DE589281C - Mischfrequenz-Vorrichtung zur Erzielung flimmerfreier Beleuchtung beim Anschluss an 16 2/3 periodige Netze - Google Patents

Description

Normale Glühlampen, die mit Wechselstrom von i6²/₃ Hz gespeist werden, weisen bekanntlich ein starkes Flimmern auf. Wird der zeitliche Verlauf des Lampenstromes so verändert, daß die An- und Abstiege jeder Halbwelle steiler als normal sind und daß die Wechselstromkurve in ihrem Scheitel sattelförmig verläuft, so· unterbleibt das Flimmern. Eine derartige Kurvenformveränderung läßt sich erreichen unter Benutzung von Oberwellen, die in Wechselstromnetzen infolge der Magnetisierungsströme gesättigter Eisenkreise auftreten. Die bekanntgewordenen Vorrichtungen sind zu diesem Zweck mittels eines Kondensators und einer zusätzlichen Induktivität (Drosselspule) auf eine bestimmte Oberwelle, z.B. die Frequenz 50 Hz, abgestimmt. Ferner ist ein Regeltransformator erforderlich, da sich die Spannung im Verbrauchernetz mit der Anzahl der eingeschalteten Lampenstromkreise stark ändert. Erfindungsgemäß sind zur Erzielung der Flimmerfreiheit weder eine Abstimmdrosselspule noch ein Regeltransformator erforder-Hch. An Stelle des einen Kondensators für die gesamte Beleuchtungsanlage treten kleine Einzelkondensatoren in jedem Lampenstromkreis, wodurch jederzeit Änderungen und Erweiterungen des Verbrauchernetzes möglieh sind. Da keine besondere Abstimmung vorgesehen ist, enthält der Verbraucherstrom jetzt neben der i6²/₃periodigen Grundwelle zahlreiche Oberwellen. Es handelt sich also um einen Mischfrequenzstrom. Um bei dieser Stromzusammensetzung trotzdem den für die Flimmerfreiheit erforderlichen sattelförmigen Kurvenverlauf zu erhalten, müssen die Abmessungen der Kondensatoren in einem bestimmten Verhältnis zu den Ohmschen Widerständen ihrer Lampenstromkreise stehen. Durch Versuche ist festgestellt worden, daß bei der in i6²/₃periodigen Netzen vorkommenden Größe der Oberwellen Flimmerfreiheit zu erreichen ist, wenn der kapazitive Grundwellenwiderstand jedes Kondensators größer ist als der halbe Gleichstromwiderstand seines Belastungskreises bei eingeschalteten Lampen. Um wieviel der kapazitive Widerstand größer zu sein hat, ist von der Wärmeträgheit des jeweils verwendeten Glühlampenfadens abhängig.

Die Abbildung gibt. Beispiele für die Schaltung der Beleuchtungsanlage. Die Lampenstromkreise sind an das i6²/₃periodige Niederspannungsnetz N über die Kondensatoren C₁ bis C₁ angeschlossen. Die weitgehendste Unterteilung erhält man, wenn jeder Lampe ein eigener Kondensator vorgeschaltet wird (Stromkreis 1). Wird eine Gruppe parallel geschalteter Lampen über einen gemeinsamen Kondensator C₂ versorgt (Stromkreis 2), so ist eine Einzelabschaltung von Lampen nicht möglich, da sich hiermit die Lampenspannung ändern würde.

Legt man auf Einzelabschaltung Wert, so empfiehlt es sich, die Lampen in Reihe anzuordnen (Stromkreis 3). Voraussetzung ist hierbei, daß die in Reihe liegenden Lampen α bis d sämtlich für die gleiche Stromaufnahme bemessen sind und daß der kapazitive Widerstand des Kondensators C₃ im Verhältnis zum Gleichstromwiderstand des Kreises genügend groß ist. Der Gesamtwiderstand, welcher sich geometrisch zusammensetzt, ändert sich dann beim Abschalten von Lampen nur wenig, womit der Strom in diesem Kreis, also auch die Spannung der restlichen Lampen, annähernd konstant bleibt. Die Einzelschalter liegen parallel zu den Lampen.

Bekanntlich sind bei gegebener Kerzenstärke Lampen niedriger Spannung gegen Flimmern unempfindlicher als solche hoher Spannung. Ihre Verwendung in der sonst

ao üblichen Parallelschaltung bringt aber wegen der hohen Ströme große Leitungsverluste mit sich. Eine Reihenschaltung, welche das Einzelabschalten von Lampen ohne wesentliche Spannungsänderung gestattet und welche die vorerwähnten Nachteile beim Gebrauch von Niedervoltlampen vermeidet, läßt sich also mit Hilfe des vorgeschalteten Kondensators C₃ in einfacher Weise verwirklichen.
Sollen die in Reihe geschalteten Lampen a

3p bis d verschiedene Leistungen haben, so sind Typen mit gleich großem Stromverbrauch, aber verschiedener Spannung zu wählen. Eine weitere Lösung gibt die gezeichnete Schaltung des Stromkreises 4 an. Die Einzellampen können durch Lampengruppen ersetzt werden, welche den gleichen Gesamtstrom aufnehmen wie die ersetzte Einzellampe. So läßt sich beispielsweise eine 40-W-Lampe e mit einer Gruppe in Reihe schalten, welche aus den parallel liegenden Lampen / mit 15 W Leistung und g mit 25 W Leistung besteht. Die Lampen f und g haben jetzt natürlich gleiche Spannung und sind nur gemeinsam abschaltbar.

Sowohl die Grundwelle als auch besonders die verschiedenen Oberwellen der Lampenspannung weisen Schwankungen auf, die aber voneinander weitgehend unabhängig sind. Bei den beschriebenen Schaltungen halten sich die Gesamtänderungen der effektiven Lampenspannung in engeren Grenzen als bei Siebkreisen mit einer Abstimmung auf eine bestimmte Oberwelle, da hier ein gewisser Ausgleich der Oberwellenschwankungen erfolgt. Um die verbleibenden Spannungsänderungen zu vermindern, kann man in Reihe mit den Lampen einen Eisenwiderstand F schalten (Stromkreis 4), dessen Widerstand sich bekanntlich mit der spezifischen Strombelastung stark ändert.

Da die Grundwelle des Lampenstromes der i6²/₃periodigen Spannung des Netzes A^r vorauseilt, wirkt die Vorrichtung gleichzeitig als Phasenschieber. Diese Wirkung bleibt auch bei abgeschalteten Lampen bestehen, wenn der Hauptschalter 5¹ ständig geschlossen gehalten wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Mischfrequenz-Vorrichtung zur Erzielung flimmerfreier Beleuchtung beim Anschluß an i6²/₃periodige Netze unter Benutzung von Oberwellen, welche infolge der Magnetisierungsströme gesättig- ter Eisenkreise auftreten, bestehend aus Schwingungskreisen ohne besondere Abstimmung mittels einer .zusätzlichen Induktivität, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lampenstromkreis einen eigenen, dem Lampenwiderstand angepaßten Kondensator hat.
2. 2._ Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Grundwellenwiderstand des mit der Lampenbelastung in Reihe geschalteten Kondensators größer ist als der halbe Gleichstromwiderstand dieses Belastungskreises bei eingeschalteten Lampen.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensatorkreis Einzellampen oder Lampengruppen mit gleichem Nennstromverbrauch in Reihe geschaltet sind.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jeder Einzellampe oder Lampengruppe ein Schalter angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen in Reihe mit der Lampenbelastung geschalteten Eisenwiderstand.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen