DE2948938A1 - Steuersystem zur speicherung und steuerung der lichtleistung von gasentladungslampen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem zur Speisung und Steuerung der Lichtleistung von Gasentladungslampen und insbesondere auf ein Steuersystem zur Energie— einsparung bei der Speisung und Steuerung der Lichtleistung von gasgefüllten Lampen und Hcchleistungs-Gasentladungslampen.

Es ist bekannt, daß zur Einsparung von Energie bei Beleuchtungsanwendungen unter Verwendung von Gasentladungslampen diese Lampen aus einer Leistungsquelle mit relativ hoher Frequenz gespeist werden sollten und daß die Lichtleistung der Lampen verringert werden sollte, wenn ihre Lichtleistung größer ist als die, die in einem vorgegebenen Fall benötigt wird. Bei Leuchtstofflampen verringert die Verwendung einer Frequenz von ungefähr 20 kHz den Energieverbrauch um mehr als 20 %, verglichen mit einer Speisung bei 60 Hz. Auch bei eine hohe Lichtleistung aufweisenden Gasentladungslampen, wie z. B. bei Entladungslampen, die Quecksilberdampf, Metallhalogene und Natrium enthalten, ergibt sich eine Energieeinsparung, die jedoch geringer als bei Leuchtstofflampen ist. Eine Vielzahl von Veröffentlichungen zeigt, daß es wünschenswert ist, Gasentladungslampen mit hoher Frequenz zu speisen, und die folgenden Veröffentlichungen stellen lediglich Beispiele dar:

Federal Construction Council, High-Frequency Lighting, Technical Report Nr. 53» National Academy of Sciences Publication No. 1610, 1968, Seiten 6-30;

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Campbell, J. H., New Parameters for High Frequency Lighting; Systems. Illuminating Engineering, V. 55» Mai 1960, Seiten 247-254; sowie Seiten 254-256;

Campbell, J. H., Schultz, H. E., und Schlick, J. A., A New 3000-Cycle Fluorescent-Lighting; System. IEEE Transactions on Industry and General Applications, Vol. IGA-1, Januar-Februar 1965, Seiten 19-24;

Campbell, J. H., Schultz, H. E., und Schlick, J. A., Characteristics of a New 5000-CFS System for Industrial and Commercial Use. Illuminating Engineer ing, V. 60, März 1965, Seiten 148-152;

Dobras, Q. D., Status of HiRh Frequency Lighting;. General Electric Architects and Engineers Conference, April 1963, Seiten 17-24;

Northern Illinois Gas Company, High Frequency Lighting at our General Office, Juni 1970; und

Wolfframm, B. M., Solid State Ballasting; of Fluorescent and Mercury Lamps. IEEE Conference Record of 4th Annual Meeting of the Industry & General Applications Group, 12. bis 16. Oktober 1969, Seiten 381-386.

Die bei der Verringerung der Lichtleistung von Gasentladungslampen eingesparte Energie hängt von dem Ausmaß der Verringerung der Lichtleistung ab, die in einem vorgegebenen Fall zulässig ist. Die Lichtleistung einer Lampe ist angenähert proportional zur aufgewandten Leistung. Daher werden bei 50 % der Lichtleistung lediglich 50 % der vollen Nennleistung benötigt.

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Es gibt viele Anwendungen, bei denen es annehmbar oder wünschenswert ist, die Lichtleistung von einer Lampe zu verringern. Beispielsweise kann die Lichtleistung in einem Gebäude gleichförmig oder örtlich verringert werden, wenn Sonnenlicht durch ein Fenster eindringt, so daß selbst bei Verringerung der Lichtleistung eine konstante oder annehmbare Beleuchtung in einem Arbeitsbereich erzielt wird. Entsprechend kann während eines normalen Arbeitetages eine Energieeinsparung von ungefähr 50 % erzielt werden. Die Lichtleistung kann weiterhin außerhalb der Arbeitszeit verringert und aus Sicherheitsgründen auf einem niedrigen Wert gehalten werden. Die Lichtleistung könnte auch entweder mit Hilfe von örtlichen Steuereinrichtungen oder mit Hilfe von Signalen von einem Kraftwerk während Überlastperioden der Netzleitungen verringert werden.

Energieeinsparungen können weiterhin durch Verringerung der Lichtleistung erzielt werden, wenn die Lampen neu sind, und bei einer vorgegebenen Eingangsleistung eine Lichtleistung aufweisen, die wesentlich höher ist als am Ende ihrer Lebensdauer. Weil ein beleuchteter Bereich auch am Ende der Lampenlebensdauer in ausreichender Weise beleuchtet sein muß, kann Energie dadurch gespart werden, daß die Lichtleistung der Lampen verringert wird, wenn diese neu sind, worauf die Verringerung der Lichtleistung zurückgenommen wird, wenn die Lampen altern. Auf diese Weise können Energieeinsparungen von 15 % für Leuchtstofflampen und von 20 % bis 30 % für hochintensive Entladungslampen erzielt werden.

Ein derzeit verwendetes System zur Erzielung der Vorteile

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einer Hochfrequenzspeisung von Gasentladungslampen verteilt die Betriebsleistung mit niedriger Frequenz (60 Hz) an jede der Lampenfassungen oder Halterungen eines Beleuchtungssystems. Jede Lampenfassung könnte üblicherweise mehrere parallel oder in Serie geschaltete Lampen enthalten. Jede Lampenfassung ist weiterhin mit einem Wandler versehen, der die Hcchfrequenz-Speiseleistung erzeugt, und sie enthält die erforderlichen Vorschaltgeräte für die Lampe. Schaltungen, wie sie in den einzelnen Lampenfassungen dieser Art verwendet werden, sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 422 309, 3 619 716, 3 731 142 und 3 324 428 sowie 3 919 592 beschrieben. Systeme dieser Art sind weiterhin von der Firma Lutron Electronics Co., Inc., Coopersburg, Pennsylvania, erhältlich.

Obwohl die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung gute Betriebseigenschaften aufweist, ist es erforderlich, eine vollständige Wandlerschaltung und zugehörige Steuereinrichtungen in jeder Lampenfassung anzuordnen. Daher ist dieses bekannte System kostspielig und das Zuverlässigkeitsproblem wiederholt sich für jede Lampenfassung. Veil jede Lampenfassung die vollständige Wandlerschaltung aufnimmt, zögern Konstrukteure und Benutzer, komplizierte und aufwendige Schaltungen und Steueranordnungen zu verwenden, und zwar aus Gründen der Kosten und der Zuverlässigkeit. Weiterhin ist jede Wandlerschaltung zusammen mit den zugehörigen Steuerschaltungen in einer eine relativ hohe Temperatur aufweisenden Umgebung in der Lampenfassung angeordnet. Das bekannte Steuersystem setzt weiterhin voraus, daß vier Leitungen zu jeder Lampenfassung führen: zwei für die Betriebsleistung und zwei für das

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Lichtleistungs-Steuersignal. Ein weiteres Problem besteht darin, daß es schwierig ist, einen guten Leistungsfaktor bei 50 Hz bis 60 Hz in jeder Lampenfassung zu erzielen, weil die Leistungsfaktor-Korrekturelemente raumaufwendig und kostspielig sind.

Bei einem anderen bekannten System wird eine einzige Hochfrequenz-Leistungsquelle verwendet und liefert die Speiseleistung für eine relativ kurze Entfernung und über relativ kurze Betriebsleistungsleitungen. Eine Verringerung der Lichtleistung wird durch Änderung der Wandlerfrequenz an ein kapazitives Vorschaltgerät erzielt. Eine Anordnung dieser Art ist in der vorstehend genannten Literaturstelle des Federal Construction Council,"High Frequency Lighting", Washington, D. C, National Academy of Sciences, 1968, beschrieben.

Diese Anordnung hat mehrere Nachteile. Zunächst ergibt sie eine relativ schlechte Lichtleistungssteuerung. Die in diesem System verwendeten Lampen erfordern getrennte Heiztransformatoren, weil, wenn eine Hochfrequenzleistung zur Speisung der Heizfäden verwendet wird, es schwierig ist, die Heizspannung mit sich ändernder Frequenz konetant zu halten. Die getrennten Heiztransformatoren sind kostspielig und vergrößern die Kompliziertheit des Systems. Bei diesem System ist es weiterhin schwierig, die Wandlerfrequenz zu ändern, und es sind kostspielige und komplizierte Steuereinrichtungen erforderlich. Ein weiteres Problem dieser bekannten Systeme besteht darin, daß die Last an dem Wandler kapazitiv ist, so daß der Hochfrequenz-Leistungsfaktor schlecht ist. Daher fließen übermäßige Ströme in den Leitungen zwischen dem Wandler

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und den Vorschaltgeraten, so daß sich zusätzliche Energieverluste ergeben.

Es sind weitere Anordnungen bekannt, bei denen die 50-Hzbis 60-Hz-Betriebsleistung von einer örtlichen Quelle direkt den Lampen und den Vorschaltgeraten zugeführt wird, wobei die Steuerung der Lichtleistung durch Änderung der Stromamplitude durch die Verwendung eines Spartransformators oder einer Thyristor-Steuerschaltung erzielt wird. Dieses System weist weder den Vorteil der Hochfrequenzspeisung der Lampen auf, noch erspart es die Verwendung von raumaufwendigen Bauteilen in der Lampenfassung, und ein guter Leistungsfaktor bei 50 bis 60 Hz ist nur schwierig zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei kostengünstigem Aufbau eine erhebliche Leistungseinsparung bei einem guten Leistungsfaktor ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem wird ein zentraler Hochfrequenzwandler zur Speisung einer Vielzahl von entfernt angeordneten Vorschaltgeraten und zugehörigen Gasentladungslampen mit einer Wechselspannungs-Ausgangsschwingungsform verwendet, die symmetrisch oder unsymmetrisch sein kann. Schaltungen mit irgendeinem

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gewünschten Entwicklungsstand können für die Steuerung .des zentralen Wandlers vorgesehen werden und die Lichtleistungssteuerung wird durch Ändern der Amplitude des Wandlerausganges erzielt. Die Verbindung von dem Wandler zu den Vorschaltgeräten und Lampen und entfernt angeordneten Lampenfassungen erfolgt vorzugsweise durch eine neuartige, geringe Verluste aufweisende Übertragungsleitung, die aus zwei mit Abstand angeordneten Leitern besteht, die jeweils durch eine sehr starke Isolierhülle isoliert sind, die die kapazitive Kopplung der Leiter miteinander und mit einem geerdeten Leitungsrohr, in dem die Leiter angeordnet sind, weitgehend verringert. Diese relativ dicke Isolierhülle verringert weiterhin weitgehend eine Magnetfeldkopplung gegenüber einer aus Eisen oder eisenhaltigem Metall bestehenden Rohrleitung und damit die Eisenverluste in der Leitung. Weiterhin ermöglicht diese Anordnung die Verwendung einer Eisenmetall-Rohrleitung. Weiterhin verringert diese neuartige stark isolierte Übertragungsleitung Verluste aufgrund der magnetischen Kopplung.

