinrichtungen 311, 321 gelegte Potential erhöht: Der Spannungsteiler ist so bemessen, daß das Potential an seinem Abgriff beim Einschalten des Wechselrichters gerade in der Mitte zwischen seinen beiden Endpunkten liegt Hierbei entspricht die maximale Potentialdifferenz zwischen der Zündhilfseinrichtung einer Entladungsröhre und einer ihrer Kathoden gerade der von der zugehörigen Sekundärwicklung gelieferten Spannung. Nach dem Einschalten wandert das Potential des Abgriffes im Laufe der Zeit gegen den oberen Endpunkt des Spannungsteilers, so daß das Pottn«^;al zwischen der Zündhilfseinrichtung 321 und der unteren Kathode der

ίο Entladungsröhre 32 ansteigt bis diese zündet. Infolge der bereits beschriebenen Wirkung des Kernes des Streufeldtransformators zündet dann die andere Entladungslampe 31 sofort danach. Vorzugsweise sind hierbei die Leerlaufspannungen des Strcufeldtransformators so bemessen, daß eine der Entladungslampen erst zünden kann, wenn eine entsprechend hohe Spannung an der Zündhilfseinrichtung liegt. In Verbindung mit einer entsprechend bemessenen Änderungsgeschwindigkeit des temperaturabhängigen Widerstandes läßt sich damit sicherstellen, daß die Entladungslampe erst nach einer ausreichend langen Vorheizzeit zünden kann. Hierzu trägt auch der Kaltleiter bei, der nach dem Einschalten eine riederohmige Belastung darstellt, so daß die an den Lampen liegende Spannung zunächst mit Sicherheit nicht zur Zündung ausreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wechselrichter zum Betrieb von mindestens zwei Entladungslampen mit einem Streufeldtransformator, dessen Kern einen die Primärwicklung tragenden Mittelschenkel und um den Mittelschenkel herum angeordnete Außenschenkel hat, aut denen jeweils eine Sekundärwicklung für die Speisung einer Entladungslampe angeordnet ist, wobei zwischen Mittelschenkel und den Außenschenkeln kein Luftspalt liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern ein Ferritkern (20) in offener Schalenbauform ist, bei dem die die Sekundärwicklungen (2021, 2031) tragenden Außenschenkel (202,203) und wenigstens ein zusätzlicher Außenschenkel (204, 204') mit Luftspalt (204Γ) jedoch ohne Sekundärwicklung .koaxial um den die Primärwicidung (2011) tragenden Mittelschenkel (201) angeordnet sind.

2. Wechselrichter nach Anspruch I zum Betrieb von zwei Entladungslampen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sekundärwicklungen für die Entladungslampen tragenden Außenschenkel (202, 203) des Streufeldtransformators (2) jeweils eine Hilfswicklung (2022, 2032) tragen, und daß diese Hilfswicklungen so miteinander verbunden sind, daß der resultierende Strom von der Differenz der Spannungen der Hilfswicklungen abhängig ist.

3. Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung der Hilfswicklungen ein Kondensator (5) geschaltet ist.

4. Wechselrichter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gegenphasigen Enden der Sekundärwicklungen (2021, 2031) ein Spannungsteiler mit einem ohmschen Widerstand (41) und einem im Gleichstrompfad einer Gleichrichterbrücke liegenden Kaltleiter (42) angeschlossen ist, dessen Abgriff mit dem Gehäuse oder einer sonstigen Zündhilfseinrichtung der Entladungslampen (31,32) verbunden ist.