DE3152093C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Beleuchtungssystem ist aus der JP-A 54 52 877 bekannt.

Die vorliegende Erfindung kann zur Beleuchtung von Industriebetrieben, Straßen, Autobahnen, Stadien, Bergwerken u. a. benutzt werden.

Die Gasentladungslampe stellt eine Lichtquelle dar, in der der Lichtstrom durch eine Ionisation des Gases erzeugt wird, die unter Einwirkung der elektrischen Entladung entsteht. Zur Anregung dieser Entladung muß an die Elektroden der Lampe eine ziemlich hohe Spannung (von mehreren Hunderten bis Tausenden Volt) angelegt werden, die imstande ist, einen Durchschlag des Entladungsstroms zu gewährleisten, der die Ionisation des Gases in der Lampe und die Gasentladung hervorruft. Vor dem Entstehungsmoment der Entladung ist der Widerstand der Gasentladungslampe sehr hoch und es fehlt praktisch ein Strom durch die Lampe. Nach dem Entstehen der Entladung fließt durch die Lampe ein Strom, und ihr Widerstand fällt steil ab. Zur Vermeidung eines Ausfalls der Lampe muß der durch die Lampe fließende Strom im Laufe deren Brennens begrenzt werden. Zu diesem Zweck wird üblicherweise eine Drossel verwendet, die man in Reihe mit der Gasentladungslampe schaltet. Enthält das Beleuchtungssystem eine Vielzahl von Gasentladungslampen, so wird jede Lampe üblicherweise über eine separate Drossel an die Stromversorgungsquelle angeschlossen. Eine Parallelschaltung der Gasentladungslampen über eine gemeinsame Drossel ist nicht sinnvoll, da das Entstehen der Entladung in einer der Lampen das Zünden der übrigen Lampen infolge des Spannungsabfalls an dieser Lampe behindert.

Es ist ein Beleuchtungssystem bekannt, das eine Wechselspannungsquelle und Gasentladungslampen aufweist, die jeweils über eine Drossel an die Spannungsquelle angeschlossen sind (siehe z. B. das Buch von O. G. Bulatov, V. S. Ivanov und D. P. Panfilov "Thyristorschaltungen zum Einschalten von hochintensiven Lichtquellen", Verlag "Energÿa", Moskau, 1975, S. 39, Abb. 2 bis 20).

Die das Anregen der Entladung in der Lampe gewährleistende Spannung überschreitet um ein Mehrfaches die Spannung, die an der Lampe im Laufe ihres Brennens liegen muß. Deshalb überschreitet die Spannung an der Drossel in der Regel um das 2- bis 2,5fache den Spannungsabfall an der gezündeten Lampe, so daß die Drossel für eine verhältnismäßig große Leistung ausgelegt werden muß, demzufolge sie ein verhältnismäßig großes Ausmaß und Gewicht hat. Das führt wiederum zu verhältnismäßig großen Energieverlusten in der Wicklung und im Kern der Drossel. Das Vorhandensein der Drosseln verschlechtert den Leistungsfaktor der Belastung der Stromversorgungsquelle, zu dessen Verbesserung kompensierende Kondensatoren eingeschaltet werden müssen. Im Ergebnis hat die Beleuchtungsarmatur große Ausmaße und ein hohes Gewicht.

Zur Vermeidung einer Sättigung der Drossel während des Betriebs muß der Kern einen Luftspalt haben, dessen Vorhandensein bei einem falschen Zusammenbau des Kerns zu einem "Brummen" der Drossel während des Betriebs führen kann. Deswegen wird durch die Notwendigkeit eines Zusammenbaus des Kerns mit einem Luftspalt die Herstellung der Drossel verkompliziert, und es werden dadurch die Kosten des Beleuchtungssystems erhöht.

Die Spannung der Stromversorgungsquelle kann sich als unzureichend zur Zündung der Gasentladungslampe erweisen, besonders bei der Verwendung von Hochdrucklampen, z. B. bei der Zuschaltung einer Hochdruck-Gasentladungslampe zu einem Wechselstromnetz mit einer Spannung von 220 oder 380 Volt, die mit Natriumdämpfen gefüllt ist, deren Zündspannung 1 Kilovolt überschreitet. In solchen Fällen müssen zur Gewährleistung einer Zündung der Lampen zusätzliche Starteinrichtungen, z. B. Thermorelais, dessen Kontakte parallel zu den Lampen geschaltet werden und beim Verschleifen einen steilen Anstieg der Spannung infolge der Selbstinduktions-EMK der Drosseln gewährleisten (für Niederdrucklampen), oder zusätzliche Schaltungen zum Erzeugen von Hochspannungsimpulsen, die für den Durchschlag des Entladungsraums ausreichend sind (für Hochdrucklampen), vorhanden sein. Die Notwendigkeit zusätzlicher Starteinrichtungen führt zu einer Verkomplizierung des Beleuchtungssystems. Ein ähnliches Problem entsteht bei einer Reihenschaltung mehrerer Gasentladungslampen, da die zur Auslösung der Entladung erforderliche Spannung ungefähr proportional mit der Anzahl der in Reihe geschalteten Lampen ansteigt.

Die an die Gasentladungslampe nach dem Entstehen der Entladung anzulegende Spannung darf nicht wesentlich vom Nennwert abweichen, da sogar eine verhältnismäßig geringe Vergrößerung dieser Spannung im Vergleich zur Nennspannung zu einer starken Verminderung der Lebensdauer der Lampe wegen einer schnellen Zerstörung der Elektroden führt, während eine geringe Verminderung der Spannung die Zündung der Lampe unsicher macht. Die zulässige Abweichung der Spannung an der Lampe beträgt üblicherweise nicht mehr als 5 bis 10%. Deswegen wirken sich die Spannungsschwankungen im Wechselstromnetz, das die Gasentladungslampen mit Strom versorgt, welche beim Zu- und Abschalten von elektronischen Geräten, darunter auch der Gasentladungslampen selbst, entstehen, negativ auf die Betriebssicherheit des Beleuchtungssystems aus.

Bei dem Beleuchtungssystem, das eine große Anzahl von Gasentladungslampen enthält, die einen großen Strom aus der Stromversorgungsquelle verbrauchen, entstehen bedeutende Energieverluste in den Leitungen, die die Lampen miteinander und mit der Stromversorgungsquelle verbinden. Der Strom, der durch die Lampen aus der Stromversorgungsquelle verbraucht wird, und damit die Energieverluste, können durch die Erhöhung der Spannung der Stromversorgungsquelle vermindert werden. In dem bekannten Beleuchtungssystem kann diese Spannung aus Gründen der Gefahrlosigkeit ohne wesentliche Verkomplizierung des Beleuchtungssystems (z. B. durch Verwendung von Abspanntransformatoren) nicht stark vergrößert werden, was zu verhältnismäßig großen Energieverlusten in Beleuchtungssystemen mit einer großen Anzahl von Lampen führt.

Falls in solchen Beleuchtungssystemen die die Lampen miteinander verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung haben, z. B. wenn das Beleuchtungssystem zur Beleuchtung von Straßen oder Autobahnen bestimmt ist, fällt außerdem die Spannung im Beleuchtungssystem infolge des Spannungsabfalls in den Leitungen verhältnismäßig schnell mit der Entfernung von der Transformatorenstation ab, die den entsprechenden Abschnitt des Beleuchtungssystems mit der Elektroenergieübertragungsleitung verbindet. Da, wie schon erwähnt, bedeutende Abweichungen der Spannung an der Gasentladungslampe zu vermeiden sind, wird die Länge des Abschnitts, der von einer Transformatorenstation mit Strom versorgt wird, verhältnismäßig gering sein, was zur Notwendigkeit des Vorhandenseins einer großen Anzahl von Transformatorenstationen führt, die ein solches Beleuchtungssystem mit der Elektroenergieübertragungsleitung verbinden, wodurch die Bau- und Betriebskosten des Beleuchtungssystems ansteigen.

Aus der US-PS 38 72 350 ist ein Beleuchtungssystem mit einer Wechselstrom-Spannungsquelle und mit Gasentladungslampen, die an die Spannungsquelle über Spartransformatoren angeschlossen sind, bekannt. In einem solchen Beleuchtungssystem haben die Wicklungen des Spar­ transformators eine schwache magnetische Kopplung miteinander, wodurch eine erhöhte Spannung am Ausgang des Transformators im Einschaltmoment der Gasentladungslampen, die zur Anregung der Gasentladung erforderlich ist, und ein Abfall der Spannung an der Lampe nach deren Zündung gewährleistet wird.

Die Verwendung des Spartransformators gestattet es, die Leistung, für die er ausgelegt werden muß, im Vergleich zur Drossel gewissermaßen zu vermindern. Wegen der schwachen magnetischen Kopplung zwischen den Wicklungen des Transformators überschreitet jedoch diese Leistung auch in diesem Fall bedeutend (ungefähr um 70 bis 80%) die Leistung, die durch die an ihn angeschlossenen Lampen verbraucht wird. Deshalb hat in einem solchen Beleuchtungssystem die Beleuchtungsarmatur verhältnismäßig große Ausmaße und ein hohes Gewicht. Eine schwache magnetische Kopplung zwischen den Wicklungen kann mit Hilfe eines Luftspalts, dessen Vorhandensein zu einer Verkomplizierung der Fertigung des Transformators führt, oder mit Hilfe einer Vergrößerung der Länge des magnetischen Kreises zwischen den Abschnitten des Kerns, auf die die Wicklungen des Transformators aufgewickelt sind, gewährleistet werden, was zu einer Vergrößerung der Ausmaße und des Gewichts des Transformators führt. Außerdem führt die schwache Kopplung zwischen den Wicklungen des Transformators zu einer starken Verschlechterung des Leistungsfaktors, wodurch die Verwendung eines kompensierenden Kondensators erforderlich wird.

Die Verwendung des Spartransformators gestattet es, bis auf einen gewissen Grad die Spannung zu erhöhen, die den Gasentladungslampen im Moment der Anregung der Entladung in ihnen zugeleitet wird, was die Zuschaltung zweier Niederdrucklampen der Sekundärwicklung eines Transformators ermöglicht. Zur weiteren Erhöhung der Spannung, die den Gasentladungslampen im Einschaltmoment zugeleitet wird, ist jedoch in einer solchen Schaltung die Verwendung von zusätzlichen Starteinrichtungen erforderlich. Außerdem muß der Einschaltung zweier Lampen mit Hilfe eines Transformators eine der Lampen durch einen Kondensator nebengeschlossen sein, wodurch das Beleuchtungssystem verkompliziert wird.

Bei dem Beleuchtungssystem, das eine Vielzahl von Gasentladungslampen hat, die an die Stromversorgungsquelle über eine Vielzahl von parallel geschalteten Spartransformatoren angeschlossen sind, wirken die Spannungsschwankungen im Stromversorgungsnetz ebenso wie bei einem Beleuchtungssystem mit Strombegrenzungsdrosseln sich negativ auf die Betriebssicherheit des Beleuchtungssystems aus. Die Elektroenergieverluste in den Leitungen des Beleuchtungssystems sind auch in diesem Fall verhältnismäßig hoch, da man die Spannung der Stromversorgungsquelle aus dem Gesichtspunkt der Gefahrlosigkeit ohne wesentliche Verkomplizierung des Beleuchtungssystems nicht stark erhöhen darf. Haben in einem solchen Beleuchtungssystem die die Lampen verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung, so fällt die Spannung im Beleuchtungssystem ebenso wie in dem Beleuchtungssystem, das Strombegrenzungsdrosseln benutzt, schnell mit der Entfernung von der Transformatorenstation ab, was zur Notwendigkeit des Vorhandenseins einer großen Anzahl von Transformatorenstationen führt, wodurch die Bau- und Betriebskosten des Beleuchtungssystems anwachsen.

Aus der JP-A 54-52 877 ist ein Beleuchtungssystem bekannt, das Gasentladungslampen aufweist und bei dem an den Ausgang einer Stromversorgungsquelle, die einen Wechselstrom mit konstanter Stromstärke liefert, die Primärwicklungen von streuungsfrei ausgebildeten Transformatoren (Stromwandlern) in Reihenschaltung angeschlossen sind und die Gasentladungslampen mit den Sekundärwicklungen der Transformatoren verbunden sind. Dieses Beleuchtungssystem kann nicht verhindern, daß beim Zu- und Abschalten von Lampen die Stromstärke stark variieren kann, wodurch ein zuverlässiger Betrieb der Gasentladungslampen nicht gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Beleuchtungssystem der aus der JP-A 54-52 877 bekannten Art die Quelle für den Wechselstrom konstanter Stromstärke so auszubilden, daß beim Zu- und Abschalten von Lampen die Stromstärke konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Beleuchtungssystem der aus der JP-A-54-52 877 bekannten Art, mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1, 3 und 4 gelöst.

Unteransprüche sind auf Merkmale besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Jeder der Stromwandler, die in einem solchen Beleuchtungssystem verwendet werden, wird für eine Leistung ausgelegt, welche ungefähr der Leistung gleich ist, die durch die an seine Sekundärwicklung angeschlossenen Gasentladungslampen verbraucht wird, so daß das Gewicht und die Ausmaße jedes der angegebenen Wandler bedeutend geringer sind als das Gewicht und die Ausmaße der strombegrenzenden Elemente, die in anderen bekannten Beleuchtungssystemen verwendet werden. Die Verwendung von Stromwandlern führt zu keiner Verschlechterung des Leistungsfaktors, was es gestattet, auf spezielle Kondensatoren, die den Leistungsfaktor verbessern, zu verzichten. Das Fehlen der Notwendigkeit, einen Luftspalt um den Kernen der Stromwandler zu gewährleisten, ermöglicht die Vereinfachung der Herstellung der Beleuchtungsarmatur. Außerdem gibt die Verwendung von Stromwandlern, die aus einer Quelle des stabilisierten Wechselstroms versorgt werden, die Möglichkeit, ziemlich hohe Spannungen an ihren Sekundärwicklungen im Leerlaufzustand ohne Benutzung von zusätzlichen Starteinrichtungen zu erhalten, was es gestattet, an die Sekundärwicklung jedes Wandlers eine größere Anzahl von in Reihe geschalteten Lampen anzuschließen. Dies ermöglicht also eine Verbilligung der Beleuchtungsarmatur, eine Verminderung ihres Gewichts und ihrer Ausmaße. Die Versorgung mit stabilisiertem Strom beseitigt praktisch den Einfluß des Widerstands der Leitungen und der Belastungsänderungen auf die Spannungen, die an die Gasentladungslampen angelegt werden, wodurch eine Erhöhung der Betriebssicherheit des Beleuchtungssystems und eine Vergrößerung der Länge seines Abschnitts, der von einer Transformatorenstation mit Strom versorgt werden kann und dadurch eine Herabsetzung der Bau- und Betriebskosten des Beleuchtungssystems, in dem die die Lampen miteinander verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung haben, ermöglicht wird. In einem solchen Beleuchtungssystem kann die maximale Spannung am Ausgang der Stromversorgungsquelle ziemlich hohe Werte bei verhältnismäßig geringer Spannung zwischen den Leitungen, an die die Beleuchtungsarmatur angeschlossen wird, erreichen, was es gestattet, den im Beleuchtungssystem bei der Nennbelastung fließenden Strom zu vermindern und dadurch die Elektroenergieverluste in den Leitungen herabzusetzen.

Gemäß einer der Ausführungsvarianten der Erfindung enthält die Stromversorgungsquelle eine Reihenschaltung aus zwei Induktivitäten, wobei der eine Anschluß der Reihenschaltung an das Drehstromnetz über Sättigungsdrosseln angeschlossen ist, die in Sternschaltung geschaltet sind, während der andere Anschluß an das Drehstromnetz über eine Einrichtung, die einen induktiven Widerstand hat, und über eine mit ihr in Reihe geschaltete Einrichtung, die einen kapazitiven Widerstand hat, angeschlossen ist. In diesem Fall sind die in Reihe geschalteten Primärwicklungen der Stromwandler parallel zur ersten Induktivität geschaltet, und die Stromversorgungsquelle enthält zusätzlich eine aus antiparallel geschalteten Thyristoren bestehende Schaltung, parallel zur zweiten Induktivität, eine Steuereinrichtung bei der Schaltung zum Schließen und Öffnen derselben im Laufe jeder Halbperiode der an die zweite Induktivität angelegten Wechselspannung und eine Einrichtung, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen der Stromwandler fließenden Stroms vom vorgegebenen Wert anspricht und mit der Steuereinrichtung der Schaltung zur Änderung der Zeitabschnitte verbunden ist, in deren Verlauf sich die Schaltung im geschlossenen und geöffneten Zustand bei einer Abweichung des Stroms in den Primärwicklungen der Stromwandler vom vorgegebenen Wert befindet.

Die Primärwicklungen der Stromwandler können in diesem Fall an die erste Induktivität über einen Anpassungstransformator angeschlossen werden, dessen Primärwicklung durch die erste Induktivität gebildet ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung enthält die Stromversorgungsquelle zwei Halbbrücken- Thyristor-Wechselrichter, die an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind und in denen kommutierende Induktivitäten in Reihe mit den Thyristoren geschaltet werden, die durch in bezug auf die Thyristoren gegengeschaltete Dioden nebengeschlossen sind, dabei sind die in Reihe geschalteten Primärwicklungen der Stromwandler zwischen den Verbindungspunkt der Arme des einen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters und den Verbindungspunkt der Arme des anderen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters geschaltet, die Steuereinrichtung für die Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter ist angeführt, daß die Öffnungsimpulse, die den Thyristoren den einen Halbbrücken- Thyristor-Wechselrichters zugeleitet werden, in bezug auf die Öffnungsimpulse, die den Thyristoren des anderen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters zugeleitet werden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der dem Signal am Steuereingang einer Steuereinrichtung für die Einschaltung der Thyristoren entspricht, und dieses Signal von einer Einrichtung geliefert wird, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen der Stromwandler fließenden Stroms von dem vorgegebenen Wert anspricht und mit dem Steuereingang der Steuereinrichtung der Thyristoren verbunden ist.

Gemäß noch einer Ausführungsvariante der Erfindung enthält die Stromversorgungsquelle eine Einrichtung zur Erzeugung von zwei Wechselspannungen relativ hoher Frequenz von zwei Wechselspannungen relativ hoher Frequenz, die gegeneinander um einen Winkel phasenverschoben sind, der einem Signal am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen entspricht, wobei diese Wechselspannungen an die Primärwicklungen eines Transformators gelegt sind, dessen Sekundärwicklung an den Eingang eines Frequenzwandlers mit direkter Kopplung, der zwei antiparallel geschaltete Thyristor-Gleichrichterschaltungen hat und dessen Ausgang als Ausgang der Stromversorgungsquelle dient, angeschlossen ist, wobei eine Einrichtung zur Steuerung der Amplitude des Signals am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen zur periodischen Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Wechselspannungen mit einer Freuenz, die bedeutend niedriger ist als die Frequenz dieser Wechselspannungen, vorgesehen ist, so daß die Spannung am Eingang des Frequenzwandlers periodisch zwischen Null und einem gewissen Grenzwert schwankt, wobei eine Einrichtung vorhanden ist, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen der Stromwandler fließenden Stroms von einem vorgegebenen Wert anspricht und mit der Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der hochfrequenten Wechselspannungen verbunden ist. In diesem Fall ist eine Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren in den Gleichrichterschaltungen des Frequenzwandlers mit der Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen und außerdem mit der Spannung am Eingang des Frequenzwandlers verbunden. Die Thyristoren des Frequenzwandlers werden somit derart gesteuert, daß am Ausgang des Frequenzwandlers eine pulsierende Spannung entsteht, wobei die Frequenz der Spannungsimpulse gleich der doppelten Frequenz der Wechselspannung am Ausgang des Frequenzwandlers ist und die Amplitude und die Polarität der Spannungsimpulse sich periodisch mit der Frequenz des Steuersignals für die Phasenverschiebung der hochfrequenten Wechselspannungen ändert.

Die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen kann zwei Thyristor-Wechselrichter enthalten, die an eine Gleichspannung angeschlossen sind, deren Ausgänge mit den Primärwicklungen des Transformators verbunden sind. In diesem Fall ist eine Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Wechselrichterthyristoren so ausgeführt, daß die den Thyristoren des einen Wechselrichters zugeleiteten Öffnungsimpulses in bezug auf die Öffnungsimpulse, die den Thyristoren des anderen Wechselrichters zugeleitet werden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der dem Signal am Steuereingang der Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren entspricht.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung enthält die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen einen Thyristor-Wechselrichter, der an das Gleichstromnetz angeschlossen ist und dessen Ausgang den einen Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen bildet, und eine steuerbare Phasenschiebereinrichtung, deren Eingang an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossen ist, deren Steuereingang als Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen dient und deren Ausgang den anderen Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen bildet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild eines Beleuchtungssystems;

Fig. 2 ein Schaltbild der Einschaltung von Gas­ entladungslampen mit vorzuwärmenden Elektroden in das Beleuchtungssystem;

Fig. 3 ein Schaltbild des Beleuchtungssystems mit einer Stromversorgungsquelle gemäß der Erfindung, die an ein Drehstromnetz mit einer Nulleitung angeschlossen ist;

Fig. 4 ein Schaltbild der Stromversorgungsquelle, die der in der Fig. 3 gezeigten Stromversorgungsquelle ähnlich ist, jedoch einen zusätzlichen Anpassungstransformator hat und an ein Drehstromnetz angeschlossen ist, das keinen Nulleiter hat;

Fig. 5 eine andere Ausführungsvariante der Schaltung der Stromversorgungsquelle gemäß der Erfindung, die in dem Beleuchtungssystem verwendet wird;

Fig. 6 (a bis k), 7 (a bis k) und 8 (a bis k) Kennlinien der Signale, die an verschiedenen Punkten der in der Fig. 5 dargestellten Schaltung unter verschiedenen Betriebsbedingungen derselben auftreten;

Fig. 9 noch eine Ausführungsvariante der Schaltung der Stromversorgungsquelle gemäß der Erfindung, die in dem Beleuchtungssystem verwendet wird;

Fig. 10 (a bis m) Kennlinien der Signale an verschiedenen Punkten der in der Fig. 9 dargestellten Schaltung;

Fig. 11 eine weitere Ausführungsvariante der Schaltung der Stromversorgungsquelle gemäß der Erfindung, die in dem Beleuchtungssystem verwendet wird.

Beschreibung des besten Ausführungsbeispiels der Erfindung

Gemäß der Fig. 1 enthält das Beleuchtungssystem eine Stromversorgungsquelle, die in Form einer Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms ausgeführt und an die Leitungen 2, 3 und 4 des Drehstromnetzes angeschlossen ist. Die Quelle 1 kann in der Transformatorenstation angeordnet werden, die die Elektroenergie­ übertragungsleitung mit dem Beleuchtungssystem verbindet. Das Beleuchtungssystem enthält auch eine Reihe von Stromwandlern 5, deren Primärwicklungen 6 in Reihe miteinander verbunden und an die Quelle 1 angeschlossen sind. An die Sekundärwicklung 7 jedes Stromwandlers 5 sind mehrere Gasentladungslampen 8 angeschlossen. Für das Ein- und Ausschalten der Lampe 8 dienen Schalter 9, die parallel zu den Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 geschaltet sind.

Die Stromwandler 5 stellen übliche Stromwandler dar, in denen die Sekundärwicklung eine große Windungszahl hat, während die Primärwicklung nur mehrere Windungen aufweist oder durch einen Leiter gebildet ist, der durch eine Öffnung im Kern verläuft, auf den die Sekundärwicklung aufgewickelt wird. Die Gasentladungslampen 8 können Niederdruck-Gasentladungslampen (Leuchtstofflampen) oder Hochdruck-Gasentladungslampen (die zum Beispiel mit Natrium- oder Quecksilberdämpfen ausgefüllt sind) darstellen.

Bei der Verwendung von Niederdrucklampen mit vorzuwärmenden Elektroden kann die Vorwärmung der Elektroden, die zur Zündung solcher Lampen erforderlich ist, mit Hilfe eines Zeitrelais und eines Vorwärmetransformators gewährleistet werden, zum Beispiel wie das in Fig. 2 gezeigt ist, gemäß der die Primärwicklung 10 eines Vorwärmtransformators 11 in Reihe mit den Kontakten 12 des Thermorelais an die Anschlüsse der Lampenelektroden geschaltet ist, deren andere Anschlüsse mit den Anschlüssen der Sekundärwicklung 7 der Stromwandler 5 verbunden sind. Die Sekundärwicklung 13 des Transformators 11 ist zwischen die Anschlüsse der Lampenelektroden geschaltet, deren andere Anschlüsse miteinander verbunden sind. Der Heizkörper 14 des Thermorelais ist in Reihe mit der Sekundärwicklung 7 des Stromwandlers 5 geschaltet. Wird an die Sekundärwicklung 7 des Stromwandlers 5 nur eine Lampe angeschlossen, so ist kein Vorwärmtransformator erforderlich.

Befinden sich alle Schalter 9 in geschlossenem Zustand, so fließt über die Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 kein Strom, die Spannung an ihren Sekundärwicklungen 7 ist gleich Null und die Lampen 8 sind ausgeschaltet. Die Quelle 1 wirkt in diesem Fall im Kurzschlußzustand und die Spannung an ihrem Ausgang liegt der Null nahe, wobei durch die Leitungen des Beleuchtungssystems (über die Schalter 9) der stabilisierte Wechselstrom mit einem vorgegebenen Wert fließt. Zur Vermeidung eines Stromdurchflusses durch die Leitungen des Beleuchtungssystems, wenn sämtliche Lampen 8 ausgeschaltet sind, kann die Quelle 1 mit einem (nicht gezeigten) Schalter versehen werden, der die Quelle 1 von den Leitungen 2, 3 und 4 des Wechselstromnetzes abschaltet. Das Ein- und Ausschalten dieses Schalters kann mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung geschehen, die in der Transformatorenstation angeordnet ist, oder auch fernbetätigt mit Hilfe von (nicht gezeigten) Steuereinrichtungen, die an den einzelnen mit den Gasentladungslampen 8 beleuchteten Abschnitten angebracht werden.

Die Einschaltung der Gasentladungslampen geschieht durch das Öffnen desjenigen Schalters 9, der parallel zu den Primärwicklungen der Stromwandler geschaltet ist, deren Sekundärwicklungen mit den einzuschaltenden Lampen verbunden sind. Dank der Stabilisierung, die durch die Quelle 1 gewährleistet wird, ändert sich der Strom im Beleuchtungssystem nicht und bleibt gleich dem vorgegebenen Wert.