Die mit den Lampen verwendeten Vorschaltgeräte verwenden vorzugsweise passive lineare Bauteile, sie können jedoch auch aktiv und/oder nicht-linear sein. Ein passives Vorschaltgerät soll hier als ein Vorschaltgerät definiert sein, das lediglich Widerstände, Induktivitäten, Transformatoren und Kondensatoren verwendet. Ein aktives Vorschaltgerät ist ein Vorschaltgerät, das Verstärkerbauteile, wie z. B. Transistoren, Thyristoren, Magnetverstärker und ähnliches verwendet. Ein lineares Bauteil ist ein Bauteil, das eine ziemlich lineare Beziehung zwischen Eingang und Ausgang aufweist.

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Die Ausgangsstrom-Schwingungsform des erfindungsgemäßen Wandlers ist vorzugsweise sinusförmig, doch kann sie allgemein eine im wesentlichen kontinuierliche periodische Schwingungsform sein. Mit einer im wesentlichen kontinuierlichen periodischen Schwingungsform ist eine Schwingungsform gemeint, die eine Wechselkomponente aufweist und die gegebenenfalls, jedoch nicht notwendigerweise, eine Gleichspannungskomponente auf v/eist. Mit einer im wesentlichen kontinuierlichen Schwingungsform ist weiterhin eine Schwingungsform gemeint, die über keine wesentlichen Zeitintervalle einen Strom von Null während jeder Periode des Hochfrequenz-Ausgangssignals auf v/eist, wie dies bei einigen impulsförmig gesteuerten Leistungsquellen oder bei einer phasengesteuerten Thyristorschaltung der Fall ist. Eine kontinuierliche Schwingungsform kann jedoch Schwingungsformen wie sinusförmige Schwingungsformen, Droieckschwingungsformen und quadratische oder Rechteckschwingungsformen jeweils mit oder ohne Gleichspannungskomponenten einschließen. Die Ausgangsamplitude de3 Inverters kann durch folgende Naßnahmen gesteuert werden:

(a) Phasensteuerung,

(b) Impulsbreitenmodulation mit einem Filtervorschaltgerät, oder

(c) Gleichspannungs-Eingangsspannung.

In jedem der vorstehenden Fälle ergibt sich ein kontinuierlich fließender Strom. Mit Impulsbreitenmodulation ist eine feste Frequenz mit veränderlicher Impulsbreite oder eine feste Impulsbreite mit veränderlicher Frequenz oder Kombinationen hiervon gemeint.

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Um einen hohen Leistungsfaktor aufrechtzuerhalten, weist das Gleichrichternetzwerk, das zur Umwandlung der Netzleistung mit der Netzfrequenz (50 Hz bis 60 Hz) in die Gleichspannungs-Eingangsleistung für den Hochfrequenzwandler verwendet wird, vorzugsweise einen neuartigen Aufbau auf. Weiterhin weisen auch die Vorschaltgeräteschaltungen in den Lampenfassungen einen neuartigen Aufbau auf. Schließlich wird, obwohl irgendeine gewünschte Hochfrequenzwandler- oder Wechselrichterschaltung verwendet werden könnte, eine neuartige bevorzugte Wandler- schal tung verwendet, die wesentliche Vorteile aufweist.

Die Verwendung eines einzigen Wandlers ermöglicht es, daß dieser Wandler viele Merkmale und Möglichkeiten bei hoher Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten aufweist. Die gesamte Kompliziertheit beschränkt sich auf eine einzige Einheit und wird nicht für jede Lampenfassung wiederholt. Der einzige Hochfrequenzwandler kann an einer Stelle angeordnet werden, die eine gute Luftzirkulation und damit eine gute Kühlung ermöglicht. Wenn der einzige Hochfrequenzwandler zur Erzielung der Lichtleistungsänderung an gesteuert wird, ändert sich die Lichtleistung aller Lampen gleichzeitig. Weil die Steuerung der Lichtleistung durch Steuerung der Ausgangsamplitude des Hochfrequenzwandlers erzielt wird, können billige und sehr zuverlässige Einrichtungen in den Jeweiligen Lampenfassungen ver wendet werden. Daher weist die Lampenfassung für die Lampen und das Vorschaltgerät lediglich eine geringe Anzahl von kleinen, niedrige Verluste aufweisenden und äußerst zuverlässigen kapazitiven, induktiven und Transformatorbauteilen auf.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Steuersystems, das die wesentlichen Bauteile dieses Steuersystems zeigt,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Übertragungsleitung zur Verbindung des Ausganges des Hochfrequenzwandlers mit den Vorschaltgeräten und Lampen nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Hochfrequenzwandlers, der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendbar ist,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Vorschaltgeräte- und Lampenanordnung, die bei dem Blockschaltbild nach Fig. 1 verwendbar ist,

Fig. 5 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Leistungsversorgungs-Gleichrichters,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Steuersystems.

In Fig. 1 ist eine eine relativ niedrige Frequenz (bei spielsweise von 25 bis 60 Hz) aufweisende Leistungsquelle

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20 gezeigt, die mit einem Gleichrichternetzwerk 21 verbunden ist, das eine gleichgerichtete Ausgangsleistung für einen einzigen zentral angeordneten Hochfrequenzwandler 22 erzeugt. Die Leistungsquelle 20 und das Netzwerk

21 können durch eine geeignete Gleichspannungsleistungsquelle ersetzt werden oder sie können durch eine Notbatterie ersetzt werden, die von einer Leistungsversorgungsleitung geladen oder gespeist wird. Obwohl die Verwendung einer Gleichspannungsspeisung des Hochfrequenzwandlers am besten geeignet ist, ist es weiterhin auch möglich, einen Hochfrequenzwandler zu verwenden, der ähnlich dem gemäß der US-Patentschrift 3 731 142 ist und bei dem beispielsweise eine Wechselspannung oder eine ungefilterte gleichgerichtete Gleichspannung direkt dem Hochfrequenzwandler zugeführt wird. Das Gleichrichternetzwerk 21 kann von der in Fig. 5 gezeigten Art sein, die weiter unten beschrieben wird, und einen hohen Leistungsfaktor aufweisen. Der Hochfrequenzwandler oder Wechselrichter 22 wird weiter unten anhand der Fig. 3 beschrieben und erzeugt eine sinusförmige Wechselspannungs-Ausgangsschwingung bei einer Frequenz von ungefähr 23 kHz. Das Ausgangssignal des Hochfrequenzwandlers 22 weist vorzugsweise eine höhere Frequenz als ungefähr 20 kHz auf, damit sie außerhalb des Hörbereichs liegt, und die Frequenz kann so hoch sein, wie dies Halbleiter-Schaltverluste, Bauteilverluste und ähnliches zulassen, die mit höheren Frequenzen ansteigen. Wenn das Steuersystem in einem Bereich eingebaut wird, in dem Tonfrequenzstörungen nicht wesentlich sind, muß der Hochfrequenzwandler-Ausgang lediglich eine Frequenz aufweisen, die um ungefähr eine Größenordnung höher als die Frequenz der Netzleitung ist.

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Eine Ausgangsamplituden-Steuerschaltung 23 für das Ausgangssignal des Hochfrequenzwandlers ist mit diesem Hochfrequenzwandler 22 verbunden, um unter der Einwirkung eines Signals von einer Lichtsteuersignal-Steuereinrichtung 24 die Amplitude der Schwingungsform des Hcchfrequenzausgangssignals des Hochfrequenzwandlers 22 zu vergrößern oder zu verkleinern. Die Steuereinrichtung 24-kann die Form einer manuellen Steuerung aufweisen oder das Steuersignal kann von Fhotozellensteuerungen, Zeitsteuereinrichtungen und ähnlichem geliefert werden, die irgendeine bedingungsabhängige und/oder zeitabhängige Steuerung des Hochfrequenzwandlers 22 liefern.

Der Ausgang des Hochfrequenzwandlers 22 wird dann an zwei Leitungen 30 und 31 einer Übertragungsleitung geliefert, die besonders gut zur Verteilung der Hochfrequenz-Ausgangsleistung des Hochfrequenzwandlers 22 über relativ lange Strecken mit relativ geringen Verlusten geeignet ist. Beispielsweise könnten die Leitungen 30 und 31 eine Länge von ungefähr 30 m aufweisen und eine Betriebsleistung an ungefähr 25 getrennte, mit Abstand angeordnete Lampenfassungen liefern, die jeweils zwei Lampen enthalten können. Bei dieser Anwendung müssen I85O W mit einem Leistungsfaktor von ungefähr 0,9 an das System geliefert werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß diese Installation aus 50 Leuchtstofflampen mit einer Leistung von 4Ό W bestehen könnte, die bei 60 Hz eine Leistung von 25OO W benötigen. Lediglich I85O W werden bei der höheren Frequenz für die gleiche Lichtleistung bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem benötigt.

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Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß lediglich zwei Drähte zur Zuführung der Betriebsleistung an die Lampenhalterungen oder Lampenfassungen erforderlich sind, was im Gegensatz zu der Notwendigkeit von vier Drähten steht, die bei Lampenfassungen benötigt werden, die jeweils Hochfrequenzwandlerschaltungen enthalten und die mit der leicht übertragbaren Niederfrequenzleistung bei 50 bis Hz gespeist werden,

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen übertragungsleitung zur Verteilung von Hochfrequenzenergie mit hoher Leistung (im Gegensatz zu bekannten Anordnungen für die Übertragung von Hochfrequenz-Signal spannungen mit niedriger Leistung). In Fig. 2 bestehen Leitungen 30 und 31 aus jeweiligen in der Mitte angeordneten Leitern 32 bzw. 33» die jeweils aus neunzehn Adern aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,355 nim bestehen. Der Außendurchmesser des Bündels von Adern beträgt ungefähr 1,78 mm. Jeder Leiter 32, 33 ist mit einer Isolierhülse 3^ bzw. 35 überzogen, die aus irgendeinem üblichen Isoliermaterial bestehen kann. Jede Isolierhülle 34-1 35 weist einen Durchmesser von ungefähr 6 mm auf und dieser Durchmesser sollte zumindest ungefähr dem Dreifachen des Durchmessers des jeweiligen in der Mitte angeordneten Leiters entsprechen. Die Leitungen 30 und 31 sind dann in einer geerdeten aus Stahl bestehenden Rohrleitung 36 angeordnet, die die sogenannte 3/^-Zoll-Rohrleitung sein kann, die einen Innendurchmesser von ungefähr 21 mm und einen Außendurchmesser von ungefähr 23,5 mm aufweist. Die Übertragungsleitungen 30 und 31 sind in der Rohrleitung 36 über den größten Teil ihrer Länge ein geschlossen, wie dies bei einer speziellen Installation

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erforderlich ist.

Es sei bemerkt, daß die vorstehend angegebenen Abmessungen lediglich typisch sind und daß auch andere Abmessungen ausgewählt werden können. Durch die Verwendung von relativ dicken Isolierhüllen 34 und 35 wird die kapazitive Kopplung und damit der Verlust zwischen den Leitern 32 und 33 und von den Leitern 32 und 33 zur Rohrleitung 36 so weit wie möglich verringert. Daher weist diese Übertragungsleitung nur geringe Verluste auf, selbst wenn sie eich über lange Strecken erstreckt. Es sei bemerkt, daß jede gewünschte Verbindung verwendet werden kann, wenn die Entfernung zwischen dem Hochfrequenzwandler 22 und den zugehörigen Lastelementen kurz ist.

Durch die Verwendung von Isolierhüllen 34- und 35» die eine maximale Stärke aufweisen, so daß sie gerade noch bequem durch die Rohrleitung 36 hindurchgezogen werden können, wird die Intensität des elektrischen Feldes verringert, so daß der spezifische Leitungsverlustwiderstand verringert wird. Bisher wurde es für erforderlich gehalten, eine minimale dielektrische Stärke zu verwenden, um das dielektrische Volumen und damit die dielektrischen Verluste so weit wie möglich zu verringern. Die beschriebene Ausführungsform der übertragungsleitung weicht von dieser üblichen Lösung ab, um die kapazitiven Nebenschlußverluste zwischen den Leitungen und von den Drähten zur Rohrleitung zu verringern.

Die relativ dicken Isolierhüllen 34· und 35 verringern weiterhin Magnetfeldverluste, die durch die Kopplung mit der Eisen-Rohrleitung hervorgerufen werden. Der geringere

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magnetische Verlust ergibt sich aufgrund der größeren Entfernung der Leiter 32 und 33 von der Eisen-Rohrleitung. Das Magnetfeld ändert sich umgekehrt mit der Entfernung zwischen Leitern. Energieverluste aufgrund des Vorhandenseins von Eisenmetall in einem Magnetfeld ändern sich direkt mit dem Quadrat der Magnetfeldintensität. Daher ist zu erkennen, daß sich diese Verluste umgekehrt mit dem Quadrat des Abstandes zwischen den Leitern und der Eisenmetall-Rohrleitung ändern. Dies ermöglicht die Verwendung von Rohrleitungen aus Eisen anstelle von Rohrleitungen aus Aluminium oder aus anderen Nichteisenmaterialien. Vorzugsweise sollte die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung an die der Last angepaßt werden, um die VAr-Verluste und eine Spannungsänderung entlang der Leitung zu verringern.

Die Leitungen 30 und 31 der Übertragungsleitung erstrekken sich durch ein Gebäude oder entlang einer Straße oder ähnlichem und sie sind mit einer oder mehreren entfernt angeordneten Lampenfassungen verbunden. Zu Erläuterungszwecken sind lediglich zwei Lampenfassungen 40 und 41 dargestellt, doch kann irgendeine beliebige Anzahl verwendet werden. Die Lampenfassungen 40 und 41 weisen jeweils Vorschaltgeräte 42 bzw. 43 und zugehörige Gasentladungslampen 44 bzw. 45 auf. Eine typische Vorschaltgeräte- und Lampenanordnung wird weiter unten anhand der Fig. 4 erläutert. Die Lampen 44 und 45 können Leuchtstofflampen oder Gasentladungslampen hoher Intensität oder andere gewünschte Arten von Gasentladungslampen sein. Die Vorschaltgeräte 42 und 43 verwenden vorzugsweise passive lineare Bauteile wie Reaktoren bzw. Drosselspulen (mit einer relativ geringen Größe aufgrund der relativ hohen

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dem Vorschaltgerät zugeführten Frequenz) und Kondensatoren, die zuverlässig und billig sind. Bei bekannten, einen hohen Wirkungsgrad aufweisenden 60-Hz-Vorschaltgeräten ergab sich ein Vorschaltgeräteverlust von ungefähr 12 V in der Lampenfassung, so daß diese Lampenfassung ziemlich warm wurde. Bei dem hier beschriebenen Steuersystem beträgt der Vorschaltgeräteverlust in der Lampenfassung weniger als 1 W. Daher sind die Bauteile in dem Vorschaltgerät keinen hohen Temperaturen ausgesetzt.

Im Betrieb wird Hochfrequenzleistung (mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 20 kHz) von dem Hochfrequenzwandler 22 über die übertragungsleitung mit den Leitungen 30, 31 mit relativ geringen Verlusten übertragen und der Vielzahl von entfernt angeordneten und einfachen sowie zuverlässigen Vorschaltgeräten 4-2 und 43 sowie den zugehörigen Lampen 44 bzw. 45 zugeführt.

Um die Lichtleistung aller Lampen 44, 45 in identischer Weise zu verringern, bewirkt ein Signal von einer Signalquelle 24 (die eine manuelle Steuereinrichtung, eine Uhren-Steuereinrichtung, eine Steuereinrichtung in einem elektrischen Kraftwerk zur Steuerung der Belastung dieses Kraftwerkes, eine vom Sonnenlicht abhängige Steuerung oder ähnliches sein kann) eine Verringerung der Ausgangsamplitude der Wechselspannungs-Ausgangsleistung des Hochfrequenzwandlers 22 mit Hilfe der Hochfrequenzwandler-Ausgangsamplitudensteuerschaltung. Die Lichtleistung der Lampen 44, 45 wird dann angenähert proportional zur Verringerung der Leistung von dem Hochfrequenzwandler 22 verringert.

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Es kann irgendeine gewünschte Hochfrequenzwandlerschaltung mit einem veränderlichen Wechselspannungsausgang für den Hochspannungswandler 22 verwendet werden. ?ig. 3 zeigt eine neuartige Hochfrequenzwandler- oder Wechselrichter schaltung, die bei dem beschriebenen Steuersystem verwendet werden kann. Eine Schaltung ähnlich der nach Fig. 3 ist in der Literaturstelle "An Improved Method of Resonant Current Pulse Modulation for Power Converters", Francis C. Schwarz, IEEE Transactions, Vol. IEG 1-23, Nr. 2, Mai 1976, sowie in der US-Patentschrift 3 663 9^0 beschrieben. Diese Schaltung ermöglicht Jedoch nicht die Erzielung einer Amplitudeneinstellung bei konstanter Frequenz, wie dies im Fall der Fig. 3 möglich ist.

In Fig. 3 wird die Gleichspannungs-Ausgangsleistung des Gleichrichters 21 zwischen der positiven Leitung 50 und der negativen oder geerdeten Leitung 51 angelegt, die an in Serie geschaltete Hochgeschwindigkeits-Thyristoren 52 und 53 angeschaltet sind. Die Thyristoren 52 und 53 weisen Einschaltgeschwindigkeiten von weniger als ungefähr 1^s und Abschaltgeschwindigkeiten von ungefähr 2 bis 3 JJi auf. Der Verbindungspunkt zwischen den Thyristoren 52 und 53 ist mit einer Serienschaltung aus einem Kondensator 54» einer Induktivität 55» der Primärwicklung 56 eines Aufwärtstransformators 57 und der Minus-Leitung 51 verbunden. Der Transformator 57 weist eine Hochspannungs-Sekundärwicklung 58 auf, die eine Hochfrequenz-Sinus-Ausgangsspannung von ungefähr 255 V Wechselspannung für eine Gleichspannungs-Eingangsspannung von ungefähr 320 V liefert.

Geeignete Nebenschlußdioden 59 und 60 sind längs der

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Thyristoren 52 bzw. 53 angeschaltet. Der Kondensator 5^ und die Induktivität 55 weisen Werte auf, die eine Resonanz bei ungefähr 23 kHz ergeben. Der Kondensator 5^ kann beispielsweise einen Wert von 0,33yuF aufweisen, während die Induktivität 55 einen Wert von ungefähr 130 uHenry aufweisen kann.

