DE620008C - Zuend- und Regelvorrichtung fuer elektrische Leuchtroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Zündeinrichtung für elektrische Leuchtröhren, die gleichzeitig ein verlustloses Regeln der Lichtausstrahlung gestattet. Die bisher bekannten verlustlosen Zünd- und Regeleinrichtungen für elektrische Leuchtröhren arbeiten mit im Innern der Leuchtröhre angeordneten Steuergittern oder mit Hilfselektrode!!. Diesen wird, vielfach unter Anwendung eines Hilfsentladungsgefäßes, dessen Steuergitter von einem Phasenregler gespeist wird, in dem Augenblick, in dem die Zündung der Leuchtröhre erfolgen soll, eine hohe Hilfsspannung aufgedrückt, so daß sich ein die Füllung der Leuchtröhre ionisierender Hilfsstrom ausbildet, der gegenüber dem Entladungsstrom phasenverschoben ist. Man hat auch bereits, allerdings nur zur Zündung einer Leuchtröhre und nicht zur Helligkeitsregelung, vorgeschlagen, ihrer Hilfselektrode einen Kondensator vorzuschalten, dessen Entladungsstrom über die Primärwicklung eines Rückkopplungstransformators geleitet wird, dessen Sekundärwicklung an die beiden Hauptelektroden der Leuchtröhre angeschlossen ist. Sobald sich bei dieser Anordnung der Kondensator über die Entladüngsstrecke zwischen der Haupt- und der Hilfselektrode entlädt, tritt ein Zündspannungsstoß an der Leuchtröhre auf.

Die Erfindung bezweckt, ebenfalls unter Benutzung eines Hilfsentladungsgefäßes, das von einem Phasenregler gesteuert wird und dem Entladungsstrom der Leuchtröhre einen phasenverschobenen Strom überlagert, eine einfache Zünd- und auch Helligkeitsregeleinrichtung zu schaffen, und zwar dadurch, daß außer dem Hilfsentladungsgefäß ein Rückkopplungstransformator und ein nicht im EntladungsStromkreis der Leuchtröhre liegender, zweckmäßig parallel zu ihm geschalteter Kondensator angeordnet sind, und zwar derart, daß im Entladungsstromkreis des Kondensators das Hilfsentladungsgefäß und die Primärspule des Rückkopplungstransformators liegen, dessen Sekundärwicklung unter Ausnutzung als strombegrenzende Drossel in der einen Zuleitung der Leuchtröhre liegt.

Bei einer solchen Einrichtung braucht die Leuchtröhre selbst keine besonderen Hilfselektroden oder Steuergitter aufzuweisen. Auch wirkt bei einer solchen Einrichtung die Sekundärspule des Rückkopplungstransformators gleichzeitig als Vorschaltdrossel, die einen so hohen Widerstandswert besitzen kann, daß ein besonderer strombegrenzender Vorschaltwiderstand überflüssig wird.

Die Einrichtung nach der Erfindung gestattet, die Zündung einer Leuchtröhre bei

einem ganz bestimmten wählbaren Wert der die Leuchtröhre speisenden, sinusförmig verlaufenden Wechselspannung herbeizuführen. Je nachdem, ob die Zündung der Leuchtröhre bereits zu Beginn der Halbwelle des Wechselstromes oder erst zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt, führt die Leuchtröhre während eines längeren oder kürzeren Periodenabschnittes Strom. Durch kontinuierliche Verschiebung des Zündpunktes der Leuchtröhre kann ihre Helligkeit stufenlos zwischen einem Höchstwert und dem völligen Dunkelbleiben der Leuchtröhre verändert werden. Da in den Dunkelpausen keinerlei Strom über die Leuchtröhre fließt, entsteht bei einer derartigen Helligkeitsregelung der Leuchtröhre kein Energieverlust.

Werden mehrere Leuchtröhren in Parallelschaltung betrieben und geregelt, dann emp^ao fiehlt es sich, einen gemeinsamen Kondensator und ein gemeinsames gittergesteuertes Hilfsentladungsgefäß vorzusehen und die Primärwicklung der Rückkopplungstransformatoren im Entladungsstromkreis des Kondensators in Reihe zu schalten.

Um ein Zünden der Leuchtröhre in jeder Halbwelle des Netzwechselstromes· zu erzielen, können, wie an sich bekannt, entweder Leuchtröhren mit einer Glühkathode und zwei Anoden oder Leuchtröhren mit zwei Glühelektroden Verwendung finden.

Im ersteren Falle wird jeder Anode ein Rückkopplungstransformator, ein Kondensator und ein gesteuertes Hilfsentladungsgefäß zugeordnet. Die Steuerung beider Hilfsentladungsgefäße erfolgt hierbei mittels eines gemeinsamen Phasenreglers.

Im zweiten Falle werden in den Entladungskreis des Kondensators zwei von einem gemeinsamen Phasenregler gesteuerte Hilfsentladungsgefäße entgegengesetzt parallel geschaltet eingebaut, wobei dann die Entladung des Kondensators in der positiven ,Halbwelle des Wechselstromes über das eine Hilfsentladungsgefäß und in der negativen Halbwelle des Wechselstromes über das andere Hilfsentladungsgefäß erfolgt.