Werden Gasentladungslampen mit kalten Elektroden verwendet, so ist in den Sekundärwicklungen der Stromwandler, die mit den anzuschließenden Lampen verbunden sind, praktisch kein Strom vorhanden, da der Widerstand der Lampen im Einschaltmoment sehr groß ist. Der Stromwert in den Primärwicklungen der angegebenen Wandler ändert sich jedoch dabei nicht, da die Quelle 1 eine Aufrechterhaltung dieses Stroms auf dem vorgegebenen Pegel gewährleistet. Dabei wird infolge einer Sättigung des magnetischen Kreises in den Sekundärwicklungen der Stromwandler eine Leerlaufspannung induziert, deren Amplitude in Abhängigkeit von dem Über­ setzungsverhältnis und den Parametern der Wandlerkerne von mehreren Hunderten bis mehrere Tausende Volts erreicht. Diese Spannung gewährleistet einen Durchschlag und eine sichere Zündung der Gasentladungslampen, die an die Sekundärwicklungen der entsprechenden Stromwandler angeschlossen sind.

Bei der Verwendung von Gasentladungslampen mit vorzuwärmenden Elektroden sind im Öffnungsmoment irgendeines der Schalter 9 die Sekundärwicklungen der entsprechenden Stromwandler mit einem sehr geringen Widerstand belastet, der sich aus dem Widerstand eines Heizkörpers 14 (Fig. 2) und dem Widerstand der Lampenelektroden zusammensetzt,d. h. die angegebenen Stromwandler wirken in einem Zustand, der dem Kurzschlußzustand nahe liegt. Sind die übrigen Schalter 9 (Fig. 1) in diesem Moment geschlossen, so wirkt die Quelle 1 in einem dem Kurzschluß nahen Zustand, die Spannung an ihren Ausgang ist gering, und der durch die Primärwicklungen der angegebenen Stromwandler fließende Strom bleibt auf dem vorgegebenen Pegel. Nach einem Zeitabschnitt der zur Vorwärmung der Lampenelektroden ausreichend ist, ruft der Stromdurchfluß durch den Heizkörper 14 (Fig. 2) des Thermorelais eine Öffnung seiner Kontakte 12 hervor, die den Vorwärmungskreis unterbrechen. Somit steigt die Belastung des entsprechenden Stromwandlers steil bis auf einen sehr großen Widerstandswert der an ihn angeschlossenen ungezündeten Gasentladungslampen an, was zu einem schroffen Anstieg der Spannung an der Sekundärwicklung des angegebenen Stromwandlers und zur Zündung der an sie angeschlossenen Lampen führt. Wegen der Trägheit des Heizkörpers 14 kommt kein Schluß der Kontakte 12 bis zum Moment der Lampenzündung zustande. Nach der Zündung der Lampen werden die Kontakte 12 in der geöffneten Lage durch den über die gezündeten Lampen fließenden Strom festgehalten.

Nach der Zündung der Lampen fällt ihr Widerstand ab. Weil die Änderung des Widerstandes der Lampen keinen Einfluß auf den Strom in den Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 (Fig. 1) ausübt, der durch die Quelle 1 auf einem bleibenden Pegel aufrechterhalten wird, wird der durch die Lampen im Laufe ihres Brennens fließende Strom nur durch das Übersetzungsverhältnis der Stromwandler 5 und durch den vorgegebenen Stromwert bestimmt, die so gewählt werden, um die Spannung an den Lampen und deren Betrieb in einem optimalen Zustand zu gewährleisten.

Eine Vergrößerung oder Verminderung der Anzahl der gezündeten Gasentladungslampen wirkt sich auf ihrer Arbeit nicht aus, da die Spannung an ihnen infolge des konstanten Stromwerts in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 stabil bleibt. Das gewährleistet sowohl eine hohe Sicherheit der Zündung der Gasentladungslampen als auch eine maximale Lebensdauer derselben und damit eine hohe Betriebssicherheit des Beleuchtungssystems. Der Abstand der Einschaltstelle der Lampe von der Transformatorstation hat keinen Einfluß auf die an die Lampe angelegte Spannung, da über die Primärwicklungen 6 sämtlicher Wandler 5 ein gleicher Strom fließt. Deshalb kann im Fall eines Beleuchtungssystems, in dem die die Lampen verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung haben, die Länge seine Abschnitts, der von einer Transformatorenstation mit Strom versorgt werden kann, sehr groß sein, wodurch eine Verminderung der Gesamtanzahl der Transformatorenstationen, die zur Verbindung eines solchen Beleuchtungssystems mit der Elektroenergieübertragungsleitung erforderlich sind, und dadurch eine Herabsetzung der Bau- und Betriebskosten des Beleuchtungssystems ermöglicht werden.

Das beschriebene Beleuchtungssystem gestattet es, eine verhältnismäßig niedrige Spannung an den Sekundärwicklungen 7 der Wandler 5 während des Brennens der Gasentladungslampen bei einer ziemlich hohen Spannung am Ausgang der Quelle 1, die einen maximalen Wert bis mehrere Kilovolt haben kann, zu gewährleisten, wodurch eine bedeutende Verminderung des Stroms im Beleuchtungssystem und dadurch eine Herabsetzung der Elektroenergieverluste in seinen Leitungen ermöglicht wird.

Bei dem Beleuchtungssystem, das zur Beleuchtung von Gebäuden verwendet wird, können die Wandler 5 zur Erhöhung der Gefahrlosigkeit in speziellen Räumen untergebracht werden. In diesem Fall können die Schalter 9 in Form von ferngesteuerten Thyristorschaltungen ausgeführt sein. Zur Gewährleistung der Gefahrlosigkeit bei der Auswechselung der Lampen können parallel zu den Sekundärwicklungen 7 der Wandler 5 (nicht gezeigte) Kontakte geschaltet werden, die während der Auswechselung der Lampen geschlossen werden. Das Schließen dieser Kontakte kann automatisch beim Herausnehmen der Lampe aus dem Beleuchtungskörper erfolgen.

Anstatt der Schalter 9 können Schalter verwendet werden, die parallel zu den Sekundärwicklungen 7 der Wandler 5 angeordnet sind. Diese Schalter können desgleichen eine Fernsteuerung haben.

Die Leistung, für die jeder Stromwandler 5 ausgelegt werden muß, ist ungefähr gleich der Leistung, die durch die Lampen verbraucht wird, welche an seine Sekundärwicklung angeschlossen sind. Deshalb haben diese Wandler geringe Ausmaße und ein niedriges Gewicht. Außerdem sind sie einfach in der Fertigung, da ihre Kerne keine Luftspalte aufweisen. Die Verwendung der Stromwandler führt zu keiner wesentlichen Verminderung des Leistungsfaktors, da der Ersatzwiderstand des Kreises, der den Stromwandler und die an ihn angeschlossenen Gasentladungslampen enthält, einen aktiven Charakter hat, wodurch die Notwendigkeit der Einschaltung von kompensierenden Kondensatoren in das Beleuchtungssystem beseitigt wird. All das gestattet es, das Gewicht und die Ausmaße der Beleuchtungsarmatur zu vermindern und Kosten des Beleuchtungssystems herabzusetzen.

Infolge der hohen Spannung, die an den Sekundärwicklungen der Stromwandler im Einschaltmoment der Lampen entwickelt wird, können an diese Wicklungen mehrere in Reihe verbundene Nieder- oder Hochdrucklampen angeschlossen werden, zum Beispiel zwei Hochdrucklampen oder vier Niederdrucklampen, wodurch die erforderliche Anzahl der Stromwandler entsprechend vermindert werden kann.

Weil während des Betriebs des Beleuchtungssystems die Belastung der Quelle 1 sich in Abhängigkeit von der Anzahl der gezündeten Gasentladungslampen um ein Vielfaches verändern kann, zum Beispiel um einen Faktor 100 bis 1000 muß die Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms so ausgeführt sein, daß er die Aufrechterhaltung eines Stroms im Beleuchtungssystem gewährleisten kann, dessen Wert sich nicht wesentlich bei einer Änderung der Belastung in weiten Grenzen ändert, zum Beispiel bei einer Ändergung des Betriebszustands der Quelle vom Nennbetrieb, wenn sämtliche Lampen des Beleuchtungssystems eingeschaltet sind, bis zu einem dem Kurzschluß nahen Betriebszustand, wenn eine minimale Anzahl der Lampen eingeschaltet ist. Außerdem muß zur Gewährleistung eines normalen Betriebs der Gasentladungslampe, und zwar zur Vermeidung von starken Pulsationen des Lichtstroms. Herabsetzung der Lichtabgabe oder sogar zum Erlöschen der Lampe der durch sie fließende Wechselstrom einen genügend kleinen Amplitudenfaktor haben. Üblicherweise darf der Amplitudenfaktor des durch die Gasentladungslampe fließenden Stroms 1,4 nicht überschreiten, was einer sinusartigen bis rechteckigen Form des Stroms entspricht. Da sich die Spannung an den Sekundärwicklungen 7 der Stromwandler 5 proportional der Änderungsgeschwindigkeit des Stroms ändert, der durch die Primärwicklungen 6 fließt, kann dieser Strom eine Form von der sinusartigen bis zur dreieckigen haben. Deswegen muß die Quelle 1 so ausgeführt sein, daß die angegebene Form des stabilisierten Stroms in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 im ganzen Änderungsbereich des Belastungswiderstands gewährleistet wird.

In Fig. 3 ist das Schaltbild einer der Ausführungsvarianten der Quelle 1 dargestellt, die während des Betriebs des Beleuchtungssystems die Aufrechterhaltung eines Wechselstroms in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 gewährleistet, der die sinusartige Form und einen vorgegebenen Wert hat.

Gemäß Fig. 3 enthält die Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms einen in Reihe geschalteten Kreis, der zwei Induktivitäten 15 und 16 aufweist. Eine der Anschlüsse der Induktivität 15 ist an die Phasenleitungen 2, 3 und 4 des Drehstromnetzes über Sättigungsdrosseln 17 angeschlossen, die in Sternschaltung geschaltet sind, und der andere Anschluß ist mit einer der Anschlüsse der Induktivität 16 verbunden. Das Drehstromnetz hat eine Nulleitung 18, die mit dem anderen Anschluß der Induktivität 16 über eine Einrichtung verbunden ist, die einen induktiven Widerstand hat und eine Induktivität 19 darstellt, sowie über eine mit ihr in Reihe verbundene Einrichtung, die einen kapazitiven Widerstand hat und einen Kondensator 20 darstellt.

Die in Reihe verbundenen Primärwicklungen 6 des Stromwandlers 5 sind parallel zur Induktivität 15 geschaltet.

Die Quelle 1 enthält zusätzlich eine Einrichtung, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen 6 des Wandlers 5 fließenden Stroms vom vorgegebenen Wert anspricht, eine parallel zur Induktivität 16 angeordnete Schalterschaltung und eine Einrichtung zur Steuerung der Schalterschaltung. Die auf die Stromabweichung ansprechende Einrichtung enthält einen Stromgeber 21, der in Reihe mit den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 geschaltet ist, eine Vergleichsschaltung 22, deren ein Eingang an den Geber 21 angeschlossen ist, und eine Vorgabeeinrichtung 23, die an den anderen Eingang der Vergleichsschaltung 22 angeschlossen ist. Die Schalterschaltung ist durch Thyristoren 24 und 25 ausgebildet, die zueinander antiparallelgeschaltet und zur Induktivität 16 parallel geschaltet sind. Die Steuereinrichtung der Schalterschaltung enthält einen in Reihe mit den Induktivitäten 15 und 19 und dem Kondensator 20 geschalteten Stromwandler 26, eine gesteuerte Phasenschieberschaltung 27, die einen synchronisierenden Eingang hat, der an den Ausgang des Stromwandlers 26 angeschlossen ist, und einen Steuereingang besitzt, der an den Ausgang der Vergleichsschaltung 22 über einen Verstärker 28 angeschlossen ist, sowie einen Impulsformer 29, dessen Eingang an den Ausgang der Phasenschieberschaltung 27 angeschlossen ist und die Ausgänge mit den Steuerelektroden der Thyristoren 24 und 25 verbunden sind.

Der Stromgeber 21 kann als Stromwandler ausgeführt sein. Die steuerbare Phasenschieberschaltung 27 ist zur Erzeugung an ihrem Ausgang von Impulsen bestimmt, die eine Frequenz haben, die die Frequenz des sinusförmigen Signals an ihrem synchronisierenden Eingang um das Doppelte überschreitet, und die in bezug auf den letzteren um einen Winkel, der dem Spannungswert an ihrem Steuereingang entspricht, so phasenverschoben ist, daß die maximale Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Impulsen am Ausgang der Phasenschieberschaltung und dem Signal an ihren synchronisierenden Eingang bei einer Änderung der Spannung an ihrem Steuereingang 180° beträgt (d. h. was zeitlich einer Halbperiode des Signals am synchronisierenden Eingang entspricht). Solche steuerbare Phasenschieberschaltungen sind gut bekannt und werden in den Thyristorumformern weitgehend verwendet. Eine solche Phasenschieberschaltung kann zum Beispiel einen Differentialverstärker mit zwei Thyristoren enthalten, wobei in den Kollektorkreis eines von ihnen ein Kondensator geschaltet ist, und eine Doppelbasisdiode aufweisen, an deren Steuerelektrode ein Signal vom Kondensator durchgegeben wird und deren Basis jeweils an den Ausgang des Zweipulsgleichrichters angeschlossen sind, dessen Eingang als synchronisierender Eingang der Phasenschieberschaltung wirkt. Das die Phasenverschiebung, die durch die Phasenschieberschaltung gewährleistet wird, steuernde Signal wird in diesem Fall zwischen der jeweiligen Basis der Transistoren des Differentialverstärkers zugeleitet. Es ist auch die Ausführung der steuerbaren Phasenschieberschaltung mit integrierenden analogen Elementen möglich, die Operationsverstärker zu benutzen. Der Impulsformer 29 ist zur Erzeugung von kurzen Impulsen bestimmt, die eine steile Vorderflanke und eine Leistung haben, die zur Entsperrung der an ihn angeschlossenen Thyristoren in Übereinstimmung mit dem Eintreffen der Impulse an den Eingang des Formers ausreichend ist. Die Schaltungen solcher Former sind gut bekannt und werden weitgehend in den Thyristorumformern verwendet.