Die Amplitudensteuerschaltung 23 liefert zeitgesteuerte Ausgangs-Steuerimpulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 52 und 53» um ihre Betriebsweise zu steuern, und diese Impulse werden in ihrer Phase durch das Lichtleistungs-Steuersignal gesteuert.

Im Betrieb und zum Ingangsetzen des Hochfrequenzwandlers sei angenommen, daß beide Thyristoren 52 und 53 abgeschaltet sind. Ein Torimpuls von der Amplitudensteuerschaltung 23 schaltet zunächst den Thyristor 52 ein, um einen Strompfad durch die Bauteile 50, 52, 5^, 55» 56 und 51 zu schaffen. Der Torimpuls an den Thyristor 52 wird nach wenigen Ais entfernt, wenn die Leitfähigkeit des Thyristors 52 vollständig ausgebildet wurde. Weil der Kondensator 54 und die Induktivität 55 eine Resonanz bei ungefähr 23 kHz aufweisen, verläuft der Strom in dem vorstehend beschriebenen Kreis durch eine Halbperiode bei der Resonanzfrequenz, und wenn sich der Strom dem Wert Null nähert, wird der Thyristor 52 abgeschaltet und der Strom kehrt sich um und fließt durch den Stromkreis mit den Bauelementen 51, 56, 55, 54, 59 und 50.

An diesem Punkt schaltet ein Impuls von der Amplitudensteuerschaltung 23 den Thyristor 53 ein» so daß der Resonanzstrom (und die in dem Resonanzkreis gespeicherte

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Energie) sich nunmehr umkehren kann und durch den die Bauteile 53, 56, 55 und 54 einschließenden Kreis in einer Resonanz-Halbperiode fließen kann. Der Tricger- oder Torimpuls von der Amplitudensteuerschaltung 23 wird entfernt, nachdem die Leitfähigkeit des Thyristors 53 ausgebildet wurde. Wenn sich daher der Strom an Ende dieser negativen Halbperiode dem Wert Null nähert, wird der Thyristor 53 abgeschaltet und der Strom kehrt sich in die positive Halbperiode um und fließt durch die Bauteile 60, 54-, 55 und 56. Der nächste Impuls von der Amplitudensteuerschaltung 23 schaltet den Thyristor 52 ein, wenn der Resonanzstrom in seine positive Halbperiode überschwingt, um eine volle Arbeitsperiode zu vervollständigen.

Es ist zu erkennen, daß während dieser Betriebsweise eine hohe Ausgangsspannung in der Ausgangswicklung 58 induziert wird, die dann der Übertragungsleitung zugeführt wird, die aus den Leitungen 30 und 31 besteht.

Eine Amplitudenänderung wird dadurch erzielt, daß die Zuführung der Triggerimpulse an die Thyristoren 52 und verzögert wird, so daß das Tastverhältnis des Hochfrequenzwandlers geändert wird. Auf diese Weise wird die Leitfähigkeit der Thyristoren während der Halbperiode verringert und es wird eine geringere Spannung an die Primärwicklung 56 angelegt. Die Spannung an der Wicklung 56 ist jedoch aufgrund der Resonanz des Kondensators und der Induktivität 55 sinusförmig. Daher ist die den Vorschaltgeräten 42 und 43 (Fig. 1) zugeführte Spannung ebenfalls sinusförmig. Eine Amplitudenänderung kann ent weder durch veränderliche Verzögerung des Trigger- oder

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Torsignals an einen oder beide Thyristorschalter erzielt werden.

Wie dies weiter unten beschrieben wird, sind die Vorschaltgeräte 4-2 und 4-3 auf die Ausgangsfrequenz des Hochfrequenzwandlers 22 abgestimmt. Die Sinusschwingungsform beseitigt eine Verschlechterung des Wirkungsgrades aufgrund von Harmonischen und verringert weiterhin die Erzeugung von elektromagnetischen Störungen. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, können jedoch auch nicht-sinusförmige Schwingungsformen bei dem beschreibenen Steuersystem verwendet werden.

Es sei bemerkt, daß irgendeine gewünschte Hochfrequenzwandler- oder Wechselrichterschaltung mit zugehöriger
Amplitudensteuerung anstelle des Hochfrequenzwandlers 22 verwendet werden könnte, unter Einschluß von Anordnungen zur Änderung der Spannung an der Leitung 50, Impulsbreiten-Modulationstechniken, Transistorschaltungen und Hochfrequenztransformatoren mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis oder andere Schaltungen, die ähnliche in ihrer Leitfähigkeit steuerbare Elemente -verwenden.

Obwohl manche Grundgedanken der speziellen in Fig. 3 gezeigten Hochfrequenzwandlerschaltung bekannt sind, wurde eine derartige Schaltung niemals für Gasentladungslampen-Steuerzwecke verwendet. Dies ergibt sich daraus, daß bei üblichen Lampenanwendungen die Lampen ausgehen würden,
wenn die Eingangsspannung verringert würde. Bei dem hier beschriebenen Steuersystem bleiben die Lampen jedoch im leuchtenden Zustand und die Lichtleistung wird verringert, wenn die Eingangsspannungsamplitude verkleinert

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wird, weil die Lampen mit hoher Frequenz betrieben werden und mit speziellen und geeigneten passiven linearen Vorschaltgeräten versehen sind.

Eine neuartige Vorschaltgerät-Anordnung, wie sie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, ist für jedes der Vorschaltgeräte 42 und 43 vorgesehen. Das Vorschaltgerät nach Fig. 4 wird für zwei in Serie geschaltete lampen 70 und 71 (die den Lampen 44 der Fassung 40 nach Fig. 1 entsprechen) verwendet, wobei die Lampen 70 und 71 Schnellstart-Leuchtstofflampen sind, die zur Lichtsteuerung sehr geeignet sind. Es könnten jedoch auch andere Gasentladungslampen verwendet werden.

Die Vorschaltgeräte-Schaltung für die Lampen 70 und 71 schließt Kondensatoren 72 und 73» einen Transforcator 75 und eine Induktivität 76 ein. Eine Wicklungsanzapfung 77 ist mit dem Heizfaden 78 der Lampe 70 verbunden. Eine weitere Wicklungsanzapfung 79 ist mit den Heizfäden 80 und 81 der Lampen 70 bzw. 71 verbunden. Eine Wicklung 82 ist mit einem Heizfaden 83 der Lampe 71 verbunden. Der Transformator 75 weist eine Primärwicklung von ungefähr 235 Windungen auf. Die Anzapfungen 77 und 79 der Wicklung 82 können jeweils ungefähr 9»5 Windungen umfassen. Ein üblicher thermischer Schalter 84, der beispielsweise bei 105°C offi
schaltet.

105°C öffnet, ist in Serie mit dem Kondensator 72 ge-

Die Werte der Kondensatoren 72 und 73 und der Induktivität 76 sind so gewählt, daß sich eine Resonanz bei ungefähr 32 kHz ergibt, während der Kondensator 72 und die Induktivität 76 in der Nähe von ungefähr 12 kHz eine

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Resonanz aufweisen. Daher ist die reaktive Impedanz der Induktivität 76 bei 23 kHz größer als die des Kondensators 72. Beispielsweise kann der Kondensator 72 einen Kapazitätswert von 0,033/iF aufweisen, während der Kondensator 73 eine Kapazität von ungefähr 0,0047 uF und die Induktivität 76 eine Induktivität von ungefähr 5»1 mHenry aufweist.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorschaltgeräte besteht darin, daß sie lediglich eine Heizfaden-Heizleistung für die Lampen liefern müssen. Weiterhin können die Induktivitäten und Kondensatoren dieses Vorschaltgerätes in dem gleichen Gehäuse angeordnet sein, so daß sich eine geringe Größe und Wirtschaftlichkeit des Vorschaltgerätes ergibt. Die Verwendung eines gemeinsamen Gehäuses vereinfacht weiterhin den Einbau des Vorschaltgerät es, weil es nicht erforderlich ist, eine Vielzahl von. getrennten Teilen zu handhaben.

Die vorstehend beschriebene Vorschaltgeräte-Schaltung weist die folgenden wünschenswerten Eigenschaften auf:

1. Sie wird nicht durch eine zufällige Zuführung von Betriebsleistung bei 50 Hz bis 60 Hz beschädigt.

2. Der Hochfrequenzwandler 22 wird nicht kurzgeschlossen, wenn irgendeines der Bauelemente des Vorschalt-

. gerätes ausfällt. Daher kann der Kurzschluß einfacher lokalisiert werden, weil die Lampen in nicht kurzgeschlossenen Lampenfassungen weiterhin eingeschaltet sind und leuchten.

3. Die Schaltung weist einen guten Leistungsfaktor für

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den Hochfrequenzwandler 22 und die Übertragungsleitungen 30 und 31 auf.

4. Es ergibt sich eine relativ konstante Heizspannung über den Lichtleistungssteuerbereich, so daß Schaden an den Lampen vermieden werden.

5· Die Startspannung ist ausreichend hoch, um die Isapen unter festgelegten Bedingungen zu zünden, sie ist jedoch nicht so hoch, daß die Lampen beschädigt werden können.

6. Das Vorschaltgerät ist klein und wirkungsvoll, weil der Transformator dieses Vorschaltgerätes lediglich die Heizleistung der Lampen verarbeitet.

Die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 4· ist wie folgt: Venn eine Wechselspannungsleistung an die Leitungen 30 und 31 angelegt wird, bewirkt die Leistung bei 23 kHz, daß die Bauteile 72, 73 und 76 teilweise bei ihrer Resonanzfrequenz von 32 kHz in Resonanz kommen. Die Vergrößerung des Stromes aufgrund dieser teilweisen Resonanz bewirkt, daß die Spannung an dem Kondensator 73 hoch genug ansteigt, um die Lampen 70 und 71 zu starten. Die teilweise Resonanz ist wichtig, weil sie eine ausreichende, jedoch nicht übermäßige Startspannung ergibt, die sonst die Lampen 70 und 71 beschädigen könnte. Sobald die Lampe 71 gestartet ist, ist der Kondensator 73 im wesentlichen kurzgeschlossen, so daß der Kondensator 72 und die Induktivität 76 unterhalb der Frequenz des Hochfrequenz- wandlere eine Resonanz aufweisen.

