DE3152093T1 - Lighting system - Google Patents
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- DE3152093T1 DE3152093T1 DE813152093T DE3152093T DE3152093T1 DE 3152093 T1 DE3152093 T1 DE 3152093T1 DE 813152093 T DE813152093 T DE 813152093T DE 3152093 T DE3152093 T DE 3152093T DE 3152093 T1 DE3152093 T1 DE 3152093T1
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Description
Die Erfindung berrifft Beleuchtungssysteme, insbesondere Beleucntungssysteme, bei denen Gasentla-
dungslampen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann zur Beleuchtung von Industriebetrieben, Straßen, Autobahnen, Stadien,
Bergwerkenu.a. benutzt werden.
Die Gasentladungslampe stellt eine Lichtquelle dar, in der der Lichtstrom durch die Ionisation des
Gases erzeugt wird, die unter Einwirkung der elektri-. sehen Entladung entsteht. Zur Anregung dieser Entladung
nuß an die Elektroden der Lampe eine ziemlich hohe Spannung (von mehreren Hunderten bis Tausenden
Volts) angelegt werden, die imstande ist, einen Durchschlag des Entladungsraums zu gewährleisten, der die
Ionisation des Gases in der Lampe und die Gasentladung hurvorruf'U. Vor dem Enbatohungsmoinunt der Entla-
'dO dung ist der Widerstand der Gasentladungslampe sehr
hoch, und es fehlt praktisch ein Strom durch die Lampe, liach 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 wir el'üblicherweise .eine
Drossel verwendet, die man in Reihe mit der Gasentladungslampe schaltet, enthält das Beleuchtungssystem
eine Vielzahl von Gasentladungslampen, so wird jede Lampe üDlicherweise über eine separate Drossel an die
Stromversorgungsquelle angeschlossen. Eine Parallelschaltung der Gasentladungslampen über eine gemeinsame
Drossel ist unzulässig, 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, daß eine V/echselspannungsquelle und Gasentladungslampen enthält,
.-■■■'■ deren jede an die Spannungsquelle über eine Drossel
: angeschlossen isi; (s. zum Beispiel das Buch von G.G.
: .:.:,; Bulatov, -V.S. Ivanov und. JJ.P· Fanfllov "Thyristor-
. : schaltungen zum Einschalten von hochintensiven Licht-
: 5 quellen", Verlag "Energija", Moskau, 1975» S. 39,
'■- .'. ' Abb. 2 bis. 20).
: Die aas Anregen der Entladung in der Lampe ge-■
'.',.· währleistende Spannung überschreitet um ein Mehrfaches
die Spannung, die an der Lampe im Laufe ihres . ■■. IO Brennens liegen muß. Deshalb überschreitet die Spannung
an der Drossel in der lieg el um das. 2 bis 2,5f'a.che
■ den Spannungsabfall an der gezündeten Lampe, so das
die Drossel für eine verhältnismäßig große Leistung "*"* ausgelegt werden muß, demzufolge sie ein verhältnis-
.15 mäßig großes Ausmaß und Gewicht hat. Das führt wieder-.
: um 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 Beleuchtungsarma-
: ■■„ .'■ · ;■ tür große Ausmaße und ein hohes Gewicht.
■■·■'. Zur Vermeidung einer Sättigung der Drossel während
des Betriebs muß ihr Kern einen Luftspalt haben, dessen Vorhandensein bei einem falschen Zusammenbau
•w 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, ■ . 30 und es werden, dadurch die Kosten des Beleuchtungssystems erhöht.
Die.Spannung der Stromversorgungsquelle kann
'.'■■■.■ sich, als unzureichend zur Zündung der Gasentladungs-
- lampe erweisen, besonders bei der Verwendung von Hoch-
drucklampen, zum Beispiel bei der Zuschaltung einer : ..,":· Hochdruck-Gasentladungslampe einem' Wechselstromnetz·
; , .mit einer Spannung von 220 oder 3^0 Volts, die mit
; Katriumdämpfen ausgefüllt ist, deren Zündspannung
1 Kilovolt überschreitet. In solchen fällen müssen
zur Gewährleistung einer Zündung der Lampen zusätzliche Anf ahreinrichtungen, zum Beispiel 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 Sonderschaltungen zum Erzeugen von Hochspannungsimpulsen,
die für den Durchschlag des Ent ladung sr au ins ausreichend
sind (für iiochdruc klampe η), vorhanden sein.
Die Notwendigkeit an zusätzlichen Anfahreinrichtungen
führt zu einer Verkomplizierung des Beleuchtungssy-' stems. Ein ähnliches Problem entsteht bei einer Serienverbindung
xaehrerer Gasentladungslampen, da die zur Anregung der Entladung erforderliche Spannung ungefähr proportional der Anzahl der in Keine geschalteten
Lampen ansteigt.
Die an die Gasentladungslampe nach dem Entstehen
der Entladung anzulegende Spannung darf nicht wesentlieh
vom1 Wennwert abweichen, da sogar eine verhältnismäßig geringe Vergrößerung dieser Spannung im Vergleich
zur .Nennspannung zu einer scharfen 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 V/echselstomnetz, das die Gasentladungslampen mit
Strom versorgt, welche beim Zu- und Abschalten von elektronischen Geräten, darunter auch der Gasentladungslampen selbst, entstehen, negativ auf die Betriebs-:
sicherheit des Beleuchtungssystems aus.
Bei. dem Beleuchtungssystem, das eine große Anzahl von Gasentladungslampen enthält, die einen großen S^rom
aus der Stromversorgungsquelle verbrauchen, entstehen : bedeutende Verluste der elektrischen Energie 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
(zum Beispiel durch Verwendung von Abspanntransformatoren)
nicht stark vergrößert werden, was zu
"IO verhältnismäßig großen Energieverlusten in Beleuchtung
s systemen mit einer großen Anzahl von Lampen
.... führt.
Falls in solchen Beleuchtungssystemen die die ; Lampen miteinander verbindenden,Leitungen eine große
Ausdehnung haben, zum Beispiel wenn das Beleuchtungssystem zur Beleuchtung von Straßen oder Autobahnen bestimmt
ist, fällt außerdem die Spannung im Beleuch-
■■■.'. tüngssystem,infolge des Spannungsäbf alls 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 er-.wähnt, bedeutende Abweichungen der Spannung an der Gasentladungslampe
unzulässig 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 EleiCtroenergieübertra-
OQ gungsleitung verbinden, wodurch die Bau- und Betriebskosten
des Beleuchtungssysteras ansteigen.
Am nächsten zur Erfindung ist ein Beleuchtungssystem,
mit einer Wechselstrom-Spannungsquelle und mit Gasentladungslampen, die an die Spannungsquelle über
Spartränsformatoren angeschlossen sind (s. zum Bei-
; spiel US-PS 3872350, ausgegeben am 18. März 1975). In
. einem solchen Beleuchtungssystem haben die Wicklungen des Spartransformators eine schwache 'magnetische Kopp-
lung miteinander, wodurch eine erhöhte Spannung am ,. ν
Ausgang des Transformators im Einschaltmonient der
Gasentladungslampen, die zur Anregung der Gasentladung erforderlich ist, und einen Abfall der Spannung
an der Lampe nach deren Zündung gewährleistet wird.
. Die Verwendung des Spartransformators gestattet \ es, die Leistung, für die erausgelegt 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 (unge-/ fähr um 70 bis öO%) 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 Verkompiizierung der
Fertigung des Transformators führt, oder mit Hilfe einer Vergrößerung der Länge des magnetischen Kreises
zwischen den Abschnitten des Kerns, auf die die Wick- ■'■■■
Lungen des Transformators aufgewickelt sind, gewähr-
- leistet werden, was zu einer Vergrößerung eier 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 Spartransformator gestattet
es, bis,auf einen gewissen Grad die Spannung zu er- ,
höhen, die den Gasentladungslampen im Moment der Anregung der Entladung in ihnen zugeleitet wird,'was
die Zuschaltung zweier Exederdrucklampen 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 Anfahreinrichtungen erforderlich. Außerdem muß zur Ein-
schaltung 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
Pail .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 vex-'
' hindenden Leitungen eine große Ausdehnung, so fällt
die Spannung im Beleuchtungssystem ebenso wie in dem Beleuchtungssystem, das Strombegrenzungsdrosseln benutzt,
schnell mit der Entfernung von der Transforma-,
torenstation ab', was zur Notwendigkeit des Vorhandenseins einer großen Anzahl von Transformatorenstationen
führt, wodurch die Bau- und Betriebskosten des Beleuchtungssystems anwachsen.
Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung, lieg 1C die Aufgabe zugrunde, ein Beleuchtungssystem
mit Gasentladungslampen zu schaffen, das so ausgeführt ist, daß das Gewicht, die Ausmaße
und die Kosten für die Anlaß- und Begelgeräte bei gleichzeitiger
Erhöhung der Spannung, deren Zuleitung den Gasentladungslampen
im Zündungsmoment ohne Verwendung von
zusätzlichen Anfahreinrichtungen gewährleistet werden
35. kann,, und der Strom, der im Beleuchtungssystem bei der
.Nennbelastung verbraucht wird, ohne zusätzliche Verkomplizierung
des Systems vermindert werden, sowie der Einfluß des Widerstands der Verbindungsleitungen des
Beleuchtungssystems und der Belastungsänderungen auf
die Spannung, die man jeder Lampe nach ihrer Zündung
zuleitet, beseitigt wird, wodurch das Gewicht, die Ausmaße und die Kosten der Beleuchtungsarmatur herabgesetzt,
die Betriebssicherheit des Beleuchtungssystems erhölrc, die ülektroenergieverluste und die Bau-
und Betriebskosten der Beleuclrcungssysteine, bei denen
die die Lampen miteinander verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung haben, vermindert werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Beleuchtungssystem mit einer vVechselstromversorgungsquelle
und mit Gasοntladungsiampeη, die an die Stromversor-,jungsquelle
angcschlou^on und mittels einer "cransi'ormatorischen
Koppiirjg mit ihr verbunden sind, errindungsgeinäß
dadurch gelöst, daß die Stromversorgungsquelle in ]?orm einer Quelle des stabilisierten Wechselstroms
ausgeführt ist und die Gasentladungslampen an die Stromversorgungsquelle über Stromwandler angeschlossen
sind, deren Primärwicklungen in Reihe geschaltet und an die.' Stromversorgungsquelle angeschlossen sind,
während an die Sekundärwicklungen die Gasentladungslampen angeschlossen sind.