Die in Fig. 3 dargestellte Quelle des Wechselstroms arbeitet auf folgende Weise:

Die durch die Drosseln 17 ausgebildete Schaltung arbeitet wie ein üblicher Frequenzverdreifacher. Das Durchfließen des Stroms durch die Drosseln 17 führt zu einer periodischen Sättigung derselben, wodurch der Strom, der über die Induktivitäten 15, 16 und 19 und den Kondensator 20 fließt, eine Frequenz hat, die um das Dreifache die Frequenz im Netz, das die Quelle 1 mit Strom versorgt, überschreitet und zum Beispiel 150 Hz beträgt.

Wenn der Widerstand der Belastung, die die Induktivität 15 nebenschließt, sehr klein ist (es ist eine minimale Anzahl der Lampen 8 eingeschaltet), ist auch der Ersatzwiderstand des Kreises, der durch die Induktivität 15 und einen Belastungswiderstand gebildet wird, gering im Vergleich mit den Widerständen des Kreises, der durch die Induktivitäten 16 und 19 und den Kondensator 20 gebildet ist. Die Kenndaten der Induktivitäten 16 und 19 und des Kondensators 20 werden so gewählt, daß der kapazitive Widerstand des Kondensators 20 wesentlich den summarischen induktiven Widerstand der Induktivitäten 16 und 19 überschreitet, so daß die Blindkomponente des Gesamtwiderstands des Kreises, der durch diese Induktivitäten und den Kondensator gebildet ist, einen kapazitiven Charakter trägt. Eine Erhöhung des Widerstands der Belastung (bei einer Zuschaltung von zusätzlichen Lampen) führt zu einer Vergrößerung der Blindkomponente des Ersatzwiderstands des Kreises, der durch die Induktivität 15 und den Belastungswiderstand gebildet ist. Bei verhältnismäßig geringen Belastungen steigt die angegebene Blindkomponente mit der Erhöhung des Belastungswiderstands sehr schnell an, wodurch der kapazitive Widerstand des Kreises zwischen dem Verbindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung in gleichem Grad vermindert wird, was zu einem Anstieg des Stroms im angegebenen Kreis führt, der die Erhöhung des Widerstands der Belastung kompensiert, so daß der Strom in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 keinen wesentlichen Änderungen ausgesetzt ist.

Bei einer weiteren Erhöhung des Belastungswiderstands fällt die Anstiegsgeschwindigkeit der Blindkomponente des Ersatzwiderstands im Kreis ab, der durch die Induktivität 15 und den Belastungswiderstand gebildet ist, und kann keine Kompensation der Erhöhung des Belastungswiderstands gewährleisten. Die Kenndaten der Induktivitäten 15, 16, 19 und des Kondensators 20 werden jedoch so gewählt, daß der Zustand des durch diese Elemente gebildeten Kreises unter diesen Bedingungen sich der Resonanz mit der verdreifachten Frequenz des Netzes nähert, was eine wesentliche Vergrößerung der EMK in den Wicklungen der Drosseln 17 hervorruft und zu einer Erhöhung des Stroms führt, der zwischen dem Verbindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung 18 fließt und dabei eine Kompensation des Anstiegs des Belastungswiderstands und die Aufrechterhaltung des Stroms in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 auf dem vorgegebenen Pegel gewährleistet.

Die Schalterschaltung, die durch die Thyristoren 24 und 25 gebildet ist, dient zur Kompensation der Spannungsänderungen am Ausgang des Wechselstromnetzes. Die Vorgabeeinrichtung 23 wird so eingestellt, daß das Signal an ihrem Ausgang gleich dem Signal am Ausgang des Gebers 21 ist, das dem vorgegebenen Stromwert entspricht. Die Kenndaten der Phasenschieberschaltung 27 werden so gewählt, daß das Eintreffen des Nullsignals an ihren Steuereingang eine Erzeugung von Impulsen an ihren Ausgängen gewährleistet, wenn der Wert des über die Induktivitäten 15, 16 und 19 und den Kondensator 20 fließenden Stroms, der von dem Stromwandler 26 aufgenommen wird, gleich Null ist. Das Eintreffen der Impulse vom Ausgang der Phasenschieberschaltung 27 an den Eingang des Impulsformers 29 ruft eine nacheinanderfolgende Erzeugung von Impulsen an seinen Ausgängen, so daß die Folgen der Impulse, die an den Ausgängen des Impulsformers 29 erzeugt werden, gegeneinander um 180° phasenverschoben sind, wobei beim Nullsignal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 27 die Momente des Eintreffens der Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors mit den Momenten zusammenfallen, wenn das Potential der Anode dieses Thyristors höher wird als das Potential seiner Katode. Somit ist bei einem Nullsignal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 27 der Einschaltwinkel jedes der Thyristoren 24 und 25 gleich Null, so daß im Laufe einer Halbperiode der Spannung, die an die Induktivität 16 angelegt ist, der eine Thyristor und im Laufe der anderen Halbperiode dieser Spannung der andere Thyristor entsperrt ist, was dem geschlossenen Zustand der Schalterschaltung entspricht, bei dem die Induktivität 16 die ganze Zeit durch den niedrigen Widerstand des entsprechenden Thyristors nebengeschlossen ist und keinen Einfluß auf den Ausgangsstrom der Quelle 1 ausübt.

Das Auftreten der Spannung am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 27 führt zu einer Verzögerung der Erzeugung von Impulsen an ihren Ausgängen und damit an den Ausgängen des Impulsformers 29, die um so größer sein wird, je größer das Signal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 27 ist. In diesem Fall weichen die Einschaltwinkel der Thyristoren 24 und 25 von Null ab, so daß die Induktivität 16 nur im Laufe eines Teils jeder Halbperiode der Spannung an dieser Induktivität 16 durch den Widerstand des entsperrten Thyristors nebengeschlossen wird.

Eine Erhöhung der Spannung im Netz führt zu einer gewissen Vergrößerung des Stroms in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5, die vom Geber 21 aufgenommen wird und zu einer Vergrößerung des Abweichungssignals am Ausgang der Vergleichsschaltung 22 führt. Die Änderung des Abweichungssignals wird durch den Verstärker 28 verstärkt und ruft eine Vergrößerung der Phasenverschiebung in der Phasenschieberschaltung 27 und dadurch eine Vergrößerung des Einschaltwinkels der Thyristoren 24 und 25 hervor. Demzufolge werden die Zeitabschnitte, während denen sich die Thyristoren 24 und 25 im entsperrten Zustand befinden, vermindert und die Zeitabschnitte, in deren Verlauf die Thyristoren 24 und 25 gesperrt sind, vergrößert, so daß sich der Mittelwert des Widerstands des Kreises zwischen dem Verbindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung 18 während einer Stromperiode in diesem Kreis vergrößert, wodurch die Spannungserhöhung im Netz kompensiert und eine wesentliche Vergrößerung des Stroms in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 vermieden wird. Wenn die Spannung im Netz einen maximalen Wert hat, liegt die Phasenverschiebung, die durch die Phasenschieberschaltung 27 gewährleistet wird, ihrem maximalen Wert nahe, der der Halbperiode der Spannung an der Induktivität 16 entspricht, so daß die Thyristoren 24 und 25 sich beinahe die ganze Zeit im gesperrten Zustand befinden.

Eine Verminderung der Spannung im Netz führt zu einer gewissen Herabsetzung des Stroms in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 und zu einer Verminderung des Abweichungssignals am Ausgang der Vergleichsschaltung 22, wodurch eine Verminderung der Phasenverschiebung in der Phasenschieberschaltung 27 und des Einschaltwinkels der Thyristoren 24 und 25 hervorgerufen wird. Demzufolge werden die Zeitabschnitte, während denen sich die Thyristoren 24 und 25 im entsperrten Zustand befinden, vergrößert und die Zeitabschnitte, in deren Verlauf die Thyristoren 24 und 25 gesperrt sind, vermindert, so daß sich der Mittelwert des Widerstands des Kreises zwischen dem Verbindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung 18 während einer Stromperiode in diesem Kreis vermindert, wodurch der Spannungsabfall im Netz kompensiert und eine wesentliche Stromvergrößerung in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 vermieden wird. Wenn die Spannung im Netz einen minimalen Wert hat, liegt die Phasenverschiebung, die durch die Phasenschieberschaltung 27 gewährleistet wird, nahe Null, so daß die Thyristoren 24 und 25 beinahe die ganze Zeit gesperrt sind.

Die Genauigkeit der Aufrechterhaltung des vorgegebenen Stromwerts wird durch den Verstärkungsfaktor des Kreises bestimmt, der den Geber 21, die Vergleichsschaltung 22, den Verstärker 28 und die Phasenschieberschaltung 27 enthält.

Die Induktivität 19 gewährleistet eine Unterdrückung der Oberwellen, die infolge der Sättigung der Drosseln entstehen. Da die Spannungsschwankungen im Netz in der Regel gering sind und zum Beispiel nur einige Prozente vom Nennwert betragen, kann die Induktivität 16 einen kleinen Wert im Vergleich zur Induktivität 19 haben. Bei einer solchen Wahl der Induktivität 16 führt ihre periodische Ein- und Ausschaltung bei der Umschaltung der Thyristoren 24 und 25 durch die Schalterschaltung zu keinen bemerkbaren Verzerrungen der Kurvenform des Stroms, der durch die Quelle 1 gewährleistet wird. Demzufolge gewährleistet die in der Fig. 3 dargestellt Quelle des stabilisierten Stroms das Fließen in den Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5, der eine Sinusform hat.

Anstatt der Schalterschaltung mit den Thyristoren 24 und 25 können in der in Fig. 3 dargestellten Schaltung auch andere steuerbare Schalterschaltungen verwendet werden, die ein periodisches Nebenschließen der Induktivität 16 gewährleisten.

Hat das Drehstromnetz keinen Nulleiter, so können die Induktivitäten 15 und 16 so an ihn angeschlossen werden, wie das in Fig. 4 gezeigt ist, in der statt des Kondensators 20 (Fig. 3) drei Kondensatoren 30, 31 und 32 verwendet werden, die an die Phasenleitungen 2, 3 und 4 des Netzes so angeschlossen sind, wie das die Fig. 4 zeigt. Es ist auch die Zuschaltung der Induktivitäten 15 und 16 über drei (nicht gezeigt) Induktivitäten möglich, die anstatt der Induktivität 19 (Fig. 3) verwendet werden und an die Leitungen 2 bzw. 3 und 4 des Netzes in Reihe mit dem Kondensator 20 (Fig. 3) oder mit den Kondensatoren 30, 31 und 32 (Fig. 4) angeschlossen sind. In diesen Fällen muß die summarische Kapazität der parallel geschalteten Kondensatoren der Kapazität des in der Fig. 3 dargestellten Kondensators 20 gleich sein, und die Induktivität des Kreises, der durch die parallel geschalteten Induktivitäten gebildet ist, muß der Induktivität 19 gleichen.

Zur Erleichterung der Anpassung der Kenndaten der Gasentladungslampen 8 an die Kenndaten der Quelle 1 können die Lampen an diese über einen zusätzlichen Anpassungstransformator angeschlossen werden, wie das in Fig. 4 gezeigt ist, in der die in Reihe verbundenen Primärwicklungen 6 der Wandler 5 an die Quelle 1 über einen Anpassungstransformator 33 angeschlossen sind, dessen Primärwicklung durch die Induktivität 15 gebildet ist.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Schaltungen der Stromversorgungsquellen sind imstande, das Aufrechterhalten des Stroms im Beleuchtungssystem mit einer Genauigkeit bis auf 2% bei einer Änderung der Spannung am Ausgang der Quelle von Null bis 800 Volt zu gewährleisten. Der Anteil der Oberwellen in der Stromkurve überschreitet nicht 5 bis 7%.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Schaltungen sind durch eine relative Einfachheit und Betriebssicherheit gekennzeichnet, haben jedoch einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad (etwa 0,8) infolge der verhältnismäßig großen magnetischen Verluste, die in den Sättigungsdrosseln entstehen. Es ist deshalb zweckmäßig, solche Schaltungen dann zu verwenden, wenn die Leistung, die im Beleuchtungssystem verbraucht wird, verhältnismäßig gering ist, zum Beispiel mehrere Zehner Kilowatt beträgt. Bei einem Beleuchtungssystem, das eine große Leistung verbraucht (zum Beispiel Hunderte Kilowatt), ist es zweckmäßig, eine Schaltung der Quelle des stabilisierten Wechselstroms zu verwenden, die einen höheren Wirkungsgrad hat, zum Beispiel die in Fig. 5 gezeigte Schaltung.