Während des Betriebes sperrt der Kondensator 72

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Niederfrequenzspannungen von 50 Hz bis 60 Hz ab, wenn diese Spannung versehentlich an die Leitungen 30 und 31 angelegt wird. Daher ist eine versehentliche Zerstörung des Vorschaltgerätes durch niederfrequente Betriebsleistung verhindert. Weil weiterhin die Impedanzbauteile unter Einschluß der Kondensatoren 72 und 73» des Transformators 75 "und der Induktivität 76 in Serie geschaltet sind, erscheint der Ausfall eines dieser Bauteile nicht als Kurzschluß an dem Hochfrequenzwandler 22. Daher werden nicht alle Lampen aller Lampenfassungen gelöscht und das fehlerhafte Bauteil kann leicht lokalisiert werden.

Ein guter Leistungsfaktor wird mit der Schaltung nach Fig. 4 dadurch erreicht, daß die Impedanz des Kondensators 72 bei der Frequenz von 23 kHz weitgehend der Impedanz der Induktivität 76 angenähert wird. Weil die reaktiven Impedanzen der Bauteile 72 und 76 voneinander subtrahiert werden, ist die resultierende Impedanz, verglichen mit dem Serienwiderstand der Lampen 70 und 71» klein. Daher ist die reaktive Komponente der Last klein, so daß ein guter Leistungsfaktor erzielt wird.

Eine relativ konstante Heizspannung für die Heizfäden 78, 80, 81 und 83 wird dadurch erzielt, daß die Primärwicklung des Transformators 75 längs der Lampe 70 angeschaltet ist. Der Spannungsabfall längs dieser Lampe ist relativ konstant, selbst wenn die Lichtleistung dieser Lampe verringert wird. Daher bleiben die Heizspannungen angenähert konstant. Es sei Jedoch bemerkt, daß dann, wenn die Amplitude der Eingangsspannung an den Leitungen 30 und 31 geändert wird, sich der Strom in den Lampen 70 und 71 ändert, so daß sich auch die Lichtleistung der

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Lampen ändert.

Die Induktivität 76 bildet nicht nur ein Bauteil des Leistungsfaktornetzwerks, sondern sie weist auch eine größere reaktive Impedanz als der Kondensator 72 auf, so daß sie als Ballast-Impedanz zur Begrenzung des Stromes in den Lampen 70 und 71 wirkt.

Obwohl die Anordnung nach Fig. 4 in Verbindung mit Leuchtstofflampen beschrieben wurde, ist es verständlich, daß diese Schaltung und das gesamte Steuersystem für die Speisung und Lichtsteuerung irgendwelcher Gasentladungslampen verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Steuersystem kann sogar zum Betrieb und zur Steuerung der Lichtleistung von Glühlampen verwendet werden, wenn die9 erwünscht ist, um dem Benutzer hinsichtlich der Scheltungsmöglichkeiten freie Hand zu lassen. Wenn eine oder mehrere Glühlampen anstelle der Lampen 70 und 71 verwendet werden, kann die zugehörige Vorschaltgeräte-Schaltung selbstverständlich fortgelassen werden.

Die Lampen 70 und ?Λ nach Fig. 4 könnten durch übliche Hochintensitäts-Entladungslampen, wie z. B. Quecksilberdampf-, Metallhalogen- und Hoch- und Niederdruck-NRtriurnlampen ersetzt werden. Diese Lampen weisen keine Heizfäden auf und sie sind gegenüber Schaden aufgrund einer zu hohen Zündspannung relativ unempfindlich. Daher kann das Vorschaltgerät nach Fig. 4 dadurch modifiziert werden, daß der Transformator 75 und die zugehörigen Heizwicklungen entfernt werden, wenn dieses Vorschaltgerät für Hochint ensitats-Entladungslampen verwendet wird.

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Die Schaltung nach Fig. 4 kann weiterhin dadurch modifiziert werden, daß die Induktivität 76 längs der Lampenanschlüsse in gut bekannter Schaltungsanordnung geschaltet wird. Wenn der Transformator 75 entfernt ist, ist der Kondensator 72 so ausgelegt, daß er eine Betriebsleistung bei 60 Hz sperrt und das Abschalten des Systems im Fall eines kurzgeschlossenen Bauteils verhindert. Eine Resonanz zwischen der Induktivität 76 und den damit in Serie geschalteten Kondensatoren wird in der Nähe der Ansteuerfrequenz des Hochfrequenzwandlers 22 ausgebildet. Daher weist die Schaltung vor dem Zünden der Hochintensitäts-Entladungslampe einen hohen Gütefaktor auf, und es bildet sich eine große Spannung längs der Lampe aus. Hierdurch ergibt sich eine ausreichende Spannung zum Zünden des Lampenlichtbogens und die Lampe wird zu einer niedrigeren Impedanz, die stärker an das Vorschaltgerät angepaßt ist. Das Vorschaltgerät regelt dann den Lampen-Lichtbogenstrom als Funktion der Vorschaltgeräte-Eingangsspannung»

Es könnte jedoch auch irgendeine andere Vorschaltgerate-Schaltung in Verbindung mit der Hochintensitäts-Entladungslampe verwendet werden, wenn auch in diesem Fall das Vorschaltgerät einem energiesparenden Lichtsteuervorgang unterworfen wird.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Gleichrichternetzwerkschaltung 21, die in Verbindung mit dem beschriebenen Steuersystem Verwendung finden kann und die den Vorteil aufweist, daß sie einen Hohen Leistungsfaktor aufweist, so daß sich kein unnötig hoher Stromfluß auf der 50/60-Hz-Verkabelung ergibt, die zum Gleichrichter-

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netzwerk 21 führt.

Diese Schaltung "besteht aus einem Resonanzkreis, der eine Induktivität 90 und einen Kondensator 91» die zwischen die Eingangsanschlüsse der niederfrequenten Wechselcpannungsquelle geschaltet sind, und einen Einphasen-Brückengleichrichter 92 einschließt. Der Gleichspannungseuscanc; des Gleichrichters 92 ist dann mit einem Ausgangskondensator 93 verbunden, der ein Elektrolytkondensator sein kann, wobei der Gleichspannungsausgang weiterhin mit der positiven Leitung 50 und der Erdleitung 51 verbunden ist. Die Werte der Induktivität 90 und des Kondensators

91 Bind kritisch und sie betragen 30 mHenry bzw. 10 iiF.

Im Betrieb bewirkt die LC-Schaltung 90, 91 vor dem Gleichrichter 92, daß der der 50/60-Hz-Quelle entnommene Strom während jeder Halbperiode für eine längere Zeit fließt, so daß dieser Strom eine bessere Phasenbeziehung mit der Spannung aufweist. Die Induktivität 90 und der Kondensator 91 sind bei einer Periode von ungefähr einem Viertel der Periode der Eingangsfrequenz (üblicherweise 50 Hz bis 60 Hz) in Resonanz. An einem Punkt in der Betriebsperiode übersteigt die Spannung an dem Kondensator 93 die Spannung an dem Kondensator 91· Dies bewirkt eine Vorspannung des Gleichrichters 92 in Sperrichtung, so daß der Netzstrom in den Kondensator 91 weiterfließt und nicht abgeschaltet wird. Das Aufnehmen des Stromes in dem Kondensator 91 während der Vorspannung des Gleichrichters

92 in Sperrichtung bewirkt eine Resonanz der Induktivität 90 und des Kondensators 91» so daß ein gleichförmigerer Stromfluß aus dem Wechselspannungsnetz über jede Halbperlode hervorgerufen wird, so daß der Leistungsfaktor

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wesentlich verbessert wird.

Es ist verständlich, daß das hier "beschriebene Steuersystem auch mit einem Hochfrequenzwandler 22 ausgebildet werden könnte, der die Form eines Mehrphesen-Hochfrequenzwandlers, beispielsweise eines Dreiphasen-Eochfrequenzwandlers, aufweist. In diesem Fall wird die Hochfrequenzleistung an die Vorschaltgeräte und Lampen mit Hilfe einer Mehrleiter-Ubertragungsleitung übertragen, beispielsweise mit Hilfe von drei Leitern für die Dreiphasen-Betriebsleistung. Die Vorschaltgeräte und Lampen würden zwischen zwei Leitern oder zwischen einem Leiter und der neutralen Leitung angeschaltet, wenn eine neutrale Leitung vorgesehen ist. In gleicher Weise kann die niederfrequente 50/eO-Hz-Leistungsversorgung 20 nach Fig. 1 durch eine mehrphasige Leistungsversorgung, beispielsweise eine dreiphasige Leistungsversorgung, gebildet sein.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Steuersystems besteht in der Verwendung eines einzigen zentral angeordneten Hochfrequenzwandler-Transformators 57 zur Lieferung der richtigen Startspannung an die Lampen. Dieses Merkmal verbessert den Wirkungsgrad des Steuersystems. Bei üblichen Systemen ist ein Transformator in jeder Lampenfassung angeordnet, um eine geeignete Startspannung zu liefern. Es ist dem Konstrukteur auf dem Gebiete der Transformatoren bekannt, daß für eine vorgegebene Volt-Ampere-Größe ein großer Transformator einen höheren Wirkungsgrad aufweist als eine Anzahl von kleineren Transformatoren.

Der Transformator 57 des Hochfrequenzwandlers liefert die

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richtige S^artspannung und die Transformatoren 75 in den Vorschaltgeräten an den Lampenfassungen (Fig. **■) rr.üssen nicht für die volle Lampenleistung ausgelegt werden, sondern lediglich für die Heizleistung der Lampen. Die gesamte Lampenleistung wird von dem einzigen Transformator 57 des Hochfrequenzwandlers nach Fig. J geliefert, .so dsii sich ein höherer Wirkungsgrad ergibt als mit einer Gruppe von kleineren Transformatoren für jedes Vorschaltgerät land für den gleichen Gesamt-Volt-Ampere-liennwert. Auf diese Weise wird ein höherer System-Wirkungsgrad erzielt.