Jeder der Stromwandler, die in einem solchen Beleuchtungssystem verwendet werden, wird für eine Lei-
s"cung ausgelegt, welche ungefähr der Leistung gleich
ist, die aurch 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; una aie Ausmaße
a.er strombegrenzenden Elemente, die in den bekannten
Beleuchtungssystemen verwendet werden^ Die Verwendung
von Stromwandlern führt zu keiner Verschlechterung des Leistungsfaktors, was gestattet es, auf eine Einschaltung von speziellen Kondensatoren zu verzichten, die
den Leistungsfaktor verbessern. 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
Anfahr einrichtungen zu erhalten, was gestattet es, an die Sekundärwicklung jedes Wandlers eine
größere Anzahl von in Reihe geschalteten Lampen angeschlossen. Die Erfindung ermöglicht also eine Veroilligung
der ßeleuchtungsarmatur und eine Verminderung
TO ihres Gowichts 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 Be-
■15 triebssicherheit 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. Im Erfindungsgemäßen 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 gestattet es, den im Beleuchtungssystem bei der Kennbelastung fließenden Strom zu vermindern
und dadurch die Elektroenergieverluste in den Leitungen herabzusetzen.
Gemäß einer der Ausführungsvarianten der Erfindung,
enthält die Stromversorgungsquelle einen in Seihe geschlossenen Kreis, der zwei Induktivitäten aufweist
und dessen eine Ableitung an das Drehstromnetz über Sättigungsdrosseln angeschlossen ist, die in Sternschaltung
geschaltet sind, während dessen andere Ableitung an das Drehstromnetz über eine Einrichtung, die
einen induktiven Widerstand hat, und über eine mit ihr in Heihe geschaltete Einrichtung, die einen kapazitiven
Widerstand hat, angeschlossen ist. In diesem Pail sind
die in jßeihe geschalteten Primärwicklungen der Stromwandler parallel zur ersten Induktivität- geschaltet,
und die Stromversorgungsquelle enthält zusätzlich eine Schalterschaltung, die parallel zur zv/eiten Induktivi-,
tat geschaltet ist, eine Steuereinrichtung der Schalterschaltung zum Schließen und Öffnen derselben im
Laufe Jeder Halbperiode der an die zweite Induktivität angelegten Wechselspannung und eine Einrichtung, die
auf die Abweichungen des durch die Primärwicklungen der Stromwandler fließenden Stroms vom vorgegebenen
wert anspricht und mit der Steuereinrichtung der Schal-·
torschaltung zur Messung der Zeitabschnitte verbunden
ist, in deren Verlauf sich die Schalterschaltung 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 Erf in-,
dung enthält die Stromversorgungsquelle zwei Halbbrük*-
ken-Thyristor-V/echselrichter, die parallel zum Gleichstromnetz geschaltet sind und in denen die kornmutierenden Induktivitäten in Reihe mit den Thyristoren geschaltet
werden, die durch die in bezug auf die Thyristoren gegengeschalteten Dioden nebengeschlossen
sind, dabei sind, die in Heihe geschalteten Primärwicklungen
der. Stromwandler zwischen den Verbindungspunkt der Arme des einen Halbbrücken-Thyristor-.Yechselrichters
und den Verbindungspunkt der Arme des anderen HaIbbrücken-Thyristor-Wechselrichtors
geschaltet, die Steuereinrichtung für die Einschaltung der Thyristoren
der Wechselrichter ist so angeführt, daß die Öffnungsimpulse, die den Thyristoren des einen Halbbrücken-
-Thyristor-Wechselrichters zugeleitet werden, in buzug
auf die Üffnungsimpulse, die den Thyristoren des anderen
Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters zugeleitet werden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der
dem Signal am Steuereingang der Steuereinrichtung für die Einschaltung der Thyristoren entspricht, und die
Stromversorgungsquelle zusätzlich eine Einrichtung enthält, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen
der Stromwandler fließenden Stroms von dem vorgegeoenen Wert anspricht und mit dem Steuereingang
•jQ der Steuereinrichtung zur Einschaltung der Thyristoren
verbunden ist. , .
Gemäß noch einer Ausführungsvariante der Erf in-. dung enthält die Stromversorgungsquelle einen Frequenzwandler
mit direkter Kopplung, der zwei antike parallel geschaltete Thyristor-Gleichrichterschaltungen hat und dessen Ausgang als Ausgang der Stromversorgungsquelle
dient, eine Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen zur Bildung einer Wechsel-.
Stromspannung an einem ihrer Ausgänge, die in bezug auf äie Spannung an ihrem anderen Ausgang um einen
Winkel phasenverschoben ist, der dem Signal am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Spannung entspricht,
und deren Ausgänge in Reihe an den Eingang des Frequenzwandlers angeschlossen sind, eine Ein-
2=; richtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang
der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen zur periodischen Änderung der Phasenverschiebung zwischen
den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen mit einer
Frequenz, die bedeutend niedriger ist als die Frequenz dieser Spannungen und im Bereich von einem gewissen
ersten Grenzwert, bei dem die Spannung am Eingang des
Frequenzwandlers gleich Null ist, bis zu einem gewissen zweiten Grenzwert, bei dem die Spannung am Eingang des
Frequenzwandlers nicht gleich Null ist, liegt, und eine Einrichtung, die auf die Abweichung des durch die
Primärwicklungen der Stromwandler fließenden Stroms vom vorgegebenen Wert anspricht und mit der Einrichtung
zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung
zur Erzeugung der Wechselstromspannungen zur Änderung des zweiten Grenzwerts der Phasenverschiebung bei
der Abweichung des Stroms in den Primärwicklungen der Stromwandler vom vorgegebenen Wert verbunden ist. In
diesem Fall ist die 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 Wechselstromspannungen und der Spannung am Eingang des Frequenzwandlers zur Umschaltung der
Thyristoren der einen Gleichrichterschaltung während der Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen
an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen von dem ersten Grenzwert
bis zum zweiten Grenzwert und der Thyristoren der anderen Gleichrichterschaltung während der Änderung der
Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen
vom zweiten Grenzwert bis zum ersten Grenzwert mit einer Frequenz, die der Frequenz der Spannung
am Eingang des Frequenzwandlers gleich ist, synchronisiert. ' .
Die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen
kann zwei Thyristor-Wechselrichter enthalten, die an das Gleichstromnetz angeschlossen sind, deren
Ausgänge die Ausgänge der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen bilden. In diesem Fall
hat die Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Wechselrichterthyristoren einen Steuereingang, der
den Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der
Wechselstromspannungen bildet, und so ausgeführt· ist, daß die den Thyristoren des einen Wechselrichters zugeleiteten
Öffnungsimpulse in bezug auf die Üffnungsimpulse, die den Thyristoren des anderen Wechselrichters
zugeleitet v/erden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der dem Signal am Steuereingang der' Einrichtung
zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren ent-
spricht. ■:.' .
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung
enthält die Einrichtung zur Erzeugung der WechseIstromspannungen
einen Thyristor-Wechselrichter, der ■ an das Gleichstromnetz angeschlossen ist und dessen
Ausgang den einen Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen bildet, und eine steuer-■
bare Phasenschiebereinrichtung, deren Eingang an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossen ist, deren
ΊΟ 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. T ein elektrisches Schaltbild des gemäß der Erfindung ausgeführten Beleuchtungssystems;
Fig. 2 ein Schaltbild der Einschaltung der Gasentladungslampen mit vorzuwärmenden Elektroden in das
gemäß der Erfindung ausgeführte Beleuchtungssystem;
Fig. 3 ein Schaltbild der Stromversorgungsquelle die im gemäß der Erfindung ausgeführten ßeleuchtungssystem
verwendet wird und 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, die in dem Beleuchtungssystem verwendet wird, das gemäß der Erfindung
ausgeführt ist;, · .
ü'ig. 6 (a bis k), 7 (a bis k) und 8 (a bis k) : Kennlinien der Signale, die an verschiedenen Punkten
der in der Jb'ig. 5 dargestellten Schaltung unter ver-
schiedenen Betriebsbedingungen derselben auftreten; -
i''ig. 9 noch eine Ausführungsvariante der Schaltung
aer Stromversorgungsquelle, die in dem Beleüchtungssystem
verwendet wird, das gemäß der Erfindung ausgeführt ist;
Pig. 10 (a bis m) Kennlinien der Signale an verschiedenen Punkten der in der Pig. 9 dargestellten
Schaltung;
Fig. 11 eine weitere Ausführungsvariante der
Schaltung der Stromversorgungsquelle, die in dem Be- : leuchtungssystem verwendet wird, das gemäß der Erfindung ausgeführt !St. :
Beschreibung des besten Ausführungsbeispielsder Erg
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 Slektroenergieübertragungsleitung 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 dedes Stromwand-
lers 5 sind mehrere Gasentladungslampen 8 angeschlos-:
sen. Für das Ein- und Ausschalten der Lampen 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 Gasentla-
35> dungslampen 8 können Niederdruck-Gasentladungslampen V;
(Leuchtstofflampen) oder Hochdruck-Gasentladungslampen (die zum Beispiel mit Natrium- oder Quecksilberdämpfen
ausgefüllt sind) darstellen.
Bei der Verwendung von rl ie der druck lampe η rait vorzuwärmonden
Elektroden kann die Vorwärmung der Elektroden,
die zur Zündung solcher Lampen erforderlich,
ist, mit Hilfe eines Zeitrelais und eines Vorv/ärmetransformators
gewährleistet werden, zum Beispiel wie das in Fig. 2 gezeigt ist, gemäß der die Primärwicklung
10 eines Vorwärmetransformators 11 in Reihe mit den Kontakten 12 des Thermorelais an die Ableitungen
der Lampehelektrodeh geschaltet ist, deren andere Ableitungen mit den Ableitungen der Sekundärwicklung 7
der Stromwandler 5 verbunden sind. Die Sekundärwicklung 13 des Transformators 11 ist zwischen die Ableitungen
der Lampenelektroden geschaltet, deren andere Ableitungen miteinander verbunden sind. Der Heizkörper
14 des Thermorelais ist in Reihe mit der Sekundär-' wicklung 7 des Stromwandlers 5 geschaltet. Wird an
die Sekundärwicklung 7 des Stromwandlers 5 nur eine
Lampe angeschlossen, so ist kein Vorwärmetransformator
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 WuIl 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 vorgegebenem Wert fließt. Zur Vermeidung eines Stromdurchflusses durch die Leitungen
des Beleuchtungssystems, wenn sämtliche Lampen ü 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. Die Ein- und Ausschaltung dieses Schalters kann mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung
geschehen, die in der Transformatorenstätion angeordnet
ist, oder auch fernbetätigt mit Hilfe von (nicht gezeigten) Steuereinrichtungen, die an den ein-
3 Ί 5 2
zelnen mit den Gasentladungslampen ü beleuchteten Abschnitten angebracht werden.