Gemäß Fig. 5 enthält die Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms zwei Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichter, die parallel zu einem Gleichstromnetz geschaltet sind, und zwar an den Ausgang eines Gleichrichters 34, dessen Eingang an die Leitungen 2, 3 und 4 des Drehstromnetzes angeschlossen ist. Anstatt des Anschlusses an den Gleichrichter 34 können die Wechselrichter an einen Gleichstromgenerator oder an eine Gleichstrom-Energieübertragungsleitung angeschlossen werden. Der eine Arm eines der Halbbrücken-Wechselrichter enthält einen Thyristor 35, der an den Ausgang des Gleichrichters 34 in Zündrichtung angeschlossen ist und durch eine entgegengeschaltete Diode 36 nebengeschlossen wird, sowie eine kommutierende Induktivität 37, die in Reihe mit dem parallelen Kreis geschaltet ist, der durch den Thyristor 35 und die Diode 36 gebildet wird. Der andere Arm dieses Wechselrichters enthält einen Thyristor 38, der an den Ausgang des Gleichrichters 34 in Zündrichtung angeschlossen ist und durch eine entgegengeschaltete Diode 39 nebengeschlossen wird, sowie eine kommutierende Induktivität 40, die in Reihe mit dem parallelen Kreis geschaltet ist, der durch den Thyristor 38 und die Diode 39 gebildet wird. Der Wechselrichter enthält auch einen kommutierenden Kondensator 41, dessen eine Ableitung mit dem Verbindungspunkt 42 der Arme des Wechselrichters verbunden ist. Die Arme des anderen Halbbrücken-Wechselrichters umfassen einen Thyristor 43, eine Diode 44 und eine kommutierende Induktivität 45 bzw. einen Thyristor 46, eine Diode 47 und eine kommutierende Induktivität 48, die analog den Thyristoren 35 und 38, den Dioden 36 und 39 und den kommutierenden Induktivitäten 37 und 40 geschaltet sind. Der zweite Wechselrichter enthält auch einen kommutierenden Kondensator 49, dessen eine Ableitung mit dem Verbindungspunkt 50 der Arme des zweiten Wechselrichters verbunden ist. Die Wechselrichter weisen einen gemeinsamen Spannungsteiler auf, der durch Kondensatoren 51 und 52 gebildet ist, die große Kapazitäten haben, in Reihe verbunden und an den Ausgang des Gleichrichters 34 angeschlossen sind. Die anderen Ableitungen der kommutierenden Kondensatoren 41 und 49 sind mit dem gemeinsamen Punkt der Kondensatoren 51 und 52 verbunden.

Die in Reihe verbundenen Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 sind zwischen den Verbindungspunkten 42 der Arme des einen Wechselrichters und den Verbindungspunkt 50 der Arme des anderen Wechselrichters geschaltet.

Die Wechselrichter sind mit einer Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren versehen, die einen Generator 53 des Sinussignals, einen Impulsformer 54, dessen Eingang an den Ausgang des Generators 53 angeschlossen ist und dessen Ausgänge mit den Steuerelektroden der Thyristoren 35 bzw. 38 verbunden sind, einen Impulsformer 55, dessen Ausgänge mit den Steuerelektroden der Thyristoren 43 bzw. 46 verbunden sind, und eine steuerbare Phasenschieberschaltung 56, die einen synchronisierenden Eingang, der an den Ausgang des Generators 53 angeschlossen ist, einen an den Eingang des Impulsformers 55 angeschlossenen Ausgang und einen Steuereingang hat, der den Steuereingang der Einrichtung zur Steuerung der Thyristoren bildet, enthält. Die Phasenschieberschaltung 56 kann analog der Phasenschieberschaltung 27 (Fig. 3) ausgeführt sein.

Die Quelle 1 (Fig. 5) enthält weiter eine Einrichtung, die auf die Abweichung des Stroms, der durch die Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 fließt, vom vorgegebenen Wert anspricht und einen in Reihe mit den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 geschalteten Stromgeber 57, eine Vergleichsschaltung 58, deren ein Eingang an den Geber 57 angeschlossen ist, und eine Vorgabeeinrichtung 59, die an den anderen Eingang der Vergleichsschaltung 58 angeschlossen ist, deren Ausgang über einen Verstärker 60 an den Steuereingang der Phasenschieberschaltung 56 angeschlossen ist, aufweist.

Während des Betriebs der Quelle 1 erzeugt der Impulsformer 54 an seinen Ausgängen Impulsfolgen, die gegeneinander um 180° phasenverschoben sind. Diese Impulsfolgen gelangen an die Steuerelektroden der Thyristoren 35 bzw. 38. Der Impulsformer 55 erzeugt desgleichen zwei Impulsfolgen, die gegeneinander um 180° phasenverschoben sind und an die Steuerelektroden der Thyristoren 43 bzw. 46 gelangen. Die Frequenz der Impulse, die durch die Impulsformer 54 und 55 erzeugt werden, ist gleich der Frequenz des Generators 53. Der Phasenwinkel, um den die Impulsfolgen, die am Impulsformer 54 erzeugt werden, gegenüber den Impulsfolgen, die der Impulsformer 55 erzeugt, verschoben sind, wird durch die Phasenverschiebung bestimmt, die durch die Phasenschieberschaltung 56 gewährleistet ist, welche ihrerseits durch das Signal an ihrem Steuereingang bestimmt wird.

Beim Eintreffen des Impulses an die Steuerelektrode des Thyristors 35 wird der letztere entsperrt und bewerkstelligt eine Aufladung des kommutierenden Kondensators 41 über den Kreis, der den Thyristor 35, die Induktivität 37 und den Kondensator 52 enthält. Wegen Vorhandensein der Induktivität 37 lädt sich der Kondensator 41 bis auf eine Spannung auf, die die Spannung am Kondensator 51 überschreitet, was die Sperrung des Thyristors 35 hervorruft, wonach sich der Kondensator 41 über die Diode 36 zu entladen beginnt. Danach geschieht eine Durchgabe des Impulses an die Steuerelektrode des Thyristors 38, demzufolge dieser Thyristor entsperrt wird und führt eine Umladung des Kondensators 41 über den Thyristor 38 und die Induktivität 40 durch. Wegen Vorhandenseins der Induktivität 40 lädt sich der Kondensator bis auf eine Spannung auf die, die Spannung am Kondensator 52 überschreitet, wodurch die Sperrung des Thyristors 38 hervorgerufen wird, wonach sich der Kondensator 41 über die Diode 39 zu entladen beginnt. Danach geschieht eine Durchgabe des Impulses an die Steuerelektrode des Thyristors 35, der Kondensator 41 lädt sich von neuem um, und es wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang. Im Ergebnis wird am Kondensator 41 eine Sinusspannung erzeugt, deren Frequenz gleich der Frequenz des Generators 53 ist. Auf gleiche Weise wird die Sinusspannung am Kondensator 49 erzeugt, dessen Umladung durch die abwechselnde Entsperrung der Thyristoren 43 und 46 erfolgt. Die Spannung zwischen den Verbindungspunkten 42 und 50 der Arme jedes der Wechselrichter, die der in Reihe geschalteten Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 zugeleitet wird, stellt eine Summe der Spannungen an den Kondensatoren 41 und 49 dar.

Gelangen die Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 43 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 38, und kommen die Impulse zur Steuerelektrode des Thyristors 46 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 35, so fallen die Sinusspannungen an den Kondensatoren 41 und 49 der Phase nach zusammen, so daß die Amplitude der Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 gleich der Summe der Spannungsamplituden an den Kondensatoren 41 und 49 ist, wie das durch die Fig. 6 illustriert wird, in der die Kurven 6 a, 6 b, 6 c und 6 d die Impulse darstellen, die an die Steuerelektroden der Thyristoren 35 bzw. 38, 46 bzw. 43 gelangen, die Kurven 6 e, 6 f, 6 g und 6 h entsprechend die Änderungen der Ströme wiedergeben, die durch die angegebenen Thyristoren fließen, die Kurven 6 i und 6 j die Änderungen der Spannungen an den Kondensatoren 41 bzw. 49 zeigen und die Kurve 6 k die Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 darstellt. Sind die Impulsfolgen, die durch den Impulsformer 54 erzeugt werden, gegenüber den durch den Impulsformer 55 erzeugten Impulsfolgen um einen gewissen Winkel phasenverschoben, d. h. es geschieht das Eintreffen der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 43 und 46 in den Intervallen zwischen den Ein­ treffungsmomenten der Impulse an die Elektroden der Thyristoren 35 und 38, so sind die Sinusspannungen an den Kondensatoren 41 und 49 um den gleichen Winkel phasenverschoben, so daß die Amplitude der Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 geringer ist als die Summe der Spannungsamplituden an den Kondensatoren 41 und 49, wie das in Fig. 7 illustriert ist, wo die Kurven 7 a bis 7 k die Änderungen der gleichen Signale wie die gleichnamigen Kurven in Fig. 6 darstellen. Die Amplitude der Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 wird um so geringer sein, je größer die Phasenverschiebung zwischen den Impulsen, die einerseits an die Steuerelektroden der Thyristoren 35 und 38 gelangen, und den Impulsen, die andererseits zu den Steuerelektroden der Thyristoren 46 bzw. 43 kommen, ist. Falls diese Phasenverschiebung gleich 180° ist, d. h. das Eintreffen der Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 43 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 35 geschieht, und die Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 46 gleichzeitig mit den Impulsen an die Steuerelektrode des Thyristors 38 eintreffen, liegen die Spannungen an den Kondensatoren 41 und 49 in Phasenopposition und kompensieren sich gegenseitig, so daß die Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 gleich null ist, wie das in Fig. 8 illustriert wird, wo die Kurven 8 a bis 8 k die Änderungen der gleichen Signale darstellen, wie die geichnamigen Kurven in der Fig. 6.

Die Stabilisation des durch die Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 fließenden Stroms geschieht auf folgende Weise:

Die Parameter des Gleichrichters 34 und der Halbbrücken- Wechselrichter werden so gewählt, daß bei einem gleichzeitigen Eintreffen der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 43 und 46 und der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 38 bzw. 35 sowie bei einer minimalen Spannung im Wechselstromnetz die summarische Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 ausreichend zur Gewährleistung des vorgegebenen Stromwerts in den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 bei einer maximalen Anzahl der eingeschalteten Lampen (maximale Belastung) ist. Die Vorgabeeinrichtung 59 wird so eingestellt, daß das Signal an ihrem Ausgang gleich dem Signal am Ausgang des Stromgebers 57 ist, das dem vorgegebenen Stromwert entspricht. Die Parameter der Phasenschieberschaltung 56 werden so gewählt, daß beim Nullsignal an ihrem Steuereingang die Phasenverschiebung zwischen den an ihrem Ausgang erzeugten Impulsen und dem Signal am Ausgang des Generators 53 das Eintreffen der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 43 und 46 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 38 bzw. 35 gewährleistet.

Bei einer minimalen Spannung im Netz und einer maximalen Anzahl der eingeschalteten Lampen hat das Abweichungssignal am Ausgang der Vergleichsschaltung 58 und damit das Signal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 56 einen minimalen Wert, so daß die Momente des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 43 und 46 ungefähr mit den Momenten des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 38 bzw. 35 zusammenfallen, die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Kondensatoren 41 und 49 nahe Null liegt und die summarische Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 den maximalen Wert hat. Eine Vergrößerung der Spannung im Netz oder eine Verminderung der Belastung, d. h. der Anzahl der eingeschalteten Lampen, führt zu einer gewissen Vergrößerung des Stroms in der Primärwicklung 6 des Wandlers 5, die durch den Stromgeber 57 aufgenommen wird und führt zu einer Vergrößerung des Abweichungssignals am Ausgang der Vergleichsschaltung 58. Die Änderung des Abweichungssignals wird durch den Verstärker 60 verstärkt, wodurch eine Vergrößerung der Phasenverschiebung in der Phasenschieberschaltung 56 und dadurch eine Vergrößerung der Phasenverschiebung der zu den Thyristoren 43 und 46 kommenden Zündimpulse in bezug auf die Zündimpulse die an die Thyristoren 38 und 35 eintreffen, hervorgerufen wird. Im Ergebnis geschieht auch eine Vergrößerung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Kondensatoren 41 und 49, wodurch eine wesentliche Vergrößerung des Stroms in den Wicklungen 6 verhindert wird. Eine sehr starke Verminderung der Belastung im Vergleich zu ihrem maximalen Wert verursacht eine Verschiebung der Impulse, die am Ausgang der Phasenschieberschaltung 56 erzeugt werden, um einen Zeitabschnitt, der ungefähr gleich der Hälfte der Periode des Signals am Ausgang des Generators 53 ist. Bei geringen Belastungswerten liegen die Momente des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 43 und 46 nahe den Momenten des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 35 bzw. 38, die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Kondensatoren 41 und 49 nähert sich 180° und die Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 liegt nahe Null, d. h. die Quelle 1 arbeitet in einem Zustand, der dem nahe dem Kurzschluß steht.