Weil weiterhin die Vorschaltgeräte-Transformatoren 75 lediglich mit der Heizleistung belastet sind, sind diese Vorschaltgeräte in den einzelnen Lampenfassungen kleiner, kühler, leichter und weniger kompliziert, und sie weisen einen höheren Wirkungsgrad auf, so daß sie insgesamt zuverlässiger als Vorschaltgeräte-Transformatoren sind, die mit der vollen Lampenleistung belastet sind.

Das Vorschaltgerät erzeugt um ungefähr eine Größenordnung weniger Wärme als Vorschaltgeräte, in denen die gesncite Lampenleistung von dem Transformator des Vorschaltgerätes verarbeitet werden muß. Daher ist die Temperatur der Lampenfassung oder -halterung beträchtlich niedriger. Wenn Leuchtstofflampen bei dieser resultierenden geringeren Temperatur betrieben werden, steigt ihre Lichtleistung für eine vorgegebene Eingangsleistung und damit der Wirkungsgrad. Dieser Effekt kann zusätzlich ungefähr 5 % der Leistung in einem vorgegebenen System einsparen.

Zusätzlich zu dem Gewinn an Wirkungsgrad durch die

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Verwendung eines zentral angeordneten Transformators 57 wird die aufgrund der Lampenleistung erzeugte Warne in dem zentralen Transformator 57 des Hochfrequenzwar.dlers erzeugt \ind nicht in den einzelnen Lampenfassungen. Der zentral angeordnete Transformator 57 des Eochfrequenzwandlers kann wirkungsvoll gekühlt werden, weil er in irgendeiner geeigneten und zweckmäßigen zugänglichen Stelle angeordnet sein kann, so daß irgendeine gewünschte Art der Kühlung verwendet werden kann.

Eine Hochfrequenzwandler- oder Wechselrichteranordnung, die allgemein den Grundgedanken der Anordnung nach Fig. 3 folgt, ist in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 6 sind Steuereinrichtungen für die Schaltung nach Fig. 3 vorgesehen, die es ermöglichen, daß die Schaltung in neuartiger Weise für ein System mit veränderlicher Ausgangsleistung, beispielsweise für ein Lichtleistungssteuersystem von Lampen, geeignet ist, bei dem der Hochfrequenzwandler die zentrale Hochfrequenz-Leistungsversorgung für eine Vielzahl von Lampenlasten bildet, die mit der Hochfrequenz-Leistungsversorgung über eine Übertragungsleitung oder dergleichen verbunden sind.

Der anhand der Fig. 6 zu beschreibende Hochfrequenzwandler erfüllt die folgenden Kriterien:

1.· Das Ausgangssignal des Hochfrequenzwandlers ist eine Sinusschwingung, von der angenommen wird, daß sie im Hinblick auf den niedrigst möglichen tfbertragungsleistungsverlust am günstigsten ist.

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2. Die Ausgangsamplitude des Sinusschwingungs-Ausgangssignals des Hochfrequenzwandlers ist änderbar, un eine Lichtleistungssteuerung zu erzielen.

3· Der Hochfrequenzwandler arbeitet mit hohem Wirkungsgrad, so daß Energie gespart wird.

4·. Die Ausgangsfrequenz des Hochfrequenzwandlers kann größer als ungefähr 20 kHz und oberhalb des Hörbereichs liegen, so daß der Hochfrequenzwandler keine störenden hörbaren Geräusche erzeugt, wenn er in einer Umgebung verwendet wird, in der Tonfrequenz-Störungen ein Problem darstellen.

5- Der Hochfrequenzwandler kann in zuverlässiger './eise gestartet und abgeschaltet werden, wobei die Schaltelemente des Hochfrequenzwandlers unmittelbar betätigt werden, um einen geeigneten Hochfrequenzwandler-Betrieb und eine geeignete Zündung der Lampen sicherzustellen.

6. Das Sinusschwingungs-Ausgangssignal des Hochfrequenzwandlers weist geringe Verzerrungen selbst dann auf, wenn sich eine relativ große Änderung des Laststromes, beispielsweise aufgrund der Verringerung; der Lichtleistung oder aufgrund einer Änderung der Anzahl der Lampen in dem System, ergibt, die einen Laststrom führen.

7· Der Hochfrequenzwandler ist gegen Last-Fehlerströme geschützt und wird abgeschaltet, wenn ein Last-Fehler auftritt, worauf ein bewußter Eingriff des Benutzers erforderlich ist, um den Hochfrequenzwandler

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wieder einzuschalten.

8. Der Hochfrequenzwandler ist intern mit Hilfe einer automatischen Rücksetzeinrichtung zur vorübergehenden Abschaltung des Hochfrequenzwandlers beim Auftreten eines internen Hochfrequenzwandler-Fehlers und zur automatischen Wiedereinschaltung des Hochfrequenzwandlers geschützt.

In Fig. 6 wird die Eingangsleistung an den Leitungen 50, 51 einem Block 52, 53 zugeführt, der mit Hochfrequenzwandler-Schaltelemente bezeichnet ist. Diese Leistungsschaltelemente könnten die Thyristorschaltelemente 52 und 53 von Fig. 3 (und die zugehörigen Dioden 59 bzw. 60) sein oder sie könnten durch irgendeine andere Art eines gewünschten Schaltelementes unter Einschluß von Transistoren und dergleichen gebildet sein.

Die die Schaltelemente 52, 53 einschließende Schaltung enthält eine Hochfrequenzwandler-Fehlerdetektorschaltung 100, die ein Ausgangssignal bei Auftreten eines Fehlers in dem Hochfrequenzwandler erzeugt. Der Fehlerdetektor 100 könnte beispielsweise auch aus einem Stromtransformator bestehen, dessen Ausgangswicklung mit einem Lastwiderstand verbunden ist, der ein geeignetes Ausgangssignal an ein Abschalt-Schaltungssystem 103 liefert.

Der HauptStromkreis enthält als nächstes ein Sinusschwingungsfilter 54-» 55» das aus den weiter oben anhand der Fig. 3 beschriebenen Bauteilen 5^ und 55 besteht und das sicherstellt, daß der Rechteckschwingungseingang von den Hochfrequenzwandler-Leistungsschaltelementen 52, 53 in

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eine Sinusschwingung mit geringen Verzerrungen umgewandelt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß bei der Grundfrequenz die Summe der Impedanzen der Induktivität 55 und des Kondensators 5^· gleich Null ist, so daß die Grundfrequenz der Rechteckschwingung nicht gedämpft wird. Für andere Frequenzanteile der Eingangsrechteckschwingune ist jedoch die Gesamtimpedanz des abgestimmten Kreises 3^U, von Null verschieden, so daß diese Frequenzkomponenten stark gedämpft werden. Entsprechend erzeugt die Hochirequenzwandler-Schaltung aufgrund des abgestimmten Kreises unter Einschluß des Kondensators 5^ und der Induktivität 55 ein Sinusschwingungs-Ausgangssignal mit relativ geringer Verzerrung. Weiterhin ist die Frequenz dieser Eochfrequenzwandlerschaltung so gewählt, daß sie oberhalb des Hörbereichs liegt und vorzugsweise oberhalb von 20 kHz liegt, so daß die oben erwähnten Kriterien 1. und 4-, erfüllt sind. .

Der Hauptstromkreis nach Fig. 6 verläuft als nächstes über eine phasenabhängige Nulldurchgangs-Detektorschaltung 110, die eine Zeitsteuerung der Betriebsv/eine einer Synchronisierschaltung 111 bewirkt. Der phasenabhän^i^e Nulldurchgangs-Detektor kann irgendeine gewünschte und bekannte Art einer Schaltung umfassen. Diese Schaltung; könnte aus einem Transformator mitisättigbarem Kern bestehen, der während des größten Teils der positiven und negativen Halbperioden gesättigt ist und der ledi^li c.h für eine kurze Zeit während jedes Intervalls mit einem Strom von Null ungesättigt ist. Daher wird ein Ausganrsspannungsimpuls an einer Sekundärwicklung und längs eines Lastwiderstandes jedesmal dann erzeugt, wenn der Heupt- strom des Hochfrequenzwandlers durch Null hindurchläuft.

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Der Hauptstromkreis schließt weiterhin eine Lastfehler-Detektorschaltung 120 ein, die einen Laststromtransformator mit einer Sekundärwicklung einschließen kann, dessen Ausgang mit einem geeigneten Abschaltsystem 123 verbunden ist.

Der HauptStromkreis schließt weiterhin ein Last-Puffernetzwerk 130 ein, das aus einem Spannungstransformator und einem Kondensator bestehen kann, der im Sinne einer Überwindung großer Viderstandswerte wirkt, die aufgrund einer sehr geringen Last auftreten könnten, so daß die Sinusschwingungsform des Ausgangssignals aufrechterhalten wird. Wenn der Lastwiderstand bei der Schaltung nach Fig. 3, die diesen Kondensator nicht enthält, zu groß wird, so gelangt die Schaltung in einen übergedämpften Zustand und die Spannung längs der Last weist keine Sinusschwingungsform mehr auf, so daß die Resonanz der Bauteile 5^ und 55 aufhört. Der Last-Pufferkondensator stellt ein zusätzliches Resonanzbauteil dar, das parallel zur Last liegt und dazu verwendet wird, das oben erwähnte Kriterium 7· aufrechtzuerhalten.