Die üinschaltung der Gasentladungslampen geschieht
durch das öffnen desjenigen Schalters 9, der parallel
zu den.Primärwicklungen der Stromwandler geschaltet
ist, deren Sekundärwicklungen mit den einzuschalteten 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 Zündelektroden
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 übersetzungsverhältnis 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 Gasentladungslampe^ 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 KurζSchlußzustand 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. Wach 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 geöffne-
ten Lage durch den über die gezündeten Lampen fließenden
Strom festgehalten.
Nach der Zündung der Lampen fällt ihr Widerstand
ab. Weil die Änderung des Widerstands 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 i'ransformatorstation 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 Beleuchtungssyscems,
in dem die die Lampen verbindenden Leitungen eine grö-
Qe Ausdehnung haben, die Länge seines Abschnitts, der
^q von einer 'i'ransformatorenstation mit Strom versorgt
werden kann, sehr groß sein, wodurch eine Verminderung der Gesamtanzahl der Transformatorenstationen,
die zur Verbindung eines solchen Beleuchtungssystems mit der Elektroenergieübertragüngsleitung erforderlich
/jcj 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 Kilovolts haben kann, zu gewährleisten, wodurch eine bedeutende Verminderung des Stroms im Beleuchtungssystem
und dadurch eine Herabsetzung der Blektroenergieverluste in seinen Leitungen ermöglicht wird.
Bei dem Beleuchtungssystem, das'zur Beleuchtung
von Gebäuden verwendet wird, können die Wandler 5 2^r
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 ψ der Wandler 5 (nicht gezeigte) Kon-
yj takte 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 geschaltet 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 Ge-
"]q wicht. 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 Beleuchtungsarma-
'b'uz zu vermindern und Kosten des Beleuchtungssystems
herabzusetzen.
Infolge der hohen Spannung, die an den Sekundärwicklungen
der Stromwandler im ISinschaltmoment 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 vermin-..■..:,' dert werden kann.
■"■'■■ 3Q 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 hunderte und
tausende Mal, 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 Änderung des Betriebszustands der
Quelle vom Nennbetrieb, wenn sämtliche Lampen des Beleuchtungssysteias
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 flie-
.[q ßende Wechselstrom einen genügend kleinen Amplitudenfaktor haben. Üblicherweise darf der Amplitudenfaktor
des durch die Gasentladungslampe fließenden Stroms 1,4 nicht überschreiten, was der Form des Stroms von
der sinusartigen bis zur rechteckigen entspricht. Da
^c sich die Spannung an den Sekundärwicklungen 7 der
Stromwandler 5 proportional der Änderungsgeschwihdigkeit
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 ini ganzen Inderungsbereich des JBelastungswiderstands
gewährleistet wird.
In Pig. 3 ist das Schaltbild einer der Ausführungs-Varianten
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 Formund
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, jjiine der
Ableitungen der Induktivität 15 ist an die Phasenleitungen 2, 3 und 4 des Drehstromnetzes über Sättigungsoc
drosseln 17 angeschlossen, die in Sternschaltung geschaltet sind, und die andere Ableitung ist mit einer
der Ableitungen der Induktivität 16 verbunden. Das Drehstromnetz hat eine Nulleitung 18, die mit der ande-
ren Ableitung der Inductivitat 16 über eine Einrichtung
verbunden ist, die einen induktiven Widerstand kat und-eine Induktivität 19 darstellt, sowie über
eine mit ihr in Reihe verbundene Einrichtung, die ei--.
nen 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 geschaltete
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
·.■.. ausgebildet, die zueinander entgegengeschaltet und.,
zur Induktivität 16 parallel geschaltet sind. Die Steuereinrichtung der Schalt er schaltung enthält einen
■■'■■■■■
in Reihe mit den Induktivitäten 15 und 19 und dem Kondensator 20 geschalteten Stromwandler 26, eine gesteuerte Phasenschieberschaltung 271 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.
in Reihe mit den Induktivitäten 15 und 19 und dem Kondensator 20 geschalteten Stromwandler 26, eine gesteuerte Phasenschieberschaltung 271 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 in Form eines Stromwandlers ausgeführt sein. Die steuerbare Phasenschieber-
schaltung 27 ist zur Erzeugung an ihrem Ausgang von Impulsen bestimmt, die eine frequenz haben, die die
frequenz des sinusförmigen Signals an ihrem synchrο-nisierenden
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
IQ ihrem synchronisierenden Eingang bei einer Änderung
der Spannung an ihrem Steuereingang 1öO° beträgt (d.h. zeitgemäß einer Halbperiode des Signals am syfl- ,
chronisierenden Eingang entspricht). Solche steuerba- '
re Phasenschieberschaltungen sind gut bekannt und wer-
Ί5 den 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 Basisen
an den Ausgang des Zweipulsgleichrichters angeschlossen sind, dessen Eingang als synchronisierender Eingang der Phasenschieberschaltung wirkt. Das die Pha-
senverSchiebung, die durch die Phasenschieberschaltung
gewährleistet wird, steuernde Signal wird in diesem Pail zwischen den Basisen 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 worden 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 Metz, das die Quelle i 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 ö eingeschaltet), ist
auch der Ersatzwiderstand des Kreises, der durch die
Induktivität 15 und den Belastungswiderstand gebildet wird, gering im Vergleich mit 'dem'Widerstand 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 Ersatz- ■
Widerstands des Kreises,' der durch die Induktivität 15 und den Belastungswiderstand gebildet ist. Bei .
verhältnismäßig geringen Belastungen steigt die angegebene Blindkomponente mit der Erhöhung des Belastungswider stands 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
.rriiiiärwicklungeH 6 der Wandler 5 -keinen, wesentlicher!.■■'
Änderungen ausgesetzt wird.
^ei einer .weiteren Erhöhung des .lielastungswidei—
stands, 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 und 19 und des Konden-' sators 20 v;erden jedoch so gewählt, daß der Zustand
des durch diese Elemente gebildeten Kreises unter diesen
3edingungen sich der Resonanz mit der verdreifachten
Frequenz des Netzes nähert, was eine wesentliche Vergrößerung der S;'.lv in den Wicklungen der Drosseln . /
17 hervorruft und zu einer erhöhung des Stroms führt,.
der zwischen dem Veroindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung 1ö fließt und dabei eine Eonrpensation
des Einstiegs des Belastungswiderstands und die Aufrechterhaltuno;
des Stroms in den Primärv/icklungen 6 der Wandler 5 auf dem vorgegebenen Pegel gewährleistet.
Die Scnalterschaltung, die durch die Thyristoren
24 und 25 gebildet ist, dient zur Kompensation der Spannung s änderung en 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 Haasenschieberschaitung
27 werden so gewählt;, daß das Eintreffen des E'ullsignals
an ihren Steuereingang eine Erzeugung von Impul-■'■[
sen an ihren Ausgängen gewährleistet, wenn der Wert des üoer die Induktivitäten 15>
16 und 19 und den Kondensator 20 fließenden Stroms, der von dem Stromwandler
26 aufgenommen vvird, gleich Mull ist. Das >
Eintreffen der Impulse vom Ausgang der Phasenschiebersciialtung
27 an den Einjang des Impulsfox· me rs 29 ruft
eine nacheinanderfolgende Erzeugung von Imjpulsen an
seinen Ausgängen, so daß die Folgen der Impulse, die
an den Ausgängen des Im.pulsformers 29 erzeugt werden,
gegeneinander um 1oO° phase nv or schoben sind, wobei
■beim lmllsignal am üteuereingang eier Phasenschiebersehaltung
27 die iviomente des Eintreffens der Impulse
an die Steuerelektrode des Thyristors mit den Mo rue nt en
zusammenfallen, wenn das Potential der Anode dieses
■■;.. 'Thyristors höher'wird als das Pot anti al seiner ixatode.
Somit ist bei einem ^iullsignal ara St euer eingang
der Phasenschieber schaltung 2? der Einschaltwinkel je-
10- des aer Thyristoren 24 und 25 gleich KuIl, so daß im
Laufe'einer iialDperiode aer Spannung, die an die In- ■
duktivität 16 angelegt ist, der eine Tnyristor und im
Laufe der anderen iialbperiode dieser Spannung der am—
dere xhvri&tor entaperrt ist, v>fas dem geschlossenen
■ iJUütand oer Sohaltorschaltung entspricht, bei dem die
iiiduk'civi'üät 16 die ganze Zeit durch den niedrigen
Wider stand des ent^perrten Thyristors nebengeschiossen
ist und .keinen Einfluß auf den Ausgangsstrom der Cuel-Ie
1 ausübt.
^as Auftreten der Spiannung aiii Steuere ing ang der
. I-hasenschieberschaltung 2? führt zu einer Verzögerung
der Erzeugung von Impulsen an ihren Ausgängen und damit an den Ausgängen des Impulsformers 29» Q-ie um so
größer■sein wird, je größer das Signal am Steuerein-:
gang der Phasenschieberschaltung 27 ist. In diesem. I7SLlI weichen die Einschaltwinkel der !Thyristoren 24
und 25 von iiull ao, so daß die Induktivität 16 nur. im
Laufe eines'.Teilü jeder iialopuriode der Spannung öXi
dieser Induktivität 16 durch den V;iders"cand des entsperrten
Thyristors neoengeschlossen wird.
.-■■■■. . Eine Erhöhung der Spannung im Wetz führt zu einer
gewissen Vergrößerung des Stroms in den Primärwick-.