Bei einer mit Mehrphasenstrom betriebenen Leuchtröhrenanlage ist es ferner gemäß der Erfindung von Vorteil, die Leuchtröhre von einer anderen Phase des Mehrstromes zu speisen als den der Leuchtröhre zugeordneten, zur Zündung und Regelung dienenden Kondensator. Zweckmäßig erfolgt dabei die Speisung des Kondensators mittels eines mit entgegengesetzt gepolten Wicklungen versehenen HilfstraDSformators und .eines Gleichrichters.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis S' Ausführungsbeispiele von Zünd- und Regeleinrichtungen für elektrische Leuchtröhren

schematisch dargestellt, die nach der Erfindung ausgebildet sind.

In Abb. I ist eine Einrichtung zum Zünden und Regeln einer einzelnen Leuchtröhre veranschaulicht, während in Abb. 2 eine Einrichtung für mehrere parallel geschaltete Leuchtröhren dargestellt ist. Bei beiden Einrichtungen brennt die Leuchtröhre nur j eweils in der einen der beiden Halbwellen des Wechselstromes.

Im Gegensatz dazu zeigen die Abb. 3 und 4 Einrichtungen, die in jeder Halbwelle des Wechselstromes die Leuchtröhren zum Zünden bringen. Zu diesem Zwecke werden nach Abb. 3 Leuchtröhren mit einer Glühkathode und zwei Anoden und nach Abb. 4 Leuchtröhren mit zwei Glühelektroden verwendet.

Die Abb. 5 zeigt eine Einrichtung für Mehrphasenstrombetrieb.

Bei der Einrichtung nach Abb. 1 besitzt die Leuchtröhre 1 am einen Ende eine Glühkathode 2, die über die Stromzuführung 3 mit der einen Netzleitung 4 verbunden ist, und am anderen Ende eine Anode 5, die über die Stromzuführung 6 mit der Netzleitung 7 in Verbindung steht. In der Anodenstromzuführungö liegt die als strombegrenzende Drossel wirkende Sekundärwicklung 8 des Rückkopplungstransformators-9. Parallel zum Leuchtröhrenstromkreis ist der Kondensator 10 geschaltet, der einerseits über einen hochohmigen, zur Aufladung des Kondensators dienenden Widerstand 11 mit der Stromzuführung 6 und andererseits über die Primärwicklung 12 des Rückkopplungstransformators 9 und über das gittergesteuerte Hilfsentladungsgefäß 13 mit der Stromzuführung 3 verbunden ist.

Das Hilfsentladungsgefäß 13 besitzt eine Glühkathode 14, eine Anode 15 und ein Steuergitter 16, das an den Phasenregler 17 angeschlossen ist, der von den Netzleitungen 4, 7 gespeist wird. Der Phasenregler 17, der aus irgendeiner für solche Zwecke bekannten Vorrichtung bestehen kann, gestattet, dem Steuergitter 16 eine Wechselspannung zuzuführen, deren Phase gegenüber der Phase des Netzstromes vor- oder rückwärts verschoben werden kann.

Die Arbeitsweise der Einrichtung nach Abb. ι ist wie folgt:

Beim Anlegen des Netzstromes an die Netzleitungen 4, 7, deren Spannung so niedrig ist, daß sie allein zum Zünden der Leuchtröhre 1 ausreicht, wird zunächst der Kondensator 10 über den hochohmigen Widerstand ir aufgeladen. Sobald nun das Steuergitter über den Phasenregler 17 eine bestimmte Spannung erhält, wird die Entladungsstrecke zwischen der Anode 15 und der Glühkathode des Hilfsentladungsgefäßes 13 leitend, und

der Kondensator ίο kann sich über das Hilfsentladungsgefäß 13 und die Primärwicklung 12 des Rückkopplungstransformators 9 entladen. Der über die nur einige Windungen aufweisende Primärwicklung 12 des Rückkopplungstransformators 9 fließende Entladungsstrom bewirkt das Auftreten eines Spannungsstoßes an der viele Windungen aufweisenden Sekundärwicklung 8. Dieser Spannungsstoß überlagert sich der an der Leuchtröhre liegenden Netzspannung und bewirkt die Zündung der Leuchtröhre. Diese brennt während der ganzen Halbwelle weiter und erlischt erst, wenn sich die Spannung ihrem Nullwert nähert. Dieses Spiel wiederholt sich in jeder zweiten Halbwelle des Wechselstromes. Durch Verstellen des Phasenreglers 17 kann auf einfache Weise der Punkt der Wechselstromkurve eingestellt werden, bei dem jeweils die Zündung der Leuchtröhre stattfinden soll.

Die Abb. 2 zeigt eine Einrichtung für den Betrieb von mehreren parallel geschalteten Leuchtröhren. Die Primärwicklungen sämtlicher Rückkopplungstransformatoren sind dabei in Reihenschaltung und liegen im Entladungsstromkreis des gemeinsamen Kondensators. Durch eine solche Schaltung wird das gleichzeitige Ansprechen sämtlicher Leuchtröhren sichergestellt.