Das Blockschaltbild nach Fig. 6 enthält in einem erheblichen Umfang Steuerschaltungen, die bequem für die Verwendung mit einem einzigen zentral angeordneten Hochfrequenzwandler aufgebaut und eingestellt werden können, während es sehr aufwendig sein würde, diese Steuerschaltungen für Jede Lampenfassung eines Leuchtstofflampensystems zu wiederholen. Die Schaltung nach Fig. 6 schließt eine Amplitudenänderungs-Steuerscnaltung 140 ein, die ein Eingangssignal von der Synchronisierschaltung 111 empfängt. Die Amplitudenänderungs-Steuerschaltung wird zur

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Änderung des Schaltpunktes der Last-Schaltelemente 52 und 53 (zur Erzielung einer Phasensteuerung) verwendet und sie wird von mehreren Eingangssignalen gesteuert. Diese Eingangssignale schließen Signale von dem Abschalt-Schaltkreis 103, der von dem Hochfrequenzwandler-Fehlerdetektor betätigt wird, und von dem Abschalt-Schaltkreis 123 ein, der von dem Last-Fehlerdetektor 120 betätig wird. Die Schaltung 140 wird weiterhin von einer LaDpen-Zündfolgenschaltung I50 oder von einem manuellen Steuereingang 151 gesteuert, die über die Lampen-Zündfolcen- schaltung I50 wirksam wird. Weiterhin ist eine Einschalt- und Abschalt-Folgenschaltrung 152 vorgesehen.

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Claims (28)

1. PatenLar.wälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

   Dipl.-Ing. Günther Koch

   29489 38 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

   Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

   D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

   Datum:

   Unser Zeichen: 16 789 Fk/Nu

   Patentansprüche

   (1. Steuersystem zur Speisung und Steuerung der Lichtleistung von Gasentladungslampen, gekennzeichnet durch eine Anzahl von passiven linearen Vorschaltgeräten (42, 43) und jeweiligen zugehörigen Gasentladungslampen (44, 45), eine einzige
   Hochfrequenz-Leistungsquelle (22), die mit einer Leietungs-Eingangsleitung (50» 51) verbunden ist und
   eine Ausgangsfrequenz von mehr als ungefähr 20 kHz
   aufweist und deren Ausgang mit jedem der Anzahl von
   passiven linearen Vorschaltgeräten (42, 43) und den
   Gasentladungslampen (44_S 45) verbunden ist, wobei die Ausgangsschwingungsform des Ausgangssignals der Hochfrequenz-Leistungsquelle (22) eine im wesentlichen
   kontinuierliche periodische Schwingungsform ist, und
   Steuerschaltungseinrichtungen (23), die mit der Hoch- -frequenz-Leistungsquelle (22) verbunden sind, um die
   Amplitude der Strom- und/oder Spannungsschwingungsformen am Ausgang der Hochfrequenz-Leistungsquelle
   (22) und damit die Lichtintensität jeder der Gasent ladungslampen (44, 45) zu ändern, wobei die von dem

   mno?R/OB61

   ORIGINAL INSPECTED

   Steuersystem verbrauchte Energie in funktioneller Beziehung zur Lichtausgangsleistung der Anzahl der Lampen steht.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingungsform zumindest angenähert sinusförmig ist»
3. 3· Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Hochfrequenz-Leistungsübertragungsleitung (30, 31, 36) zur Anschaltung des Ausganges der Hochfrequenz-Leistungsquelle (22) an jedem der Anzahl von passiven linearen Vorschaltgeräten (42, 43) vorgesehen ist.
4. 4-, Steuersystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Leistungsübertragungsleitung (30» 31» 36) erste und zweite langgestreckte
   Leiter (32, 33) zur Anschaltung des Ausgangs der
   Hochfrequenz-Leistungsquelle (22) an jedes der Anzahl von passiven linearen Vorschaltgeräte (42, 43) einschließt und daß die ersten und zweiten Leiter (32,
   33) eine Isolierhülle (34, 35) von erheblicher Stärke aufweisen.
5. 5· Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Leiter (32, 33) in einer aus eisenhaltigem Metall bestehenden Leitung oder einem Rohr (36) über zumindest einen Teil ihrer Länge angeordnet sind.

   Π 3 (in 2 H / iJ B 6 1
6. 6. Steuersystem nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet _# daß der Durchmesser der Isolierhülle (34, 35) Jedes Leiters (32, 33) zumindest dreimal so groß ist wie der Durchmesser des jeweiligen Leiters (32, 33).
7. 7. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Hochi'requenz-Leistungsquelle (22) einen Serienwandler mit ersten und zweiten in Serie geschalteten,eine steuerbare Leitfähigkeit aufweisenden Elementen (52, 53)» die jeweils in der gleichen Richtung gepolt sind, und Gleichrichtereinrichtungen (21) zur Zuführung von gleichgerichteter Betriebsleistung von der eine relativ niedrige Betriebsfrequenz aufweisenden Leistungsquelle (20) an die in Serie geschalteten, eine steuerbare Leitfähigkeit aufweisenden Elemente (52, 53) einschließt, daß das erste, eine steuerbare Leitfähigkeit aufweisende Element (52) mit einem Kondensator (5*0» einer Induktivität (55) und Transformatoreinrichtungen (56) zu einem geschlossenen Kreis zusammengeschaltet ist, daß der Kondensator (54) und die Induktivität (55) eine Resonanz ungefähr bei der Frequenz der Hochfrequenz-Leistungsquelle (22) aufweisen und daß Wandler-Ausgangsamplitudensteuereinrichtungen (23) mit dem Resonanzstrom des Kondensators (5*0 und der Induktivität (55) gekoppelt sind, um die ersten und zweiten, eine steuerbare Leitfähigkeit aufweisenden Elemente (52, 53) synchron mit der Resonanzfrequenz des Kondensators (54) und der Induktivität (55) einzuschalten, wobei die Transformator-

   f] '-inn ?k / (Hiß 1

   einrichtungen (57) mit den Vorschaltgeräten (42, 43) verbunden sind.
8. 8. Steuersystem nach Anspruch 7> gekennzeichnet durch Steuereinrichtungen (23) zur Steuerung des Zündpunktes von zumindest einem der ersten und zweiten, eine steuerbare Leitfähigkeit aufweisenden Elementen (52, 53) in jeder Periode derart, daß sich eine Steuerung der Ausgangsamplitude des Wandlers (22) ergibt.
9. 9· Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Hochfrequenz-Leistungsquelle einen Gleichspannungswandler (21) zur Gleichrichtung der Eingangsleistung der Netz-Eingangslei tung und zur Erzeugung eines Gleichspannungsausganges, und einen Wechselspannungswandler (22) zur Umwandlung der Gleichspannung in ein Hochfrequenz-Ausgangssignal mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 20 kHz einschließt.
10. 10. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleichspannungswandlerschaltung (21) einen abgestimmten Kreis mit einer Induktivität (90) und einem Kondensator (91) mit jeweiligen Werten, die so abgeglichen sind, daß sich eine Resonanz bei einer Frequenz ergibt, die um weniger als eine Größenordnung höher als die relativ niedrige Wechselspannungsfrequenz ist, Kopplungseinrichtungen zum Anschalten der Wechselspannungs-Versorgungsschal- tung an den abgestimmten Kreis, und Gleichrichter-

    oann?fi/ofi61

    C _

    einrichtungen (92) einschließt, die mit dem abgestimmten Kreis verbundene Wechselspannungs-Eingangsschaltungseinrichtungen und Gleichspannungs-Ausgangsschaltungseinrichtungen aufweisen, daß die Induktivität (90) in Serie mit den Gleichrichtereinrichtungen (92) geschaltet ist, daß der Kondensator (91) im Nebenschluß zu den Gleichrichtereinrichtungen (92) geschaltet und mit einem Anschluß mit dem Verbincungspunkt zwischen der Induktivität (90) und den Gleichrichtereinrichtungen (92) verbunden ist und daß ein Ausgangskondensator (93) mit den Gleichspannungs-Ausgangsschaltungseinrichtungen verbunden ist.
11. 11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleichrichtereinrichtungen (92) einen Einphasen-Zweiweg-Brückengleichrichter einschließen und daß die Kopplungseinrichtungen Verbindungsleitungen zum Verbinden der Wechselspannungs-Versorgungsschaltung mit der Induktivität (90) bzw. dem Kondensator (91) einschließen.
12. 12. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der abgestimmte Kreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die dem Drei- bis Sechsfachen der Frequenz der Wechselspannungs-Versorgungsleitung entspricht.
13. 13· Steuersystem nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Kopplungseinrichtungen zweite Gleichrichtereinrichtungen einschließen.

    030 0 28/0661
14. 14-. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13 > dadurch gekennzeichnet , daß die
    Stromschwingungsform des der Wechselspannungs-Versorgungsschaltung entnommenen Stromes angenähert mit der zugehörigen Spannung in Phase ist und daß der Strom eine lange Impulsperiode aufweist, die einer Sinusform angenähert ist.
15. 15« Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Jedes Vorschaltgerät (42, 43) einen einzigen Vorschaltgerät-Transformator (75) aufweist, der lediglich Heizleistung an die jeweiligen Gasentladungslampen liefert.
16. 16. Steuersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die einzige Hochfrequenz-Leistungsquelle (22) einen Haupt-Vorschaltgerät-Transformator (57) für die Gasentladungslampen und zur Verarbeitung der Volt-Ampere-Leistung aller Vorschaltgeräte und Lampen des Systems einschließt.
17. 17· Steuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Transformator die Anlaufspannung für jede der Gasentladungslampen des Systems liefert.
18. 18_e Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hochfrequenz-Leistungsquelle einen Serienwandler (22) mit zumindest einem in seiner Leitfähigkeit steuerbaren Element (52, 53)