.lungen 6 der .Wandler 5>
die vom Geber 21 aufgenommen
. vvird und zu einer Vergrößerung des Abweichungssignals
am,Ausgang der Vergleichsschaltung 22 f'ührt. Die Anderung
des Abweichungssignals wird durch den Verstärker 2ö verstärkt und ruft eine Vergrößerung der Phasenverschiebung
in der Phasenschieberschaltung 27 und dadurch
eine Vergrößerung des '.uiniichaltwinkels der Thyristoren 24 und 25 hervor. Deuizufolge werden'die'Zeitabschnitte,
während denen sich die Thyristoren 24- und 2> im entsperrten Zustand befinden, vermindert-und die ■ . '
Zeitabschnitte, in deren Verlauf die Thyristoren 24 .
und 25 gesperrt sind, vergrößert, so daß sich der ..;ittelwert
des Widerstands des Kreises zwischen dem Ver- : bindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung 18 während
einer Stromperiode in diesem.Kreis vergrößert, wodurch die Spannungserhöhung im Netz kompensiere und
eine wesentliche Vergrößerung des Stroms in den Primär wicklung en 6 der wandler 5 vermieden wird. Wenn die
Spannung im .Nets einen maximalen Wert hat, liegt die
Phasenverschiebung, die durch die Phasenschieberschaltung
2? 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.
iüine Verminderung der Spannung im Netz führt zu einer gewissen Herabsetzung des Stroms in den Primärwicklungen 6 der v»analer 5 und zu einer Verminderung
des Abweichungssignals am Ausgang der Vergleichsschaltung 22, wodurch eine Verminderung der Phasenverschiebung, .in der Piiasenschieberschaltung 27 und des
Einschaltwinkels der Thyristoren 24 und 25 hervorgerufen wird. Demzufolge werden die Zeitabschnitte, während
denen sich die Thyristoren 24l und 25 im entsper--.
rten Zustand befinden, vergrößert und die Zeitabschnitte, in deren Verlauf die Thyristoren 24 und 25 ge-
sperrt sind, vermindert, so daß sich der Mittelwert des
Widerstands des Kreises zwischen dem Verbindungspunkt der Drosseln 17 und der Leitung 1d 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 Ke-Gz einen
minimalen Wert hat, liegt die Phasenverschiebung, die durch die Phasenschieberschaltung 27 gewährleistet wird,
■nahe iiull, so dais 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 23 und die Phasenschieberschaltung 27 enthält.
' . Die Induktivität 19 gewährleistet eine Unterdrückungder
überwellen, die infolge der Sättigung der Drosseln T? entstehen. Da die Sparinungsschwankungen im
iietz in der Kegel gering sind und zuia Beispiel nur
einige Prozente vom Kennwert betragen, kann die Induktivität 16 einen kleinen Wert im Vergleich zur Induktivität
19 haben. Bei einer solchen Wahl der Induktivi-
*]!=; tat 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 Quel-•
Ie 1 gewährleistet wird. Demzufolge gewährleistet.die.
in der Fig. 3 dargestellte Quelle des stabilisierten
Stroms das Fließen eines Stroms in den Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5>
der eine Sinusi'orm hat. -
Anstatt der Schalterschaltung mit den Thyristoren
24 und 25 können in der in Pig. 3 dargestellten Schalüung
auch andere steuerbare Schalterschaltungen verwendet werden, die ein periodisches i\Tebenschließ en der Induktivität
16 gewährleisten.
iiat 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. iUs ist auch die Zuschaltung der In-O^
duktivitäten 15 und 16 über drei (nicht gezeigte) Induktivitäten
möglich, die anstatt der Induktivität 19 (Fig. 3) verwendet-werden und an die Leitungen 2 bzw. 3
und 4 des Netzes in lieihe mit dem Kondensator 20 (Fig.3)
oder nit den Kondensatoren 30, 31 und 32(Pig. 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 b an die Kenndaten der Quelle
ι können die Lampen an diese über einen zusätzlichen
Arrpassungstransformator angeschlossen werden, wie das
in Pig. 4 gezeigt ist, in der die in Reihe verbundenen Primärwicklungen 6 der v/andler 5 an die Quelle 1 über
einen Anpassungstransformator 33 angeschlossen sind,
dessen Primärwicklung durch die Induktivität 15 gebildet ist.
Die in den Pig. 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 dor Quelle von i\iull bis oOO Volts
zu gewährleisten. Der Anteil der Oberwellen in der Stromkurve überschreitet nicht 5 bis 7%·
Die in den I?ig. 3 und 4 gezeigten Schaltungen
sind durch eine relative Einfachheit und Betriebssicherheit
gekennzeichnet, haben jedoch einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad (etwa 0,d) 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 Pig.. 5 gezeigte Schaltung.
Gemäß j/ig. 5 enthält die Quelle 1 des stabilisierten
Wechselstroms zwei Halbbrücken-Thyristor-'.Vechsel-'
richter, 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 v/ech-■celrichter
an einen Gleichstromgenerator oder an eine Gleichstroia-iiinergieübertragungsleitung angeschlossen
IQ werden. Der eine Arm eines der HalDbrücken-Wechselrichter
enthält einen Thyristor 33» 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 ßeihe 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 3<3, 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 3^ und die Diode.39 gebildet
wird. Der Wechselrichter enthält auch einen kommutierenden
liondensator 41, dessen eine Ableitung mit dem Verbindungspunkt 42 der Arme des Wechselrichters verbunden
ist. Die Ariae des anderen Halbbrücken-Wechselrichters
umfassen einen Thyristor 43, eine Diode 44 und eine kommutierende Induktivität 45 bzw. einen
OQ Thyristor 46, eine Diode 47 und eine kommutierende In-.
duktivität 4ö, die analog den Thyristoren 35 und yö,
den Dioden 36 und 39 und den kommutierenden Induktivitäten
37 und 40 geschaltet sind. Der zweite Wechselrichter enthält auch einen kommutierenden Kondensate
tor 49, dessen eine Ableitung mit dem Verbindungspunkt
50 der Arme des zweiten i'.'echselrichters verbunden ist.
. Die Wechselrichter weisen einen gemeinsamen Spannungsteiler auf,; der durch Kondensatoren 51 und 52 gebildet
iüli, uie grcuio J.\. U^u-. it α U en !.lauen, in .ivuihe Vu'X'ülu.k1üjl
und aii den Ausgang des Gleichrichters 3^· angeschlossen
sind. Die anderen Ableitungen der komiauuiereriden·.·.
Kondensatoren 41 und 49 sind mit dein ge nie ins ame η Punkt
der kondensatoren 51 u&cL 52. verbunden. .
Die in Reihe verbundenen Primärwicklungen 6 der
"Stromwandler 5 sind zwischen den Ver bindung spünkx;
der Arne des einen Wechselrichters und den Verbindungs-X;unkt
50 der Arme des anderen Wechselrichters gesehal-
tet· ■ ' · ■■'.
Die "Wechselrichter sind mit einer Einrichtung
zur Steuerung der liiinschaltung der thyristoren· versehen,
die einen Generator 55 cies Sinussignals, einen
Impulsformer 54, dessen jijin^ang an den Ausgang .des
^ Generators 53 angeschlossen ist und dessen Ausgänge
mit den Steuerelektroden der i'hyristoren 35 bzv/. }ό
verbunden sind, einen Impulsformer 55, dessen Ausgänge
mit aen Steuerelektroden der Thyristoren 43 bzv/.
46 verbunden sind, und eine steuerbare Phasenschieberschaltung 56>. die einen synchronisierenden Eingang, /
der an den Ausgang aes Generators 53 angeschlossen ist, einen an den Eingang des Impulsforiners 55 angeschlossenen
Ausgang und einen ßteuereingaxig hat, der den Steuereingang der Einrichtung zur Steuerung der
Thyristoren bildet, enthält. Die Phasenschieberschaltung
56 kann analog der Phasenschieberschaltung 27
(i'ig. 3) ausgeführt sein.
Die Quelle 1 (li'ig. 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 Heihe 'mit den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 geschalteten
Stromgeber 57, eine Vergleichsschaltung 5Ö>
deren ein Eingang an den Gebor 57 angeschlossen ist,, und eine
-J1C1 Vorgabe einrichtung 59» die an den anderen Eingang der
Vergleichsschaltung yo angeschlossen isu, deren Ausgang über einen Verstärker 60 an den Steuereingang
der Phasenschieberschaltung 5& angeschlossen ist, auf-
■.ν uhr end', ciss .oGtiriebs ei3χ* Quelle 1 erzeugt; aer im
pulsfoi'iuer 5^· &h seinen Ausgängen Impulsfolgen, cie
gegeneinander um 1öO phasenverscncben sind. Diese Iu4.
P pulsi'olgen üelai^en an die Steuerelektrode!! der Thyristoren
33 bzw. je. Der Impulsformer i?j? erzeugt desgleichen
zwei Impulsfolgen, ■ die gegeneinander um 1ciO°
phasenverschoben sind und an die Steuerelektroden der
l'hyriatoren 43 'ozvj. AL6 gelangen. Die irequena der Im,-'1O
pulse, die durch die Impulsformer i?4 und 5!5 erzeugt
: werden, ist gleich der Frequenz des Generators 53· Der
Phasenwinlcel, um den die Impulsfolgen, die am Irapulsforaier-
^M- erzeugt v/erden, ^u^enüber 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 be-■
stimiiit v/ird.
Beim Eintreffen des Impulses an die Steuerelektrode)
de des Thyristors 35 vi/ird der letztere entsperrt und
bewerkstelligt eine Aufladung des ko;a;riutiereriden Ilondensators
41 über den ivruis, der den Thyristor 35>
die Induktivität 37 und den liondensator '52 enthält. ,Vegen
Vorhandenseins der Induktivität 37 lädt sich der iCondensator
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 Steuerelek-Trode
des Thyristors 38, demzufolge dieser Thyristor
ent sperrt Wird und führt eine Umladung des ivondensa-..'.
tors 41 über den Thyristor %ö und die Induktivität 40
durch. Wegen Vorhandenseins der Induktivität 40 lädt sich der Kondensator 41 bis auf eine Spannung auf, die
die Spannung am Kondensator 52 überschreitet, wodurch
die Sperrung des Thyristors jö hervorgerufen wird,
wonach sich der Kondensator 41 über die Diode 39 2u ent
laden 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
.5 wird am Kondensator 41 eine Sinusspannung, erzeugt, deren
Frequenz gleich, der Frequenz des -Generators 53 ist. Auf -,'leiche V/eise wird die Sinusspannung am kondensator 49 erzeugt, dessen Umladung durch die abwechselnde
Entsperrung der !Thyristoren·43 und 46 er-
Ί0 folgt. 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 yo, 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 i'igur 6 illustriert wird, in
der die Kurven 6a, 6b, 6c und 6d die Impulse darstellen, die an die Steuerslektroden der Thyristoren 35
bzw. 3ö> 46 bzw» 48 gelangen, die Kurven 6e, 6f, 6g
und 6h entsprechend die Änderungen der Ströme wieder-'
geben, die durch die angegebenen Thyristoren fließen, die Kurven 6i und 63 die Änderungen der Spannungen an
den Kondensatoren 41 bzw. 49 zeigen und die Kurve bk die Spannung zwischen den Punkten 42 und 50 darstellt.