Somit gewährleistet die in Fig. 5 gezeigte Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms das Aufrechterhalten des Stroms, der durch die Primärwicklungen 6 der Wandler 5 fließt, auf dem vorgegebenen Pegel sowohl bei einer Spannungsänderung im Stromversorgungsnetz als auch bei schroffen Änderungen des Belastungswiderstands, die bei Änderungen der Anzahl der eingeschalteten Gasentladungslampen entstehen. Die Genauigkeit der Aufrechterhalten der vorgegebenen Stromwerte wird durch den Verstärkungsfaktor des Kreises bestimmt, der den Geber 57, die Vergleichsschaltung 58, den Verstärker 60 und die Phasenschieberschaltung 56 enthält. Da sich die Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 aus den Sinusspannungen an den Kondensatoren 41 und 49 zusammensetzt, hat auch die Spannung am Ausgang der Quelle 1 eine Sinusform unabhängig von der Größe der Belastung.

Die Frequenz der Sinusspannung zwischen den Punkten 42 und 50, die an die Gasentladungslampen 8 angelegt wird, ist gleich der Frequenz des Generators 53 und kann ziemlich groß sein (zum Beispiel mehrere Kilohertz betragen), wodurch die Gewährleistung minimaler Ausmaße und Gewicht der Blindwiderstandselemente in den Wechselrichtern und den Stromwandlern 5 sowie eine Verminderung der Pulsationen des Lichtstroms ermöglicht wird.

Die Verwendung von niederfrequenten Impulsen für die Umschaltung der Thyristoren in der Schaltung der Quelle, die in Fig. 5 gezeigt wird, ist nicht zweckmäßig, da zur Gewährleistung einer niederfrequenten Kommutierung von großen Strömen, die in einem leistungsfähigen Beleuchtungssystem fließen, kommutierende Elemente erforderlich sein würden, die sehr große Ausmaße und Gewichte hätten. Andererseits führt bei einem leistungsfähigen Beleuchtungssystem, bei dem die die Lampen verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung haben, zum Beispiel bei einem System, das zur Beleuchtung von Straßen und Autobahnen verwendet wird, eine große Frequenz des einzuspeisenden Stroms zu einer wesentlichen Verschlechterung des Leistungsfaktors wegen dem großen Wert des induktiven Widerstands der Leitungen. Das bedingt die Notwendigkeit der Benutzung von Kompensationssystemen, die infolge der großen Leistung, die im Beleuchtungssystem verbraucht wird, sehr kompliziert sein würden. Zugleich hat in solchen Beleuchtungssystemen der Pulsationsgrad des Lichtstroms in der Regel keine wesentliche Bedeutung. Deswegen ist in diesem Fall zweckmäßig, eine Quelle des stabilisierten Wechselstroms zu benutzen, die einen Frequenzwandler mit direkter Kopplung hat, der eine große Ausgangsleistung gewährleistet, jedoch keine kommutierende Elemente mit Blindwiderständen hat. Eine solche Quelle kann zum Beispiel so ausgeführt sein, wie das in der Fig. 9 oder 11 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 9 enthält die Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms eine Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen, die zwei Brücken-Thyristor- Wechselrichter 61 und 62 einbezieht, deren Ausgänge die Ausgänge der Einrichtung zur Erzeugung der Spannungen bilden und die parallel zum Gleichstromkreis geschaltet sind, und zwar an den Ausgang eines Gleitrichters 63, dessen Eingang an die Leitungen 2, 3 und 4 des Drehstromnetzes angeschlossen ist.

Die Schaltungen der Wechselrichter 61 und 62 unterscheiden sich von den Schaltungen der üblichen Brücken-Thyristor-Wechselrichter nicht. Der Wechselrichter 61 hat vier Zweige, deren zwei die Thyristoren 64 bzw. 65 enthalten und in Reihe an den Ausgang des Gleichrichters 63 angeschlossen sind, während die beiden anderen die Thyristoren 66 bzw. 67 enthalten und desgleichen in Reihe an den Ausgang des Gleichrichters 63 angeschlossen werden. Jeder Zweig des Wechselrichters enthält auch eine kommutierende Induktivität, die in Reihe mit dem Thyristor dieses Zweiges geschaltet ist, und eine Diode in antiparalleler Verbindung mit dem Thyristor des Zweiges zwischen den Verbindungspunkt der Zweige, die die Thyristoren 64 und 65 enthalten, und den Verbindungspunkt der Zweige mit den Thyristoren 66 und 67 ist ein kommutierender Kondensator 68 geschaltet. Der Wechselrichter 62 enthält Thyristoren 69, 70, 71 und 72, kommutierende Induktivitäten, Dioden und einen kommutierenden Kondensator 73, die analog den Thyristoren 64, 65, 66 und 67, den kommutierenden Induktivitäten, Dioden und dem kommutierenden Kondensator 68 des Wechselrichters 61 geschaltet sind. Das Ausgangssignal des Wechselrichters 62 wird vom Kondensator 73 abgegriffen.

Die Wechselrichter 61 und 62 weisen eine Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren auf, die einen Generator 74 des Sinussignals, einen Impulsformer 75, dessen Eingang an den Ausgang des Generators 74 angeschlossen ist und dessen Ausgänge mit den Steuerelektroden der Thyristoren 64 bzw. 65 bzw. 66 und 67 verbunden sind, einen Impulsformer 76, dessen Ausgänge mit den Steuerelektroden der Thyristoren 69 bzw. 70 bzw. 71 und 72 in Verbindung stehen, eine steuerbare Phasenschieberschaltung 77, die einen synchronisierenden Eingang hat, der an den Ausgang des Generators 74 angeschlossen ist, einen Ausgang, der an den Eingang des Impulsformers 76 angeschlossen ist, und einen Steuereingang, der den Steuereingang der Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren bildet, enthält.

Die Quelle 1 enthält auch einen Frequenzwandler 78 mit direkter Kopplung, der zwei antiparallel geschaltete Thyristor-Gleichrichterschaltungen hat, deren eine mit Thyristoren 79, 80, 81 und 82 und die andere mit Thyristoren 83, 84, 85 und 86 ausgeführt sind. Die Anoden der Thyristoren 79, 81, 84 und 86 sind mit den Katoden der Thyristoren 80 bzw. 82 bzw. 83 und 85, die Katoden der Thyristoren 79 und 81 sind miteinander und mit den zwischeneinander verbundenen Anoden der Thyristoren 83 und 85 verbunden. Die Anoden der Thyristoren 80 und 82 sind miteinander und mit den zwischeneinander verbundenen Katoden der Thyristoren 84 und 86 verbunden. Der Verbindungspunkt der Anode des Thyristors 79 mit der Katode des Thyristors 80 ist mit dem Verbindungspunkt der Katode des Thyristors 83 mit der Anode des Thyristors 84 verbunden. Der Verbindungspunkt der Anode des Thyristors 81 mit der Katode des Thyristors 82 steht in Verbindung mit dem Verbindungspunkt der Katode des Thyristors 85 mit der Anode des Thyristors 86. Die Ausgänge der Wechselrichter 61 und 62 sind in Reihe an den Eingang des Frequenzwandlers 78 über einen Transformator 87 angeschlossen, dessen eine Primärwicklung 88 parallel zum Kondensator 68, dessen andere Primärwicklung 89 parallel zum Kondensator 73 und dessen Sekundärwicklung 90 mit dem einen Ende an die miteinander verbundenden Anoden der Thyristoren 79 und 84 und die Katoden der Thyristoren 80 und 83 und mit dem anderen Ende an die miteinander verbundenen Anoden der Thyristoren 81 und 86 und die Katoden der Thyristoren 82 und 85 angeschlossen sind. Die Primärwicklungen 88 und 89 haben eine gleiche Windungszahl.

Der Frequenzwandler 78 hat eine Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren, die einen Impulsformer 91 enthält, dessen Eingang an die Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 angeschlossen ist und dessen Ausgänge über eine Umschalteinrichtung mit den Steuerelektroden der Thyristoren 79 und 86 des Frequenzwandlers 78 verbunden sind.

Die in Reihe geschalteten Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 sind an den Ausgang des Frequenzwandlers 78 angeschlossen, der den Ausgang der Quelle 1 bildet, d. h. sie sind zwischen den Verbindungspunkt der Katoden der Thyristoren 79 und 81 mit den Anoden der Thyristoren 83 und 85 und den Verbindungspunkt der Anoden der Thyristoren 80 und 82 mit den Katoden der Thyristoren 84 und 86 geschaltet.

Die Quelle 1 enthält weiter eine Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 77, die einen Generator des sich der Amplitude nach ändernden periodischen Signals darstellt, der einen Generator 93 des einpoligen periodischen Signals in Form eines Dreiecks und einen Verstärker 94 mit einem steuerbaren Verstärkungsfaktor, dessen Eingang dem Ausgang des Generators 93 zugeschaltet ist und dessen Ausgang mit dem Steuereingang der Phasenschieberschaltung 77 in Verbindung steht, enthält. Die Quelle 1 enthält außerdem eine Einrichtung, die auf die Abweichung des Stroms, der über die Primärwicklung 6 der Wandler 5 fließt, vom vorgegebenen Wert anspricht. Die auf die Stromabweichung ansprechende Einrichtung enthält einen Stromgeber 95, der in Reihe mit den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 geschaltet ist, eine Vorgabeeinrichtung 96 und eine Vergleichsschaltung 97, deren Eingänge mit dem Geber 95 und der Vorgabeeinrichtung 96 und deren Ausgang über einen Verstärker 98 mit dem Steuereingang des Verstärkers 94 verbunden sind.

Die Impulsformer 75, 76 und 91 und die Phasenschieberschaltung 77 können analog den in der Fig. 5 gezeigten Impulsformern 54 und 55 und der Phasenschieberschaltung 56 ausgeführt sein. Die Umschalteinrichtung 92 enthält vier elektronische Schalter 99, die zwischen die Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis 86 und die Ausgänge des Impulsformers 91 so geschaltet sind, daß die Steuerelektroden der Thyristoren 79 und 84 an einen der Ausgänge des Impulsformers 91 über einen der elektronischen Schalter, die Steuerelektroden der Thyristoren 80 und 83 an den anderen Ausgang des Impulsformers 91 über einen anderen elektronischen Schalter, die Steuerelektroden der Thyristoren 81 und 86 an den dritten Ausgang des Impulsformers 91 über den dritten elektronischen Schalter und die Steuerelektroden der Thyristoren 82 und 85 an den vierten Ausgang des Impulsformers 91 über den vierten elektronischen Schalter angeschlossen sind. Die Steuereingänge der elektronischen Schalter 99 sind miteinander verbunden und bilden den Steuereingang des Umschalters 92. Der Generator 93 kann aus einem Generator des alternierenden dreieckigen Signals mit einem an ihn angeschlossenen Zweipulsgleichrichter bestehen. Die Schaltungen von Generatoren alternierender dreieckiger Signale sind gut bekannt und werden weitgehend in analogen Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet.

Die Wirkung der in der Fig. 9 dargestellten Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms verläuft auf folgende Weise.

Der Generator 93 erzeugt ein gleichpoliges dreieckiges Signal, das eine niedrige Frequenz hat (zum Beispiel 150 Hz) und das sich in den Grenzen von Null bis zu einem gewissen maximalen Wert ändert, wie das in Fig. 10a dargestellt ist. Dieses Signal gelangt an den Eingang des Verstärkers 94 (Fig. 9), an dessen Ausgang ein dreieckiges Signal gebildet wird, das die gleiche Form wie das Signal am Ausgang des Generators 93 sowie eine Amplitude hat, die sich proportional der Änderung des Signals am Steuereinang des Verstärkers 94 ändert.

Die Wechselrichter 61 und 62 wirken wie übliche Brücken-Thyristor-Wechselrichter. Der Generator 74 erzeugt eine Sinusspannung, die eine verhältnismäßig hohe Frequenz hat (zum Beispiel 1000 Hertz), die die Frequenz des periodischen Signals, das vom Generator 93 erzeugt wird, bedeutend überschreitet. Das sinusförmge Signal gelangt vom Generator 74 an den Eingang des Impulsformers 75. An den Ausgängen des Formers 75, die mit den Steuerelektroden der Thyristoren 64 und 67 verbunden sind, werden synphase Impulsfolgen erzeugt, deren Freqenz gleich der Frequenz des Signals ist, das durch den Generator 74 erzeugt wird. An den Ausgängen des Impulsformers 75, die mit den Steuerelektroden der Thyristoren 65 und 66 verbunden sind, werden synphase Impulsfolgen erzeugt, die eine gleiche Frequenz wie die zu den Thyristoren kommenden Impulse haben, jedoch in bezug auf diese um 180° phasenverschoben sind. Die an die Steuerelektroden der Thyristoren 64 bis 67 eintreffenden Impulsfolgen sind in Fig. 10 gezeigt, wo die Fig. 10b den Impulsen entspricht, die zu den Thyristoren 64 und 67 kommen, und Fig. 10c den Impulsen entspricht, die an die Thyristoren 65 und 66 gelangen. Demzufolge wird am Kondensator 68 (Fig. 9) eine Sinusspannung erzeugt, deren Frequenz gleich der Frequenz des Generators 74 ist und die an die Primärwicklung 88 des Transformators 87 angelegt wird. Die Spannung am Kondensator 68 ist in Fig. 10f gezeigt.