    030026/0661

    und mit einer antiparallel zu dem zumindest einen in seiner Leitfähigkeit steuerbaren Element geschalteten Diode (59, 60),einen Kondensator (5⁷O ^und eine Induktivität (55), die miteinander verbunden sind und einen Resonanzkreis bilden, der eine Resonanzfrequenz ungefähr bei der Frequenz der Hochfrequenz-Leistungsquelle aufweist, wobei das zumindest eine in seiner Leitfähigkeit steuerbare Element (52, 53) mit dem Kondensator (5⁷O und der Induktivität (55) zu einem geschlossenen Kreis zusammengeschaltet ist, mit dem Resonanzkreis zusammengeschaltete Transformatoreinrichtungen (57)» mit dem Kondensator (5⁷O verbundene Entladungsschaltungseinrichtungen und Vandler-Ausgangsamplituden-Steuereinrichtungen (23) zum Einschalten des zumindest einen in seiner Leitfähigkeit steuerbaren Elementes (52, 53) synchron mit der Resonanzfrequenz des Kondensators (5⁷O und der Induktivität (55) einschließt, und daß die Transformatoreinrichtungen (57) mit den Vorschaltgeräten (42, 43) verbunden sind.
19. 19· Hochfrequenzwandler, insbesondere für ein Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Gleichspannungs-Eingangsleistungsquelle und mit Leistungsschalteinrichtungen, die Steuerelektroden zum Einschalten der Leistungsschalteinrichtungen mit -hoher Geschwindigkeit einschließen und eine Rechteckschwingungs-Ausgangsleistung erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß Sinusscbwingungs-Filtereinrichtungen (54, 55) in Serie mit den Leistungsschalteinrichtungen (52, 53) geschaltet sind, um eine Sinusschwingung aus der Rechteck-

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    schwingungs-Ausgangsleistung zu erzeugen, daß ein Last-Puffernetzwerk (130) mit den Sinusschwingungs-Filtereinrichtungen (5^, 55) verbunden ist, um eine Last anzuschalten und um eine Sinusschwingung über einen großen Bereich von Lastströmen aufrechtzuerhalten, daß eine Nulldurchgangsdetektorschaltung (110) vorgesehen ist, die einen Ausgangsimpuls Jedesmal dann erzeugt, wenn der Ausgangsstrom der Sinusschwingungs-Filtereinrichtung (5^-, 55) durch Null hindurchläuft, daß eine Synchronisierschaltung (111) mit dem Nulldurchgangsdetektor (110) verbunden ist und eine Ausgangsimpulsfolge mit der Frequenz des Ausgangsstromes der Sinusschwingungs-Filtereinrichtungen (5^·» 55) erzeugt, daß eine Amplitudenänderungs-Steuerschaltung (140) mit den Steuerelektroden gekoppelt und mit der Synchronisierschaltung (111) verbunden ist und Ausgangsimpulse an die Steuerelektroden mit der Frequenz des Ausgangsstromes der Sinusschwingungs-Filtereinrichtungen (54» 55) liefert und daß Steuerschaltungseinrichtungen (150, 151, 152) mit der Amplitudenänderungs-Steuerschaltung (140) verbunden sind, um in steuerbarer Weise die Phasenlage der Ausgangsimpulse der Amplitudenänderungs-Steuerschaltung gegenüber der Strom-Nulldurchgangszeit des Ausgangsstromes der Sinusschwingungs-Filtereinrichtungen (54-» 55) zu verzögern.
20. 20. Hochfrequenzwandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltungseinrichtungen Gasentladungslampen-Zündfolgenschaltungseinrlchtungen (150) zur relativ langsamen

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    Vergrößerung der Ausgangsspannung des Hochfrequenzwandlers (52, 53) beim Einschalten dieses Hochfrequenzwandlers einschließen.
21. 21. Hochfrequenzwandler nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltungseinrichtungen weiterhin Hochfrequenzwandler-Einschalt- und Abschaltschaltungseinrichtungen (152) zur Erzielung eines zuverlässigen Ein- und Ausschaltens des Hochfrequenzwandlers durch Verzögern der Zuführung dar Zündimpulse an die Steuerelektroden bis zum Ausbilden geeigneter Steuerspannungen einschließen.
22. 22. Hochfrequenzwandler nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet , daß erste Fehlerdetektorschaltungseinrichtungen (100) zur Feststellung eines Fehlers in dem Hochfrequenzwandler (.52, 53) und Abschalt-Schaltungseinrichtungen (103) vorgesehen sind, die zwischen den ersten Fehlerdetektorschaltungseinrichtungen (100) und der Amplitudenänderungs-Steuerschaltung (140) eingeschaltet sind, um den Hochfrequenzwandler (52, 53) bei einem Fehler in diesem Hochfrequenzwandler abzuschalten.
23. 23. Hochfrequenzwendler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet i daß zweite Fehlerdetektorschaltungseinrichtungen (120) zur Feststellung eines Fehlers im Ausgangsstrom der Sinusschwingungs-Piltereinrichtungen (5^·, 55) und in dem Lastkreis des Hochfrequenzwandlers vorgesehen sind, daß Abschalt- Schaltungseinrichtungen (123) zwischen den zweiten

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    Fehlerdetektorschaltungseinrichtungen (120) und der Amplitudenänderungs-Steuerschaltung (140) eingeschaltet sind und den Hochfrequenzwandler bei einem Fehler in dem Lastkreis des Hochfrequenzwandlers (52, 53) abschalten und daß manuell betätigbare Rücksetzeinrichtungen zum Rücksetzen des Hochfrecuenzwandlers nach der Betätigung der zweiten Fehlerdetektorschaltungseinrichtungen (120) vorgesehen sind.
24. 24·· Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Vorschaltgerätekreis mit ersten und zweiten Eingangsleitungen, mit einer Eingangsleistungsquelle mit einer Frequenz von mehr als 600 Hz, die mit den ersten und zweiten Eingangsleitungen verbunden ist, und mit gasgefüllten Lampen, die aus der Eingangsleistungsquelle gespeist sind, wobei der Strom durch die Lampen durch die Vorschaltgeräte begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorschaltgerätekreis zumindest einen Kondensator (73) und zumindest eine Induktivität (76) einschließt, die in Serie miteinander geschaltet sind, daß der eine Kondensator (73) und die eine Induktivität (76) eine Resonanz bei einer Frequenz aufweisen, die nahe der Betriebsfrequenz der Eingangsleistungsquelle ist und mit den gasgefüllten Lampen (70, 71) verbunden ist, daß die Eingangsleistungsquelle eine im wesentlichen kontinuierliche Schwingungsform und eine veränderliche Amplitude aufweist und daß der Vorschaltgerätekreis eine Verringerung der Lichtleistung der Lampen (70, 71) auf weniger als 50 % der vollen Lichtleistung er möglicht und einen Leistungsfaktor von mehr als

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    ungefähr 0,8 unter allen Lichtleistungs-Steuerbedingungen aufweist.
25. 25· Steuersystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß der eine Kondensator (73) und die eine Induktivität (76) in einem gemeinsamen Metallgehäuse angeordnet sind.
26. 26. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Vorschaltgerätekreis, der eine Vechselspannungs-Eingangsleistungsquelle mit relativ hoher Frequenz, erste und zweite in Serie geschaltete Gasentladungslampen, die aus der Eingangsleistungsquelle gespeist werden, und eine Serienschaltung aus einem Kondensator und einer Induktivität einschließt,. die in einem geschlossenen Serienkreis mit der Eingangsleistungsquelle verbunden ist, wobei der Kondensator parallel mit der zumindest einen der ersten und zweiten Gasentladungslampen geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein Filterkondeneator (72) in Serie zur Eingangsleistungsquelle und den Gasentladungslampen geschaltet ist, daß der Filterkondensator einen Kapazitätswert aufweist, der die Zuführung von eine relativ niedrige Frequenz aufweisender Betriebsleistung an den Vorschaltgerätekreis im wesentlichen verhindert, daß der Filterkondensator •(72) und die Induktivität (76) eine Resonanzfrequenz aufweisen, die niedriger ist als die Frequenz der Eingangsleistungsquelle, und daß der Kondensator (73), der Filterkondenaator (72) und die Induktivität (76) eine Resonanz bei einer Frequenz aufweisen, die

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    wesentlich höher als die Frequenz der Eingangslei-8tungsquelle ist.
27. 27· Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer konjugierten Vorschaltgeräteschaltung, die eine Vechselspannungs-Eingangsleistungsquelle mit einer relativ hohen Frequenz, erste und zweite in Serie geschaltete Gasentladungslampen, erste parallel zu den in Serie geschalteten Gasentladungslarapen angeschaltete reaktive Impedanzelemente und zweite in Serie mit der Vechselspannungs-Eingangsleistungsquel-Ie und den in Serie geschalteten Gasentladungslampen geschaltete reaktive Impedanzelemente einschließt, dadurch gekennzeichnet , daß ein Filterkondensator (72) in Serie mit der Wechselspannungs-Eingang8lei8tungsquelle und den ersten reaktiven Impedanzelementen geschaltet ist, um die Zuführung einer eine relativ niedrige Frequenz aufweisenden Vecheelepannungsleistung an die Vorschaltgeräteschaltung zu verhindern, daß eine der ersten oder zweiten reaktiven Impedanzen ein Kondensator ist, während die andere Impedanz eine Induktivität ist, und daß der Filterkondensator, die erste reaktive Impedanz und die zweite reaktive Impedanz eine Resonanz bei der relativ hohen Frequenz aufweisen.
28. 28."Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Vorschaltgerät, das ein T-Netzwerk für eine erste und eine zweite in Serie geschaltete Lampe aufweist, mit einer Wechselspannungsquelle mit einer relativ hohen Ausgangsfrequenz, mit einer Induktivität

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    und mit ersten und zweiten Kondensatoren, wobei die ersten und zweiten Kondensatoren miteinander in Serie und in Serie mit der Wechselspannungsquelle und den ersten und zweiten Lampen geschaltet sind, und wobei die Induktivität zu einem geschlossenen Serienkreis mit dem zweiten Kondensator und den in Serie geschalteten Lampen zusammen^eschaltet ist, dadurch g e kennzeichnet , deß der erste Kondensator (72) einen Niederfrequenz-Sperrkondensator bildet und daß die Induktivität und die ersten und zv/eiten Kondensatoren eine Resonanz bei der relativ hohen Frequenz aufweisen.

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