Sind die Impulsfolgen, die durch den Impulsformer
54 erzeugt werden, gegenüber den durch den Impulsfox—
mer 55 erzeugten Impulsfolgen um einen gewissen Winkel
phasenverschoben, d.h. es geschieht das Eintreffen der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristo-
ren 43 und 46 in den Intervallen zwischen den ώη-treffungsiuoiiienten
der Impulse an die Elektroden der Thyristoren 35 und 3ö, 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 SpannungSamplitudeη an den Kondensatoren
41■und 49, wie das in Pig. 7 illustriert ist, wo die
Kurven 7a bis.7k die Änderungen der gleichen Signale
^q wie die gleichnamigen Kurven in Pig. 6 darstellen.
Die Amplitude der Spannung zwischen den Punkten 42 und
50 wird um so geringer sein, je größer die Phasenver-
■ Schiebung zwischen den Impulsen, die einerseits an
die Steuerelektrodeη der Thyristoren 35 und 33 gelange
gen, und den Impulsen, die andererseits zu den Steuerelektroden der■Thyristoren 46 bzw. 43 kommen, ist.
Palis diese Phasenverschiebung gleich 1dO° 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 2'ö 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 Pig. ö illustriert wird, wo die Kurven öa bis 6k die Änderungen der gleichen Signale
darstellen, wie die gleichnamigen Kurven in der Pig.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 ei-
35· nem gleichzeitigen Eintreffen der Impulse an die Steuerelektroden
der Thyristoren 43 und 46 und der Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 30 bzw. 35
sowie bei einer minimalen Spannung im Wechselstromnetz
die summarische Spannung zwischen den.Punkten 42 und
50 ausreichend zur Gewährleistung des vorgegebenen
Stroiiiwerts in den Primärwicklungen 6 der .Wandler 5'/-v
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 StromgeDers 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 Steuer-,
elektroden der Thyristoren 43 und 46 gleichzeitig mit
dem Eintreffen der Impulse an die Steuerelektrode!! der Thyristoren 3ö bzw. 35 gewährleistet»
Bei einer minimalen Spannung im Ketζ und einer
maximalen Anzahl der eingeschalteten Lampen hat das Abweichungssigηal am Ausgang der Vergleichsschaltung
53 und damit das Signal am Steuereingang der Phasenschieberschaltung
56 einen minimalen Wert, so daß die iViomente des Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren
43 und 46 ungefähr mit den Momenten des Eintreffens
der Zündimpulse an die Thyristoren ^o 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 '1Jert 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 Vergleichs-
schaltung 50. Die Änderung des ADweich-ungssignals
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 30 und 35 eintreffen, hervorgerufen
wird. Im Tiirgobnis 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 V/ert verursacht
-jQ eine Verschiebung der Impulse, die am Ausgang der
Phasenschieberschaltung 56 erzeugt werden, um einen
Zeitabschnitt, der ungefähr gleich der Hälfte der Periode dos Signals am Ausgang dec Generators 53 ist.
Bei geringen jjolustungijwcrtcri liegen die Momente des
15.' Eintreffens der Zündimpulse an die Thyristoren 43
und 46 nahe den Momenten des Eintreffens der Zündimpulse
an die Thyristoren 35 bzw. 3^> die Phasenverschiebung
zwischen den Spannungen an den Kondensatoren 41 Und 49 nähert sich 1βΟ° und die Spannung zwisehen
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 einge-
^Q schalteten Gasentladungslampen entstehen. Die Genauigkeit
der Aufrechterhaltung des vorgegebenen Stromwerte wird durch den Verstärkungsfaktor des Kreises
bestimmt, der den Geber 57, die Vergleichsschaltung
50.J den Verstärker 60 und die Phasenschieber schaltung
50 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 iJ'requenz der Sinusspannung zwischen den Punkten 42 und ?ö, üie an die Gasentladungslampen ö angelegt
wird, .ist gleich der Frequenz des Generators 53
und kann ziemlich groß sein (zum Beispiel mehrere' Ki- ;
iohertz be tr ag en) , wodurch die -Gewähr Ie iütm'ig miiiiiualer
Ausmaße und Gewichte der ülindwidcrstandseleiiiünte
in den V.echselrichtern und den Stromwandlern 5 sowie
eine Verminderung der Pulsationen des Lichtstroms er-
mögiicht wird. '■■■.■■.-.
Die Verwendung von niederfrequenten Impulsen für. '
die Uluschaltung der Thyristoren in der Schaltung. der
Quelle, die in Pig. 5 gezeigt wird, ist nicht zweck-,
mäßig, aa zur Gewährleistung einer niederfrequenten
Ip Kommutierung von großen. .Strömen, die in ■ einem leistungsfähigen
BeleuchtungGsystem fließen, kom;riutieründe ^iIeiaente
erforderlich sein würden, die sehr groiie Ausmaße und Gewichte hätten. Andererseits führt bei einem
leistungsfähigen Beleuchtungssystem, bei dem aie
die Lampen verbindenden Leitungen eine große Ausdehnung haben, zum Beis£>iel 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 VCert des induktiven Widerstands der Leitungen. Das bedingt die IiotWendigkeit der Benutzung von Ii.o mpe ns at ions sy stemen, die infolge der
großen Leistung, die im Beleuchtungssystem verbraucht wird, sehr kompliziert sein würden. Zugleich hat in
solchen Beleuchtungssysoemen der Pulsationsgrad des
Lichtstroms in der ßegei keine wesentliche Bedeutung.
Deswegen ist in diesem Fall zweckmäßig, eine quelle des stabilisierten .Vechselstroms zu benutzen, die ei-,
nen tfrequenzwandler mit direkter Kopplung hat, der eine große Ausgangsleistung gewährleistet,' jedoch keine konunutierende Elemente mit Blindwiderständen hat.
solche Quelle kann zum Beispiel so ausgeführt wie das in der i/ig. 9 oder 11 dargestellt ist. . ■■ ■
Gemäü jj'ig. 9 erithalt die Quelle 1 des ytabili—
.-. vierten. '.Vaciiselotromu ^ine iiinricutung zur Erzeugung
der V/echstdlstromspaiinungen, die zwei oriicKeri-Thyristor-Vvechijelrichtui1
G1 und 62 oinbosiieht, deren Ausgange
die Ausgänge der l^inrichtung 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 Drenstromnetzes 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 Arme, deren zwei die !Thyristoren 64 bzw. 65 enthalten und in Reihe an den Ausgang des
'Ö Gleichrichters 63 angeschlossen sind, während die beiden
anderen die Thyristoren 66 bzw. 67 enthalten und desgleichen in Reihe an den Ausgang des Gleichrich-.
ters 63 angeschlossen werden. Jeder Arm des Wechselrichters
enthält auch eine konunutierende Induktivität,
die in Reihe mit dem Thyristor dieses Armes geschaltet
ist, und eine Diode in antiparalleler Verbindung mit dem Thyristor des Arms. Zwischen den Verbindungspunkt
der Arme, die die Thyristoren 64 und 65 enthalten, und
den Verbindungspunkt der Arme mit den Thyristoren 66 und 67 ist ein kommutierender Kondensator 60 geschaltet.
Der Wechselrichter 62 enthält Thyristoren 69, 70, 71 und 72, kommutierende Induktivitäten, Dioden und
einen komrautiereriden Kondensator 73» die analog den
■ Thyristoren 64, 65, 66 und 67, den komiautierenden Induktivitäten,
Dioden und dem kominutierenden Kondensator 68 des'Wechselrichters 61 geschaltet sind. Das
Ausgangssignal des Wechselrichters 62 wird vom Kondensator
73 abgegriffen.
. Die Wechselrichter 61 und 62 weisen eine Einrich-'cung
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 Ausgange
mit den Steuerelektroden der Thyristoren 64 bzw. Gp
ozv/. 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, dor an
den iiiingai'jg des Impulsformers 76 angeschlossen isv,
und einen Steuer ε ingang, der den Steuereingang dei·
j^ini'ichtung zur Steuerung der iiiirischaltung der Thyristoren
bildet, enthält. .'■'·'...
Die quelle 1 enthält auch einen Frequenzwandler
7d mit direkter Kopplung, der zwei antiparaliel geschaltete Thyristor-Gleichrichterschaltungen hat, de-
ren eine mit .Thyristoren 79, dO, d1 und'ö2 und die
andere mit Thyristoren ö'j>, o4, öp" und ob ausgeführt
sind. Die Anoden der Tnyristoren 79>
d1, o4 unu oG
sind mit den Katoden der Thyristoren üO bzw. 62 bzw.
ö3 und 85, die Katoden der Thyristoren 79 und dl sind
miteinander und 'mit den zwiseheneinander verbundenen
Anoden der Thyristoren 03 und 05 verbunden. Die
Anoden der Thyristoren dO und ö2 sind miteinander und mit den zwischeneinander verbundenen Katoden der Thyristoren
o4 und 06 verbunden. Der Verbindungspunkt
2p der Anode des Thyristors 79 niit der Katode des Thyristors
60 ist mit dem Verbindungspunkt der Katode des
Thyristors c>3 mit der Anode des Thyristors o4 verbun-,
den. Der Verbindungspunkt der Anode des Thyristors dl ,
mit der Katode des Thyristors d2 steht in Verbindung
mit dem Verbindungspunkt der Katode des Thyristors d5 mit der Anode des Thyristors ü6. Die Ausgänge der
Wechselrichter 61 und 62 sind in Reihe an den Eingang des ?requenzwandlers 76 über einen Transformator
d>7 angeschlossen, dessen eine Primärwicklung 00 xjaral-IeI
zum Kondensator 60, dessen andere Primärwicklung
ü9 i^arallel zum Kondensator 75 und dessen Sekundärwicklung
90 mil· dem einen inde an die miteinander verbundenen Anoden der Thyristoren 79 und ü4 und die Ka-
toden der Thyristoren 60 und o3 und mit dem anderen
Ende an die miteinander verbundenen Anoden der Thyristoren 61 und ob und die Katoden der Thyristoren ö'd
und ö^ angeuchTo^aeu üInd. ' Die i'Tiiiiurwieklungon öü
und ü9 haben eine gleiche Windungszahl.
Die Frequenzwandler 7o hat eine Einrichtung zur
■Steuerung der Einschaltung der Thyristoren, die einen Impulsformer 91 enthält, dessen Eingang an die Sekundärwicklung
90 des Transformators är/ angeschlossen
ist und dessen Ausgänge über eine Umschalteinrichtung
mit den Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis όβ
' des Prequenzwandlers ?ö verbunden sind.