Die Wirkung des Wechselrichters 62 (Fig. 9) verläuft analog der Wirkung des Wechselrichters 61. An den Ausgängen des Impulsformers 76, die mit den Steuerelektroden der Thyristoren 69 und 72 verbunden sind, werden synphase Impulsfolgen erzeugt, die um 180° in bezug auf die synphasen Impulsfolgen phasenverschoben sind, die an den Ausgängen des Formers 76 erzeugt werden, welche mit dem Steuerelektroden der Thyristoren 70 und 71 in Verbindung stehen. Der Phasenwinkel, um den die Impulsfolgen an den Steuerelektroden der Thyristoren 69 bis 72 in bezug auf die Impulse an den Steuerelektroden der Thyristoren 64 bis 67 verschoben sind, wird durch das Signal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 77 bestimmt, die so ausgeführt ist, daß bei dem Nullsignal an ihrem Steuereingang die Phasenverschiebung zwischen den Impulsen an ihrem Ausgang und dem Signal am Ausgang des Generators 74 das Eintreffen der Impulse an die Thyristoren 69 und 72 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Thyristoren 64 und 67 und das Eintreffen der Impulse an die Thyristoren 70 und 71 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Thyristoren 65 und 66 gewährleistet. Das Eintreffen des Signals vom Ausgang des Verstärkers 94 an den Steuereingang der Phasenschieberschaltung 77 bedingt eine Änderung der Phasenverschiebung der Impulse an den Steuerelektroden der Thyristoren 69 bis 72 in bezug auf die Impulse an den Steuerelektroden der Thyristoren 64 bis 67. Die Phasenschieberschaltung 77 gewährleistet eine Änderung der angegebenen Phasenverschiebung, die der Änderung der Spannung an ihrem Steuereingang proportional ist, d. h. in Übereinstimmung mit der linearen Änderung des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 in den Grenzen von Null bis zu einem gewissen maximalen Wert, der der Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 proportional ist. Somit entspricht die Form der Kurve, die die Änderung der Phasenverschiebung in der Zeit charakterisiert, der Fig. 10a, und die Amplitude dieser Änderung wird durch das Signal am Steuereingang des Verstärkers 94 (Fig. 9) bestimmt.

Die den Steuerelektroden der Thyristoren 69 bis 72 zugeführten Impulsfolgen sind in Fig. 10 dargestellt, wo Fig. 10d den an die Thyristoren 69 und 72 und Fig. 10e den die Thyristoren 70 und 71 eintreffenden Impulsen entsprechen. Am Kondensator 73 des Wechselrichters 62 (Fig. 9) wird eine Sinusspanung gebildet, deren Amplitude gleich der Amplitude der Spannung am Kondensator 68 des Wechselrichters 61 ist und die in bezug auf die Spannung am Kondensator 68 um einen Winkel phasenverschoben ist, der sich periodisch und linear proportional dem Signal am Ausgang des Verstärkers 94 ändert, wie das in Fig. 10g dargestellt ist. Die am Kondensator 73 (Fig. 9) gebildete Spannung gelangt an die Primärwicklung 89 des Transformators 87.

In der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 entsteht eine Sinusspannung, die proportional der Summe der Sinusspannungen an seinen Primärwicklungen 88 und 89 ist. Die Spannung in der Sekundärwicklung 90 wird durch den Ausdruck bestimmt:

worin

U die Spannung an der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87,
U _m einen Wert, der durch die Spannungsamplituden an den Kondensatoren 68 und 73 und das Über­ setzungsverhältnis des Transformators 87 bestimmt wird,
d (t) die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen, die in der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 infolge des Durchfließens der Ströme durch die Primärwicklungen 88 und 89 induziert werden,
ω die Winkelfrequenz der Spannung an Kondensator 68 und
t die Zeit bedeuten.

Somit entsteht in der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 eine Sinusspannung, deren Frequenz ungefähr gleich der verhältnismäßig großen Frequenz des Signals ist, das durch den Generator 74 erzeugt wird, und die Amplitude sich nach einem periodischen Gesetz mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz ändert, die gleich der Frequenz des Signals am Ausgang des Generators 93 ist. Die Primärwicklungen 88 und 89 des Transformators sind so g 19361 00070 552 001000280000000200012000285911925000040 0002003152093 00004 19242eschaltet, daß beim Eintreffen der Impulse an die Thyristoren 69, 72 und 70, 71 gleichzeitig mit dem Eintreffen der Impulse an die Thyristoren 64, 67 bzw. 65, 66 die Spannungen, die in der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 infolge des Durchfließens der Ströme durch die Primärwicklungen 88 und 89 induziert werden, sich in Phasenopposition befinden, so daß beim Eintreffen des Nullsignals an den Steuereingang der Phasenschieberschaltung 77 die Spannung in der Sekundärwicklung 90 gleich Null ist. Bei einer Änderung des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 ändert sich deshalb die Spannungsamplitude in der Sekundärwicklung 90 in den Grenzen von Null bis zu einem gewissen maximalen Wert, der der Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 proportional ist und der durch den Wert des Signals bestimmt wird, das an seinen Steuereingang eintrifft. Da die Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Kondensatoren 68 und 73 einen linearen Charakter trägt, erfolgt die Änderung der Spannungsamplitude in der Sekundärwicklung 90 nach einem Sinusgesetz, wie das in Fig. 10h gezeigt ist. Die Periode der Amplitudenänderung (d. h. die Periode der Hüllkurve der Spannung in der Sekundärwicklung 90) ist gleich der Periode der Änderung des Signals am Ausgang des Generators 93 (Fig. 9), und die Amplitude dieser Änderung (d. h. die Amplitude der Hüllkurve) ist proportional der Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 und wird durch das Signal an seinem Steuereingang bestimmt.

Von der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 gelangt das Signal an den Frequenzwandler 78, der folgendermaßen arbeitet:

An den Eingang des Impulsformers 91 kommt von der Sekundärwicklung 90 ein Signal an, das proportional der Summe der Spannungen, die durch die Wechselrichter 61 und 62 gebildet werden, d. h. der in Fig. 10h gezeigten Spannung ist. Der Impulsformer 91 (Fig. 9) erzeugt Impulse an seinen Ausgängen, die über die elektronischen Schalter mit den Steuerelektroden der Thyristoren 79, 84 und 82, 85 verbunden sind, wenn das Potential an den Anoden der Thyristoren 79 und 84 (Katoden der Thyristoren 80 und 83) größer wird als das Potential an den Anoden der Thyristoren 81 und 86 (Katoden der Thyristoren 82 und 85), und an seinen Ausgängen, die mit den Steuerelektroden der Thyristoren 80, 83 und 81, 86 verbunden sind, wenn das Potential an den Anoden der Thyristoren 79 und 84 (Katoden der Thyristoren 80 und 83) geringer wird als das Potential an den Anoden der Thyristoren 81 und 86 (Katoden der Thyristoren 82 und 85). Befinden sich die elektronischen Schalter 99 der Umschalteinrichtung 92 dabei in einer Lage, in der die Ausgänge des Impulsformers 91 mit den Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis 82 verbunden sind, so wirkt die Thyristorbrücke, die durch diese Thyristoren gebildet ist, wie ein Zweipulsgleichrichter und gewährleistet die Ausbildung einer gleichpoligen pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78, deren Amplitude sich proportional der Spannungsamplitude am Ausgang des Frequenzwandlers 78 ändert. Die an die Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis 82 eintreffenden Impulsfolgen sind in Fig. 10 gezeigt, wo Fig. 10i den Impulsen entspricht, die an die Thyristoren 79 und 82 ankommen, während Fig. 10j den an die Thyristoren 80 und 81 ankommenden Impulsen entspricht. Wenn das Signal am Ausgang des Generators 93 (Fig. 9) gleich Null wird, d. h. wenn die Hüllkurve des Signals am Eingang des Frequenzwandlers 78 durch die Null geht, ändert sich das Signal am Steuereingang der Umschalteinrichtung 92 und ruft eine Umschaltung der elektronischen Schalter 99 in eine Stellung hevor, in der sich die Ausgänge des Impulsformers 91 mit den Steuerelektroden der Thyristoren 83 bis 86 verbinden. Demzufolge wird am Ausgang des Frequenzwandlers 78 eine gleichpolige pulsierende Spannung gebildet, deren Amplitude sich proportional der Spannungsamplitude am Eingang des Frequenzwandlers 78 ändert, die jedoch eine der Polarität der Spannung, die bei der Wirkung der Thyristoren 79 bis 82 erzeugt wird, entgegengesetzte Polarität hat. Die an die Steuerelektroden der Thyristoren 83 bis 86 eintreffenden Impulsfolgen sind in Fig. 10 gezeigt, wo Fig. 10k den Impulsen entspricht, die den Thyristoren 84 und 85 zugeführt werden, und Fig. 10l den an die Thyristoren 83 und 86 ankommenden Impulsen entspricht. Wenn das Signal am Ausgang des Generators 93 (Fig. 9) wieder gleich Null wird, kehren die Schalter 99 in die Stellung zurück, in der die Ausgänge des Impulsformers 91 mit den Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis 82 verbunden werden, wodurch sich die Polarität der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78 wieder ändert. Somit wird am Ausgang des Frequenzwandlers 78 eine pulsierende Spannung erzeugt, die eine Frequenz hat, die gleich der verdoppelten Frequenz der Spannung an den Ausgängen der Wechselrichter 61 und 62 ist, und deren Hüllkurve sich nach einem Sinusgesetz mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz des Signals am Ausgang des Generators 93 ist, ändert, wie das in Fig. 10m gezeigt ist. Dabei ist die Amplitude der Sinuskurve, die die Änderung der Hüllkurve der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78 (Fig. 9) charakterisiert, der Spannungsamplitude in der Sekundärwicklung 90 des Transformators 87 proportional, d. h. sie wird durch den Wert des Signals am Steuereingang des Verstärkers 94 bestimmt.

Die die Umschaltung der elektronischen Schalter 99 gewährleistenden Impulse können vom Ausgang des Generators des alternierenden dreieckigen Signals durchgegeben werden, der einen Teil des Generators 93 bildet.

Infolge der Induktivität und Kapazität der Leitung, die die Gasentladungslampe 8 mit dem Ausgang der Quelle 1 verbindet, werden die Pulsationen des Stroms, der durch die Primärwicklungen 6 des Stromwandlers 5 fließt, abgeglättet und der über die Lampen 8 fließende Strom ist praktisch sinusförmig.

Die Stabilisierung des Stroms, der durch die Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 fließt, geschieht folgendermaßen:

Die Vorgabeeinrichtung 96 wird so eingestellt, daß das Signal an ihrem Ausgang gleich dem Signal am Ausgang des Stromgebers 95 ist, das dem vorgegebenen Stromwert entspricht. Bei maximaler Spannung im Netz und bei sehr kleiner Belastung (zum Beispiel bei einer minimalen Anzahl der eingeschalteten Lampen) hat das Abweichungssignal am Ausgang der Vergleichsschaltung 97 und damit das Signal am Steuereingang des Verstärkers 94 einen minimalen Wert, die Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 ist unwesentlich und die von der Phasenschieberschaltung 77 gewährleistete Phasenverschiebung zeigt beinahe keine Änderung. In diesem Fall fallen die Momente des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 69, 72 und 70, 71 ungefähr mit den Momenten des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 64, 67 bzw. 65, 66 zusammen, die Spannungen in den Primärwicklungen 88 und 89 des Transformators 87 sind ungefähr um 180° phasenverschoben und die Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78 liegt nahe Null.

Ein Abfall der Netzsapnnung oder eine Erhöhung der Belastung führt zu einer gewissen Verminderung des Stroms in den Primärwicklungen 6 des Stromwandlers 5, die vom Geber 95 aufgenommen wird und zu einer Vergrößerung des Abweichungssignals am Ausgang der Vergleichsschaltung 97 führt. Die Änderung des Abweichungssignals wird durch den Verstärker 98 verstärkt, bedingt dabei eine Vergrößerung der Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 und damit eine proportionale Vergrößerung der Amplitude der Hüllkurve der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78 und verhindert dadurch einen wesentlichen Anstieg des Stroms in den Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5. Bei minimaler Netzspannung und maximaler Anzahl der eingeschalteten Lampen haben das Abweichungssignal am Ausgang der Vergleichsschaltung 97 und die Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 maximale Werte, bei denen die Amplitude der Änderung der durch die Phasenschieberschaltung 77 gewährleisteten Phasenverschiebung nahe dem Wert liegt, der der Halbperiode des Signals am Ausgang des Generators 74 entspricht. In diesem Fall ändert sich die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen in den Primärwicklungen 88 und 89 des Transformators 87 periodisch von 180° bis zu einem der Null nahen Wert, und die Hüllkruve der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78 hat eine maximale Amplitude.

Somit gewährleistet die in Fig. 9 gezeigte Quelle 1 des stabilisierenden Wechselstroms die Aufrechterhaltung des Stroms in den Primärwicklungen 9 der Stromwandler 5 auf dem vorgegebenen Pegel sowohl bei Änderungen der Netzspannung als auch bei schroffen Änderungen des Widerstands der Belastung, die bei Änderungen der Anzahl der eingeschalteten Lampen entstehen. Die Genauigeit der Aufrechterhaltung des vorgegebenen Stromwerts wird durch den Verstärkungsfaktor des Kreises, der den Stromgeber 95, die Vergleichsschaltung 97 und den Verstärker 98 enthält, sowie durch die Beziehung, die die Änderung der durch die Phasenschieberschaltung 77 gewährleisteten Phasenverschiebung bei Änderung des Signals am Steuereingang des Verstärkers 94 festlegt, bestimmt.

Die Phasenschieberschaltung 77 und der Impulsformer 76 können so ausgeführt sein, daß beim Nullsignal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung 77 die Momente des Eintreffens der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 70 und 71 mit den Momenten des Eintreffens der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 64 und 67 zusammenfallen. In diesem Fall muß die Einschaltrichtung einer der Wicklungen 88 oder 89 auf die entgegengesetzte Richtung verändert werden.

Anstatt zweier in Fig. 9 gezeigter Brücken-Wechselrichter 61 und 62 können zwei Halbbrücken-Wechselrichter verwendet werden, die so parallel zum Gleichstromnetz geschaltet sind, wie das in Fig. 5 gezeigt ist. In diesem Fall wird der Eingang des Frequenzwandlers mit direkter Kopplung zwischen den Verbindungspunkt der Arme eines Wechselrichters und den Verbindungspunkt der Arme des anderen Wechselrichters geschaltet.

Die in Fig. 11 dargestellte Schaltung der Quelle 1 des stabilisierten Wechselstroms unterscheidet sich von der in Fig. 9 dargestellten Schaltung dadurch, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen anstelle des zweiten Thyristor-Wechselrichters 62 (Fig. 9) eine steuerbare Phasenschiebereinrichtung 100 (Fig. 11) enthält, die einen Transformator 101, einen Brücken-Gleichrichter 102 und einen Magnetverstärker 103 enthält, dessen Arbeitswicklungen 104 und 105 in Reihe mit einer der Diagonalen des Gleichrichters 102 der Sekundärwicklung des Transformators 101 geschaltet sind. Die Primärwicklung des Transformators 101, deren Ableitung den Eingang der Phasenschiebereinrichtung 100 bilden, ist parallel zum Kondensator 68 des Wechselrichters 61 geschaltet. Die andere Diagonale des Gleichrichters 102 ist parallel zum Eingang des Wechselrichters 61 geschaltet. Der Ausgang der Phasenschiebereinrichtung 100 ist mit dem Eingang des Frequenzwandlers 78 über den Transformator 87 verbunden, dessen Primärwicklung 89 zwischen den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 101 und den Verbindungspunkt des Gleichrichters 102 mit den Arbeitswicklungen 104 und 105 des Magnetverstärkers 103 geschaltet ist. Der Ausgang des Verstärkers 94 steht in Verbindung mit der Steuerwicklung 106 des Magnetverstärkers 103, dessen Ableitungen den Steuereingang der Phasenschiebereinrichtung 100 bilden.

Während des Betriebs der in Fig. 11 gezeigten Quelle 1 gelangt die Spannung vom Ausgang des Wechselrichters 61 an die Primärwicklung des Transformators 101 der Phasenschiebereinrichtung 100. Eine Änderung der Spannung am Ausgang des Verstärkers 94 führt zu einer Änderung der Vormagnetisierung des Kerns des Magnetverstärkers 103, was wiederum zu einer Änderung der Induktivität der Arbeitswicklungen 104 und 105 führt, die sich proportional der Spannung in der Steuerwicklung 106 verändert. Der Gleichrichter 102 funktioniert wie ein Wirkwiderstand, wobei er die Rückkehr eines Teils der Energie des elektrischen Stroms, der in der Sekundärwicklung des Transformators 101 fließt, an den Eingang der Quelle 1 gewährleistet. Deshalb führt eine Änderung der Induktivität der Arbeitswicklungen 104 und 105 zu einer Phasenänderung der Spannung zwischen dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 101 und dem Verbindungspunkt des Gleichrichters 102 mit den Arbeitswicklungen 104 und 105, d. h. in der Primärwicklung 89 des Transformators 87. Beim Nullsignal am Ausgang des Verstärkers 94 ist die Induktivität der Arbeitswicklungen 104 und 105 maximal, und die Phasenverschiebung zwischen der Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators 101 und der Spannung in der Primärwicklung 89 des Transformators 87 liegt nahe Null. Bei einer Vergrößerung des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 fällt die Induktivität der Arbeitswicklungen 104 und 105 ab, wodurch sich die Phasenverschiebung zwischen der Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators 101 und der Spannung in der Primärwicklung 89 vergrößert. Bei einem ausreichend großen Signal am Ausgang des Verstärkers 94 liegt die Phasenverschiebung nahe 180°.

Somit gewährleistet die in Fig. 11 dargestellte Schaltung der Quelle des Stabilisierten Wechselstroms, desgleichen wie die in Fig. 9 dargestellte Schaltung, die Zuleitung einer Spannung der Primärwicklung 89 des Transformators 87, die in bezug auf die Spannung in seiner Primärwicklung 88 um einen Winkel phasenverschoben ist, der sich proportional dem Signal am Ausgang des Verstärkers 94 ändert. Im sonstigen unterscheidet sich die Wirkung der in Fig. 11 dargestellten Schaltung von der Wirkung der in Fig. 9 dargestellten Schaltung nicht.

Gemäß der oben angeführten Beschreibung gestatten es die in den Fig. 9 und 11 gezeigten Schaltungen der Quellen des stabilisierten Wechselstroms, eine niedrige Frequenz des Ausgangsstroms bei der Verwendung von kommutierenden Elementen, die mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz wirken und also geringe Ausmaße und Gewichte haben, zu erhalten.

Statt des Magnetverstärkers 103 kann in der in Fig. 11 dargestellten Schaltung ein Kreis verwendet werden, der aus zwei in Reihe geschalteten Induktivitäten besteht, deren eine durch antiparallel geschaletete Thyristoren mit Zündwinkeln nebengeschlossen ist, die sich entsprechend dem Signal am Ausgang des Verstärkers 94 ändert.

Die Form des periodischen Signals am Ausgang des Generators 93 kann sich von der dreieckigen unter der Bedingung unterscheiden, daß der erforderliche Amplitudenfaktor des Stroms, der durch die Gasentladungslampen 8 fließt, gewährleistet wird. Das Signal am Ausgang des Generators 93 kann zum Beispiel eine solche Form haben, daß die Hüllkurve der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers 78 eine dreieckige Form hat, wodurch das Erhalten einer Form des über die Lampen 8 fließenden Stroms, die der rechteckige Form nahe liegt, und dadurch eine Verminderung der Lichtstrompulsation und eine Erhöhung der Lichtabgabe ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem kann zur Beleuchtung von Industriebetrieben, Straßen, Autobahnen, Stadien, Bergwerken u. a. verwendet werden. Die Quelle des stabilisierten Wechselstroms wird in einer Transformatorenstationen angeordnet, die mit einer Elek­ troenergieübertragungsleitung oder mit einem Wechselstromnetz mit Industriefrequenz verbunden ist. Die Stromwandler können in der Beleuchtungsarmatur, an den Lampenmasten oder in separaten Räumen angebracht werde. Bei einem Beleuchtungssystem, das zur Beleuchtung von Straßen oder Autobahnen verwendet wird, können die Stromwandler an den Lampenmasten mit Hilfe von Isolatoren aufgehängt werden, wobei die Versorgungsleitungen durch Fenster in den Transformatorenkernen verlaufen.

Claims (6)

1. Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen, bei dem an den Ausgang einer Stromversorgungsquelle, die einen Wechselstrom mit konstanter Stromstärke liefert, die Primärwicklungen von streuungsfrei ausgebildeten Transformatoren (Stromwandlern) in Reihenschaltung angeschlossen sind und die Gasentladungslampen mit den Sekundärwicklungen der Transformatoren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsquelle eine Reihenschaltung aus zwei Induktivitäten (15, 16) enthält und der eine Anschluß der Reihenschaltung an das Drehstromnetz über Sättigungsdrosseln (17) angeschlossen ist, die in Sternschaltung geschaltet sind, während der andere Anschluß an das Drehstromnetz über eine Einrichtung (19), die einen induktiven Widerstand hat, und über eine mit ihr in Reihe geschaltete Einrichtung (20), die einen kapazitiven Widerstand hat, angeschlossen ist, wobei die in Reihe geschalteten Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) parallel zur ersten Induktivität (15) angeschlossen sind und die Stromversorgungsquelle zusätzlich eine aus antiparallel geschalteten Thyristoren bestehende Schalterschaltung, die parallel zur zweiten Induktivität (16) geschaltet ist, eine Steuereinrichtung für die Schalterschaltung zum Schließen und Öffnen derselben im Laufe jeder Halbperiode der an die zweite Induktivität (16) angelegten Wechselspannung und eine Einrichtung enthält, die auf die Abweichungen des durch die Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) fließenden Stroms vom vorgegebenen Wert anspricht und mit der Steuereinrichtung der Schalterschaltung zur Änderung der Zeitabschnitte, in deren Verlauf sich die Schalterschaltung im geschlossenen und geöffneten Zustand befindet, verbunden ist (Fig. 3).

2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) in die erste Induktivität (15) über einen Anpassungstransformator (33) angeschlossen sind, dessen Primärwicklung durch die erste Induktivität (15) gebildet ist (Fig. 4).

3. Beleuchtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsquelle zwei Halbbrücken-Thyristor- Wechselrichter enthält, die an eine Gleichspannungsquelle (34) angeschlossen sind und in denen kommutierende Induktivitäten (37, 40, 45, 48) in Reihe mit den Thyristoren (35, 38, 43, 46) geschaltet sind, die durch in bezug auf die Thyristoren (35, 38, 43, 56) entgegengeschalteten Dioden (36, 39, 44, 47) nebengeschlossen sind, wobei die in Reihe geschalteten Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) zwischen den Verbindungspunkt (42) der Arme des einen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters und den Verbindungspunkt (50) der Arme des anderen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters geschaltet sind, eine Steuereinrichtung zur Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter so ausgeführt ist, daß die Zündimpulse, die den Thyristoren (35, 38) des einen Halbbrücken- Thyristor-Wechselrichters zugeleitet werden, in bezug auf die Zündimpulse, die den Thyristoren (43, 46) des anderen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters zugeleitet werden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der einem Signal am Steuereingang der Steuereinrichtung entspricht, und dieses Signal von einer Einrichtung geliefert wird, die auf die Abweichung des durch Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) fließenden Stroms von dem vorgegebenen Wert anspricht und mit dem Steuereingang der Steuereinrichtung der Thyristoren verbunden ist (Fig. 5).

4. Beleuchtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsquelle eine Einrichtung (61, 62; 100) zur Erzeugung von zwei Wechselspannungen relativ hoher Frequenz aufweist, die gegeneinander um einen Winkel phasenverschoben sind, der einem Signal am Steuereingang der Einrichtung (61, 62; 100) zur Erzeugung der Wechselspannungen entspricht, daß diese Wechselspannungen an die Primärwicklungen (88, 89) eines Transformators (87) gelegt sind, dessen Sekundärwicklung (90) an den Eingang eines Frequenzwandlers (78) mit direkter Kopplung, der zwei antiparallel geschaltete Thyristor-Gleichrichterschaltungen hat und desen Ausgang als Ausgang der Stromversorgungsqelle dient, angeschlossen ist, daß eine Einrichtung (93, 94) zur Steuerung der Amplitude des Signals am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen zur periodischen Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Wechselspannungen mit einer Frequenz, die bedeutend niedriger als die Frequenz dieser Wechselspannungen ist, vorgesehen ist, so daß die Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (78) periodisch zwischen Null und einem gewissen Grenzwert schwankt, daß eine Einrichtung (97, 98) vorhanden ist, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen (6) der Stomwandler (5) fließenden Stroms von einem vorgegebenen Wert anspricht und mit der Einrichtung (93, 94) zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung (61, 62; 100) zur Erzeugung der hochfrequenten Wechselspannungen verbunden ist, und daß eine Einrichtung (91, 92) zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren (79-86) in den Gleichrichterschaltungen des Frequenzwandlers (78) mit der Einrichtung (93, 94) zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung (61, 62; 100) zur Erzeugung der Wechselspannungen und außerdem mit der Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (78) verbunden ist und die Thyristoren (79-86) des Frequenzwandlers (78) derart steuert, daß am Ausgang des Frequenzwandlers (78) eine pulsierende Spannung (Fig. 10m) entsteht, wobei die Frequenz der Spannungsimpulse gleich der doppelten Frequenz der Wechselspannung am Eingang des Freuquenzwandlers (78) ist und die Amplitude und die Polarität der Spannungsimpulse sich periodisch mit der Frequenz des Steuersignals für die Phasenverschiebung der hochfrequenten Wechselspannungen ändert (Fig. 9, 11).

5. Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen zwei Thyristor-Wechselrichter (61, 62) enthält, die an eine Gleichspannung angeschlossen sind und deren Ausgänge mit den Primärwicklungen (88, 89) des Transformators (87) verbunden sind, wobei eine Einrichtung (74-77) zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter (61, 62) so ausgeführt ist, daß die den Thyristoren (64, 65, 66, 67) des einen Wechselrichters (61) zugeleiteten Zündimpulsen in bezug auf die Zündimpulse, die den Thyristoren (69, 70, 71, 72) des anderen Wechselrichters (62) zugeleitet werden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der dem Signal am Steuereingang (77) der Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren entspricht (Fig. 9).

6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen einen Thyristor-Wechselrichter (61), der an eine Gleichspannung angeschlossen ist und dessen Ausgang den einen Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen bildet, und eine steuerbare Phasenschiebereinrichtung (100) enthält, deren Eingang an den Ausgang des Thyristor- Wechselrichters (61) angeschlossen ist, deren Steuereingang als Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen dient und deren Ausgang den anderen Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselspannungen bildet (Fig. 11)