Die in Reihe geschalteten Primärwicklungen 6 der Stromwandler 5 sind an den Ausgang des Prequenzwandlers
7ü angeschlossen, der den Ausgang der Quelle 1 bildet, d.h. sie sind zwischen den Verbindungspunkt
der Katoden der'!Thyristoren 79 und d1 mit den Anoden
. der Thyristoren ö3 und ö5 und den Verbindungspunkt der
Anoden der Thyristoren öO und Ö2 mit den Katoden der
Thyristoren 04 und Ü6. geschaltet.
Die Quelle 1 enthält weiter eine Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Phasenschieberschaltung
77t 4is 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 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 Seihe
mit den Primärwicklungen 6 der Wandler 5 geschaltet
ist, eine Vorgabeeinrichtung 96 und eine Vergleichsschaltung97»
deren Eingänge mit dem Geber 95 und der
Vorgabeeinrichtung 96 und deren Ausgang über einen Verstärker
96 Mt dem Steuereingang des Verstärkers 94
verbunden sind.
Die Impulsformer 75 > 76 und 91 und die Phasenschieberschaltung
77 können analog den in der Pig. 5
gezeigten Impulsformern 54 und 55 und der Phasenschieber
schaltung 56 ausgeführt sein. Die Umschalteinrichtung 92 enthält vier elektronische Schalter 99, die
zwischen die Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis ö6 und die Ausgänge des Impulsformers 91 so geschaltet
sind, daß die Steuerelektroden der Thyristoren 79 und 64 an einen der Ausgänge des Impulsformers 91 über einen
der elektronischen Schalter, die Steuerelektroden der Thyristoren c>0 und 63 an den anderen Ausgang des
Impulsformers 91 über einen anderen elektronischen
Schalter, die Steuerelektrode^ der Thyristoren eil und
o6 an den dritten Ausgang des Impulsformers 91 über
den dritten elektronischen Schalter und die Steuerelektroden der Thyristoren 82 und 65 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 an-
· geschlossenen 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 f.ull.
bis zu einem gewissen maximalen Wert ändert, wie das in Fig. 10a dargestellt ist. Dieses Signal gelangt an
den Eingang des Verstärkers cj4 (Fig.. ')), an ducuen
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 Steuereingang des Ver-,
stärkers 94 ändert.
; Die Vi/echs&lrichter 61 und 62 wirken wie übliche
Brücken-'i'hyristor-a'echselrichter. 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 sinusförmige
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 Frequenz 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,
v/erden synphase Impulsfolgen erzeugt, die eine gleiche Frequenz wie die·zu den Thyristoren kommenden Impulse
haben, jedoch in bezug auf diese um 1öO° phasenverschoben sind. Die an die Steuerelektroden der Thyristoren
64 bis 67 eintreffenden Irapulsfolgen sind in
'. Fig. 10· gezeigt, wo die Fig. 1Qb den Impulsen entspricht,
die zu den Thyristoren 64 und 67 kommen, und Fig. 1Qc den Impulsen entspricht, die an die Thyristoren
65 und 66 gelangen. Demzufolge wird am Kondensator
68 (Fig. 9.) ©ine Sinusspannung erzeugt, deren
Frequenz gleich der Frequenz des Generators 74
ist und die an die Primärwicklung 68 des Transformators
8? angelegt.wird. Die Spannung am Kondensator 6ö
1st in Fig. 1Of gezeigt.
Die Wirkung des Wechselrichters 62 (Fig. 9) ver-
35: läuft analog.der Wirkung des Wechselrichters 61. An
. . den Ausgängen des Iiapulsf ormers 76, die mit den Steuerelektroden
der Thyristoren 69 und 72 verbunden sind, werden .synphase Impulsfolgen erzeugt, die um 1öO in
3T52093
bezug auf die synphasen Impulsfolgen phasenverschoben
sind, die an den Ausgängen des Formers 76 erzeuge
werden, welchG mit deiu SLeuerelektroden der Thyristoren
70 und 71 in Verbindung stehen. Der Phasenwinkel,
um den die Impulsfolgen an den Steuerelektroden cer
Thyristoren 69 bis 72. in bezug auf die Impulse an
den Steuerelektroden der Thyristoren 64 bis 67 ver-.
schoben 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 fin 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 Steuerelektroaen
der Thyristoren 69 ois 72 in bezug auf die Impulse
an den Steuerelektroden der Thyristoren 64 bis 67· Die Phasenschieber schal txrng 77 gewährleistet eine
Änderung der angegebenen Phasenverschiebung, oie
der Änderung der Spannung an ihrem Steuereingang proportional
ist, d.h. in übereiriütimmung mit der linearen
Änderung des Signals um Ausgang dos Verctürkers
94 in den Grenzen von üiull bis zu einem gewissen ma>:imalen
V/ert, der der Amplitude des Signals am Ausgang des Verstärkers 94 proxjortional ist. Somit entspricht
die Form der Kurve, die die Änderung der Phasenverschiebung
in der Zeit charakterisiert, der Fig. 10a, und die Amplitude üiecer Änderung wird durch das Signal
am Steuereingang dos Verstärkers 94 (Fig. 9) bestimmt.
Die den Steuerelektroden der Thyristoren 69 bis,
72 zugeführten Impulsfolgen sind in Fig. 10 darge-
stellt, ν/ο Ii1I1J. 1Od den an die thyristoren b9 ulc
und i-'ig. 1Oe den an die Thyristoren 70 und 71 eintreffenden
impulsen entsprechen. Ain.Kondensator 73
des Wechselrichters 62 (Fig. 9) wird eine Sinusapannung
gebildet, deren Amplitude gleich der Amplitude der spannung am Kondensator 6ö des ;.VechseIrichters
61 ist und die in bezug auf die Spannung am Kondensator
6d um üinen Winkel phasenverschoben ist, der sich
periodisch und lineal· proportional dem Signal am Ausgang
des Verstärkers 94 ändert, wie das in Fig. 10g dargestellt ist. Die am Kondensator 73 (Pig· 9) ge-Dildete
Spannung gelangt an die Primärwicklung o9 ciss
; Transformators ö7·
In der Sekundärwicklung 90 des Transformators ö7
entsteht eine Sinusspannung, die proportional der Summe der Sinusspannungen an seinen Primärwicklungen öd
und ö9 ist. Die Spannung in der Sekundärwicklung 90
wird durch den Ausdruck bestimmt:
. t U = Uincos ■ sinfwt + -X
worin
U die Spannung an der Sekundärwicklung 90 des
Transformators ö7,
U einen Wert, der durch die Spannungsamplitudeη
an den Kondensatoren 6ö und 73 urL(i <3-as übersetzungsverhältnis
des Transformators 37 bestimmt wird,
die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen, die in der Sekundärwicklung 90 des Transforma-30.
tors ό7 infolge des üurchfließens der Ströme
durch die Primärwicklungen öd und ü9 induziert
werden,
λ' Ιύ die WinkeIf requenz der Spannung an Kondensator
68 und
t die Zeit bedeuten.
t die Zeit bedeuten.
Sorait entsteht in der Sekundärwicklung 90 des
Transformators ö7 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 periodischer.
Gesetz mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz ändert, die gleich, der Frequenz des Signals am Ausgang
des Generators 93 ist. Die Primärwicklungen e>d und ü9 des Transformators sind so geschaltet, daß
beim eintreffen der Impulse an die Thyristoren 69,
72 und 70, 71 gleichzeitig mit dem iiincreffen der
Impulse an die Thyristoren 64, 67 bzw. 65, 66 die
Spannungen, die in der Sekundärwicklung 90 des Transformators
o7 infolge des Durchfließens der Ströme durch
die Primärwicklungen do und ocj>
induziert werden, sich
in Phasenopposition befinden, so daß beim Eintreffen
des itall signals an den Steuereingang der Phasenschieberschaltung
77 die Spannung in der Sekundärwicklung 90 gleich Null ist. 3ei 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 V.'ert, 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 6d 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 Kuli- ,
kurve) 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
37 gelangt das Signal an den Frequenzwandler 7ü, 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 Pig.
10h gezeigten Spannung ist. Der Impulsformer 91
(Fig. 9) erzeugt Iiapuls'e 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 8>), und an
seinen Ausgängen, die mit der Steuerelektroden der Thyristoren 80, 83 und 81, 86 verbunden sind, wenn
das Potential an den Anoden der Thyristoren 79 ur"3. ö4
(Katoden der Thyristoren 80 und 83) ^ringer wird als
das Poteütial an den Anode·η der ThyriaLoren eil und
o6 (Katoden der ThyrisOoren ö2 und o^). Befinden sich
die elektronischen Schalter 99 der ^schalteinrichtung 92-'.dabei-in einer Lajje, in der die Ausgänge des Im-■
pulsforiaers 91 ßiit den Steuerelektroden der Thyristoren 79 bis 82 verbunden sind, so wirkt die Thyrisöor-■
brücke, die durch diese Thyristoren gebildet ist,-wie ein Zweipulsgleichrichter und gewährleistet die Aus-bildung
einer gleichpoligen pulsierenden Spannungam Ausgang des frequenzwandlers ?ö, deren Amplitude
sich proportional der SpannungSamplitude am Ausgang des JJ'reciuenzwandlers 7ä ändert. Die an die Steuer-.
elektroden der Thyristoren 79 bis o2 eintreffenden
Impulsfolgen sind in Fig. 10 gezeigt, wo Pig. 1Oi den Impulsen entspricht, die an die Thyristoren 79 und 82
ankommen, während .-Pig. 1Oj den an die Thyristoren 80
. und 81 ankommenden Impulsen entspricht. Wenn das Signal am Ausgang des Generators 93 (Pig· 9) gleich ϊαΰ.1
wird, d.h. wenn die rlüllkurve des Signals am Eingang
des Frequenzwandler^ ?ö durch die Null geht, ändert
sich das Signal am Steuereingang der Umschalteinrichtung
92 und ruft eine Umschaltung der elektronischen
Schalter 99 in eine Stellung hervor, in· der sich die
Ausgänge des Impulsform«rs 91 mit; den Steuer elektroden der 'Thyristoren ο 3 bis 86 verbinden. Demzufolge
wird am Ausgang des Frequenzwandlers ?ö eine gleich-.
polige pulsierende Spannung gebildet, deren Amplitude
sich proportional der Spannungsaiaplitude am Eingang
des Frequenzwandlers 7ü 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 ö3 bis 86 eintreffenden Impulsfolgen sind in
Fig. 10 gezeigt, wo Fig. 10k den Inpulsen entspricht, die den Thyristoren 84 und 8$ zugeführt werden, und
Fig. 101 den an die Thyristoren 83 und 86 ankommenden
Impulsen entspricht. Wenn das Signal am Ausgang des Generators 93 (Fig'· 9) wieder gleich fiull'wird,, kehren
die Schalter 99 in die Stellung zurück, in der die Ausgänge
des Impulsformers 91 ^n. 1^ den Steuer elektroden
der Thyristoren 79 bis 62 verbunden werden, wodurch sich die Polarität der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandlers ?Ö 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 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 ?o (Fi^· 9) charakterisiert, der
Spannungsamplitude in der Sekundärwicklung 90 des Trans
formators 67 proportional, d.h. sie wird durch den Wert
des Signals am Steuereingang des Verstärkers 94 be-
stimmt. \ \.
Die die Umschaltung der elektronischen Schalter gewährleistenden Impulse können vom Ausgang des Generators des alternierenden dreieckigen Signals durchgege-
ben werden, der einen Teil des Generators 93 bildet. Infolge der Induktivität und Kapazität der Leitung,
die die Gasentladungslampen ö ;nit dem Ausgang
der Quelle 1 verbindet, worden die Pulsationen des .-■ Stroms, der durch, die Primärwicklungen 6 des Stromwandler
5 fließt, abgeglättet und der über die Lampen Ö 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 Dei
einer minimalen Anzahl dor eingeschaltuten Lampen) hat
das Abweichungssignal am Ausgang der Vergleichsschaltung
97 und damit das Signal am Steuereingang des .. Verstärkers 9^ 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 Ein-.
treffens 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,
die Spannungen in den Primärwicklungen od
.: und ü9 des Transformators ö7 sind ungeführt um 1oG°
phasenverschoben und die Spannung am Ausgang des 7xaquenzwanalers
78'liegt nahe fiull.
Ein Abfall der Netzspannung oder eine Erhöhung der Belastung führt zu einer gewissen Verminderung des
Stroms in den Primärwicklungen 6 der Stromwandler 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 93 verstärkt, . bedingt dabei eine Vergrößerung der Amplitude des Sig-
3 Ί 52093
iials am Ausgang des Verstärkers 94 und damit eine proportionale
Vergrößerung der Amplitude der Hüllkurve der pulsierenden Spannung am Ausgang des Prequenzwandlers
7o und verhindert dadurch einen wesentlichen Anstieg
des Stroms in den Primärwicklungen 6 der Stromwandler
5· -Bei minimaler riet ζ Spannung und maximaler
Anzahl der eingeschalteten Lampen haben das Abweichung
s signal am Ausgang der Vergleichsschaltung 97 und die Amplitude des Signals am Ausgang des Versuär-
^0 kers 94 maximale Werte, bei denen die Amplitude der ■
Änderung der durch die Phasenschieberschaltung 77 gewährleisteten
Phasenverschiebung nahe dem Viert liugt,
der der iialbperiode des Signals am Ausgang des Generators
74 entspricht. In diesem .Fall ändert sich die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen in den Primärwicklungen
8ü und 69 des Transformators 67 periodisch
von 160° bis zu einem der KuIl nahen Wert, und
die Hüllkurve der pulsierenden Spannung am Ausgang des Frequenzwandler 7<3 hat eine maximale Amplitude.
Somit gewährleistet die in I'lig. 9 gezeigte Quelle
1 des stabilisierten Wechselstroms die Aufrechterhält
ung des Stroms in den Primärwicklungen 9 aer Stromwandler 5 auf dem vorgegebenen Pegel sowohl bei Änderungen
der Netzspannung als auch bei schroffen Anderunge η des Widerstands der lielastung, die bei Änderungen
der Anzahl der eingeschalteten. Lampen entstehen. Die Genauigkeit der Aufrechterhaltung des vorgegeoenen
ütroiiiwerus wird durch den V"erStärkungsfaictor den Kreises,
der den Stroüigeoer 95» eile Vergleichsschaltung 97
und den Verstärker 9<-> enthält, sowie dui'ch die Beziehung, die die Änderung der durch die Phasenschieberschaltung
77 gewährleisteten Phasenverschiebung bei Änderung
des Signals am Steuereingang des Verstärkers 94 festlegt, bestimmt.
Die XJhasenschieberschaltung 77 und der Impulsi'or->/
mer 76 können so ausgeführt sein, daß beim Küllsig^al
am Steuere ingang der Phasenschieberschaltung 77 die. Momente
des Eintreffens der Impulse an die Steuerelektro-
3 Ί 52093
den der Thyristoren 70 und 71 xrdt den Momenten des
Ei'ntrei'feiis der Impulse an die Steuerelektrode*! der
thyristoren 64 und 6.7 zusammenfallen* In diesem Fall
muß die Einschaltrichtung einer der Wicklungen ö8
oder ö9 auf die entgegengesetzte Sichtung verändert
werden.
Anstatt zweier in Fig. 9 gezeigter Brücken-Wechselrichter
61 und 62 können zwei Halbbrücken-Wechsel-' richter verwendet werden, die so parallel zum Gleich-
^O Stromnetz geschaltet sind, wie das in Fig. 5 gezeigt
ist. In· diesem Fall wird der Eingang des Frequenzwandlers
mit■direkter Kopplung zwischen den Verbindungs-■:
punkt der Arme eines Wechselrichters und den Verbindung spunkt der Arme des anderen Wechselrichters ge-
^5 schaltet.
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 VVechselstrom-
^O spannungen 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 Ableitungen den Eingang der
Phasenschiebereinrichtung 100.bilden, ist parallel zum Kondensator 6ö 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 ?3 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 IO5 des Magnet-
verstärkers IO3 geschaltet ist. Der Ausgang des Ver- ■
atärkers 94 steht in Vorüindung mit der Steuerwicklung
106 des Magnetverstärkers IO3, dessen Ableitungen
den Steuereingang der Phasenschiebereinrichtung 100
bilden. ■
während des Betriebs der in ii«;. 11 gezeigten
Quelle 1 gelangt die Spannung vom Ausgang des Wechselrichters 61 an die Primärwicklung des Transformators
101 der Phasenschiebereinrichtung 100. Eine Änderung
aer Spannung am Ausgang des Verstärkers 94 führt zu
einer Änderung der Vormagnetisierung des ^erns des
lviagnetverstärkers IO3, 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 ö9 des Transformators
87. Beim liullsignal am Ausgang des Verstärkers
94 ist die Induktivität der Arbeitswicklungen
und 105 maximal, und die Phasenverschiebung zwischen
der Spannung in der Sekundärwicklung des Transforiaa- '·
tors 101 und der Spannung in der Primärwicklung 09 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 diese Phasenverschie-
bung nahe 1öQ°
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 ö9 des 'i'ransformators 8?, die in bezug auf die Spannung
in seiner Primärwicklung 88 um einen Winkel phasen-. ■ verschoben ist, der sich proportional dem Signal am
Ausgang des Verstärkers 94 änder'c. 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 kormnutierenden 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 ßeihe geschalteten Induktivitäten
besteht, deren eine durch antiparallel geschaltete Thyristoren
mit Zündwinkeln nebengeschlossen ist, die sich
-25 entsprechend dem Signal am Ausgang des Verstärkers 94
: ändern.
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 Ö 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 rechteckigen Form: nahe
liegt, und dadurch eine Verminderung der Lichtstrompulsation
und eine Erhöhung.der Lichtabgabe ermöglicht wird.
Das erf indungsgcmäße Beleuchtungssystem· kann zur
Beleuchtung von Industriebetrieben, .Straßen,' Autobahnen,
Stadien, Bergwerken u.a<> verwendet werden. Die Quelle des stabilisierten Wechselstroms wird in einer
Transformatorenstation angeordnet, die mit einer ülektroenergieübertragungsleitung
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 (1)
- P A T E H T ANSPRUCHS:1. Beleuchtungssystem mit einer W'echselstromversorgungsquelle und mit Gasentladungslampen, die an die Stromversorgungsquelle angeschlossen und mittels einer cransformatorischen Kopplung mit ihr verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsquelle in Form einer Quelle (1) des stabilisierten Wechselstroms ausgeführt ist und die Gasentladungslampen (β) an die Stromversorgungsquelle über -Stromwandler (5) angeschlossen sind, deren Primärwicklungen (6) in .Reihe geschaltet und an die Stromversorgungsquelle angeschlossen sind, während an die Sekundärwicklungen (7) die Gasentladungslampen (β) angeschlossen sind.2. Beleuchtungssystem, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsquelle . einen in Reihe geschalteten Kreis aufweist, der zwei Induktivitäten (15» 16) enthält und deren eine Ableitung an das Drehstromnetz über Sättigüngsdrosseln (17) angeschlossen ist, die in Sternschaltung geschaltet werden, während die andere Ableitung 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 Schalterschaltung, die parallel zur zweiten Induktivität (16) geschaltet ist, eine Steuereinrichtung der 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 Schalte.rschaltung zur Messung der Zeitabschnitte verbundenist, in deren Verlauf sich die Schalterschaltung' im geschlossenen und geöffneten Zustand bei einer .Abweichung des Strome in den Primärwicklungen '(G) der Stromwandler (5) vom vorgegebenen Wert befindet.' ' 3· Beleuchtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) in die erste Induktivität (15) über einen Anpassungstransformator (33) angeschlossen sind, dessen Primärwicklung aurch die erste Induktivität (15) gebildet ist.4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsquelle zwei Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichter enthält, die parallel zum Wechselstromnetz geschaltet sind und in denen die kpinmutierenden Induktivitäten (37, 40, 45, 4ö) in Reihe mit den Thyristoren i35i 3ü, 43, 46) geschaltet sind, die durch die in bezug auf die Thyristoren (35» 3&> 43, 56) entgegengeschalteten Dioden (36» 39» 44, 47) nebengeschlossen sind, v/obei 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, die Steuereinrichtung zur Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter so ausgeführt ist, daß die Zündimpulse, die den Thyristoren (35> 3ü) des einen Halbbrücken-Thyristor- -Wechselrichters zugeleitet werden, in bezug auf die Zündimpulse, die den Thyristoren (43, 46) des anderen Halbbrücken-Thyristor-lVechselrichters zugeleitet werden, um einen Winkel phasenverschoben sind, der dem Signal am Steuereingang der Steuereinrichtung entspricht, und die Stromversorgungsquelle zusätzlich ei-· ne Einrichtung enthält, die auf die Abweichung des durch Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) fließenden Stroms von dem vorgegebenen Wert anspricht und mit dem Steuereingang der Steuerrichtung zur Kinschal--'56-tung der Thyristoren verbunden ist.5· Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, d a -. durch gekennzeichnet, daß die Strom-versorgungsquelle einen Frequenzwandler (?ö) mit di~ rekter Kopplung, der zwei antiparallel geschalteteThyristor-Gleichrichterschaltungen hat und dessen Ausgang als Ausgang der Stromversorgungsquelle dient, [ eine Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannung zur Erzeugung an einem ihrer Ausgänge einer V/echseIstromspannung, die in bezug auf die Spannung an ihrem anderen Ausgang um einen V/inkel phasenverschoben ist, der dem Signal am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Spannung entspricht, und deren Ausgänge in Reih© an den Eingang des Frequenzwanalers (?ö) angeschlossen sind, eine Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen für die periodische Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen mit einer Frequenz, die bedeutend niedriger als die Frequenz dieser Spannungen ist und im Bereich von einem gewissen ersten Grenzwert, bei dem die Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (?ö) gleich NuIl ist, bis zu einem gewissen zweiten Grenzwert, bei dem die Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (78) nicht gleich ist, liegt, und eine Einrichtung, die auf die Abweichung des durch die Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) fließenden Stroms vom vorgegebenen Wert anspricht und mit der Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen für die Änderung des zweiten Grenzwerts der Phasenverschiebung bei der Abweichung des Stroms in den Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) vom vorgegebenen Wert verbunden ist, enthält, wobei die Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren in den Gleichrichterschaltungen des Frequenzwandlers (78) mit der Einrichtung zur Steuerung des Signals am Steuer-eingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen und der Spannung am Eingang des ±'lvequenzwandlers (?ö) zur Umschaltung der Thyristoren (79, üO, öl, 62) der einen Gleichrichterschaltung während der Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen von dem ersten Grenzwert bis zum zweiten Grenzwert und der Thyristoren (ö3, Ö4, 85, Ö6) der anderen Gleichrichterschaltung während der Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung der WechselStromspannungen vom zweiten Grenzwert bis zum ersten Grenzwert mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz der Spannung am Eingang desFrequenzwandlers (7ö) ist, synchronisiert. . ·.6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichne t, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen zwei Thyristor-Wechselrichter (61, 62) enthält, die an das Gleichstromnetz angeschlossen sind und deren Ausgänge die Ausgänge der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen bilden, wobei die Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter (61, 62) einen Steuereingang hat, der den-Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen bildet, und so ausgeführt ist, daß die den Thyristoren (64, 65» 66, 67) des einen Wechselrichters (61) zugeleiteten Zündimpulse 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 der Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren entspricht.7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, d a durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Wechselstromspannungen einen Thyristor-Wechselrichter (61), der an das Gleichstromnetz angeschlossen ist und dessen Ausgang den52093einen Ausgang der Einrichtung zur Urzeugung der Wech-■ seis'pannungen bildet, und eine steuerbare Phasenschiepereinrichtung (100)· enthält, deren Eingang an den Ausgang des Thyristor-Wechselrichters-(61) 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.TÜR DIE INTERNATIONALE ARKbLDUMG PCT/SU öT/OOO4d1. Beleuchtungssystem, das eine Speisequelle und Gasentladungslampen enthält, die an die Speisequelle mittels Transformatoren angeschlossen sind, deren Primärwicklung in Heine geschaltet sind, dadurch . g ekennze ic hne t, daß die Speisequeile als Quelle des stabilisierten .Wechselstroms ausgebildet ist und die Transformatoren streuungsfrei als Stromwandler ausgeführt sind, deren in Reihe liegende Primärwicklungen an die Anschlußklemmen der Speisequelle angeschlossen sind. .2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, d a - . '. durch gekennzeichnet, daß die .Speise-?quelle einen Reihenkreis, der zwei Induktivitäten (15, 16) hat und dessen eine Ableitung an das Drehstromnetz über Sättigungsdrosseln (17), die in Stern geschaltet sind, und dessen andere Ableitung an das Drehstromnetz über eine einen induktiven Widerstand aufweisende Einrichtung (19) angeschlossen ist, und eine mit diesem Kreis in Reihe verbundene, einen kapazitiven Widerstand aufweisende Einrichtung (20) enthält, wobei die in Reihe geschalteten Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5) parallel zur ersten Induktivität (15) geschaltet sind, und daß die Speisequelle zusätzlich eine 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 Primärwick lungen (6) der Stromwandler (5) fließenden Stroms von vorgegebenen Wert reagiert und mit der Steuereinrich-* tung der Schalterschaltung zur Änderung der Zeitabschnitte, in deren Verlauf sich die Schalterschaltung im geschlossenen und im geöffneten Zustand befindet, : bei einer Abweichung des Stroms in den Primärwicklungen(6) der Stromwandler (5) vom vorgegebenen Wert verbunden ist.3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pri- märwicklungen (6) der Stromwandler (5) an die erste Induktivität (15) über einen Anpassungstransf oriaator (33) angeschlossen sind, dessen Primärwicklung durch die erste Induktivität (15) gebildet ist.4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, d a -durch gekennzeichnet, daß die Speisequelle zwei Kalbbrücken-Thyristor-Y/echselr'ichter enthält, die parallel zum Gleichstromnetz geschaltet sind und in denen die kommutierenden Induktivitäten (37i 40, 45, 4ö) in Reih© mit den Thyristoren (35, 3d, 43, 46) geschaltet sind, die durch die in bezug auf die Thyristoren gegensinnig geschalteten Dioden (36, 39, 44, 4?) nebengeschlossen sind, wobei die in Heihe geschalteten Primärwicklungen (6) der Stromwandler (5).zwischen dem Verbindungspunkt (42) der Arme des einen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters und dem Verbindungspunkt CpO) der Arme des anderen Halbbrücken-Thyristor-Wechselrichters geschaltet sind, . und daß die Steuereinrichtung zur Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter so ausgeführt ist, daß die Zündimpulse, die den Thyristoren (35> 3*0 &&s einen Kalbbrücken-Thyristor-vVechselrichters zugeleitet werden, in bezug auf die Zündimpulse, die den Thyristoren (43, 46) des anderen Halbbrücken-Thyristor-Wechsel-■·. richters zugeleitet werden, um einen Y/inkel phasenverschoben sind, der dem Signal am Steuereingang derSteuereinrichtung entspricht, während die Speisequelle zusätzlich eine Einrichtung enthält, die auf die Ab-. weichung des durch die Primärwicklungen (6) der Strom- -'. wandler (5) fließenden Stroms vom vorgegebenen Wert reagiert und mit· dem Steuereingang der Steuereinrichtung zur Einschaltung der Thyristoren verbunden ist.5. .Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurchg e kennze ichne t, daß die Speise-52093quelle einen Frequenzwandler (?cs) mit direkter Kopplung, der zwei antiparaliel geschaltete Thyristor- -Gleichriehterschaltungen hat und dessen Ausgang als Ausgang der Speisequelle dient, eine Einrichtung zur Erzeugung von tfechselstromspannungen, die eine <Vechselstromspannung an einem ihrer Ausgänge erzeugt, die in bezug auf die an ihrem anderen Ausgang anliegenden Spannung um einen 7/inkel phasenverschoben ist, der dem Signal am Steuereingang der Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstromspannungen entspricht, und deren Ausgänge in Heihe an den Eingang desFrequenzv/andlers (7^) geschaltet sind, eine Einrichtung- zur Steuerung des Signals am Steuereingang der Einrichtung, zur erzeugung von ßechselstromspannungen, welche die Phasenverschiebung zwischen den 'Spannungen-an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung von wechselstromspannunjen.periodisch mit einer Frequenz ändert, die bedeutend niedriger als die Frequenz dieser Spannungen ist und im dereich von einem gewissen ersten -irenzwert, bei dem die Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (7d) gleich WuIl ist, bis zu einem gewissen zweiten Grenzwert, bei dem die Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (7ö) von .Null verschieden ist, liegt, und eine Einrichtung, die auf die übweichu:agaea durch die jfrimarwicklun,j<jn (6) des Stronavandlers(5) fließenden Stroms vom vorgegebenen rt'ert reagiert und üiit der uinricncung zur Sceuerung des Signals.-, am ■' Steuereingang der Einr ic titung zur Erzeugung von spannungen für die Änderung des zweiten -Jrenzwer'ces der irhasenverschieoung oei der Άον/eichung des Stroms in den irriaärwicklungen (6) der Scromwandler (5) vom vorgegebenen .^ert verbunden ist, enthält die Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren in den j±cichrichterschaltungen des Frequenzwandlers (7-0 -.it der ^inriciitung zur Steuerung, des Signals am oceuerein.jang der Einrichtung' zur Erzeugung von .,<ach-3elstromspannun,jen und d^r Spannung am Ein^an^ ies Frequenzwandlers (7ü) zur Umschaltung der "jJhjrist,oren(79> öO, 81, 82) der einen Gleichrichterschaltung während der Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Er- zeugung von Wechselstromspannungen vom zweiten Grenzwert bis zum ersten Grenzwert und zur Umschaltung der Thyristoren (83, Ö4, 85, 86) der anderen Gleichrichterschaltung während der Änderung der Phasenverschiebung zwischen den Spannungen an den Ausgängen der Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstromspannungen vom^O zweiten Grenzwert bis zum ersten Grenzwert mit einer Frequenz, die der Frequenz der Spannung am Eingang des Frequenzwandlers (78) gleich ist, synchronisiert ist.6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- .. richtung zur Erzeugung von Wechselstromspannungen zwei Thyristor-Wechselrichter (61, 62) enthält, die an das Gleichstromnetz angeschlossen sind und deren Ausgänge die Ausgänge der Einrichtung zur Erzeugung von Wechsels tr omspannungen bilden, wobei die Einrichtung zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren der Wechselrichter einen Steuereingang besitzt, der einen Sfceuereingang der Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstromspannungen bildet, und so ausgeführt ist, daß die den . Thyristoren (64, 65, 66, 67) des einen Wechselrichters(61) zugeleiteren Zündimpulse in bezug auf die den Thyristoren (69, 70, 71, 72) des anderen Wechselrichters (62) zugeleiteten Zündimpulse um einen Winkel phasen-, verschoben sind, der dem am Steuereingang der Einrichtung, zur Steuerung der Einschaltung der Thyristoren entspricht.7· Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstromspannungen einen Thyristor-Wechselrichter (61), der an das Gleichstromnetz angeschlossen ist und dessen Ausgang einen Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstromspannungen bildet, und eine steuerbare Phasenschieber-. .einrichtung (100) enthält, deren Eingang an den Ausgangdes Thyristor-Wechselrichters (61) angeschlossen ist, der Steuereingang als Steuereingang der ■ Einrichtung, zur Erzeugung von WechselStromspannungen dient und der Ausgang einen anderen Ausgang der Einrichtung- zur Erzeugung von iivechselstromspannungen bildet.
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