Bei der Einrichtung nach Abb. 3 finden Leuchtröhren 1 Anwendung, die je zwei Anoden 5, 5' aufweisen. Jeder Anode 5 ist ein Rückkopplungstransformator 9 und jeder

³5_y Anode 5' ein Rückkopplungstransformator 9'

' zugeordnet. Die Primärwicklungen 12 bzw. 12' der Rückkopplungstransformatoren 9 bzw. 9' sind in Reihe geschaltet und liegen im Entladungsstromkreis des Kondensators 10 bzw. 10'. Die Entladung des Kondensators 10 geschieht über das Hilfsentladungsgefäß 13, während die Entladung des Kondensators ro' über das Hilfsentladungsgefäß 13' erfolgt. Zur Steuerung der beiden Hilfsentladungsgefäße 13, 13' dient der Hilfstransformator 18, der zwei Sekundärwicklungen 19, 19' besitzt und dessen Primärwicklung 20 an den Phasenregler 17 angeschlossen ist. Die Speisung sämtlicher Leuchtröhren erfolgt über den Haupttransformator 21, dessen'¹ Sekundärwicklung 22 einerseits an die Anode 1S des Hilfsentladungsgefäßes 13 und andererseits an die Anode 15' des Hilfsentladungsgefäßes 13' angeschlossen ist. Der Mittelpunkt 23 der Sekundärwicklung des Haupttransformators führt zur Glühkathodenzuleitung 3.

Beim Betriebe der nach Art eines Zweiweggleichrichters arbeitenden Einrichtung fließen in der einen Halbwelle des Netzwechselstronies die Entladungsströme der Leuchtröhren über die Anoden 5, in der anderen Halb welle dagegen über die Anoden 5', so daß jede Halbwelle des Wechselstromes ausgenutzt ist.

Wesentlich einfacher wird eine in jeder Halbwelle arbeitende Regeleinrichtung, wenn Leuchtröhren mit je zwei Glühelektroden verwendet werden.

Abb. 4 zeigt eine solche Einrichtung, die sich von derjenigen nach Abb. 2 nur dadurch unterscheidet, daß statt eines Hilfsentladungsgefäßes nunmehr zwei von einem gemeinsamen Phasenregler gesteuerte, entgegengesetzt parallel geschaltete Hilfsentladungsgefäße 13, 13' benutzt werden. In der positiven Halbwelle des Wechselstromes entlädt sich der Kondensator 10 beispielsweise über das Hilfsentladungsgefäß 13, in der negativen Halbwelle aber über das Hilfsentladungsgefäß 13'. Da jeder Entladungsstromstoß einen Zündspannungsstoß an der Leuchtröhre verursacht, wird die Leuchtröhre in jeder Halbwelle des Wechselstromes in Betrieb gesetzt.

In Abb. 5 ist eine Zünd- und Regeleinrichtung für Mehrphasenstrombetrieb, und zwar für Drehstrombetrieb, dargestellt. Das Drehstromnetz ist int Stern geschaltet. Zwischen jeder Phase und dem Nullpunkt des Drehstromnetzes liegt eine Leuchtröhre. Während die Glühkathoden 2 der drei Leuchtröhren 1 mit dem Nulleiter 24 und dem Sternpunkt 25 des Drehstromnetzes verbunden sind, stehen die Anoden 5 über die Sekundärwicklungen 8 der Rückkopplungstransformatoren 9 mit den Phasenleitungen 26, 27, 28 in Verbindung. Jeder Leuchtröhre sind ein Kondensator 10, ein Gleichrichter 29, ein gittergesteuertes· Hilfsentladungsgefäß 13 und ein Hilfstransformator 30 zugeordnet. Die Schaltung ist derart, daß die zur Zündung und Regelung der Leuchtröhren dienenden Kondensatoren 10 jeweils von einer anderen Phase des Mehrphasenstromes gespeist werden als die zugeordneten Leuchtröhren. Die Speisung der Kondensatoren erfolgt dabei über Hilfstransformatoren 30, die entgegengesetzt gepolte Wicklungen besitzen. Jede Leuchtröhre kommt nur in der Halbwelle des Drehstromes zum Zünden, in der ihre Glühkathode gegen- u» über der Anode negatives Potential aufweist. Als Phäsenregler dient eine Drehstrommaschine, deren Ständer und Läufer mit je einer Drehstromwicklung versehen sind. Zur Einstellung der Phase des das Gatter des Hilfsentladungsgefäßes 13 speisenden Wechselstromes ist der Läufer der Maschine verstellbar ausgebildet. Es ist selbstverständlich ohne weiteres möglich, an jede Phase des Drehstromes statt einer einzigen Leuchtröhre auch mehrere Leuchtröhren parallel anzuschließen.

Claims (5)

1. P^TEWTANSPEÜCHE:

   ■ ι. Zifck- StilRegeleinrichtung für elektrische Leuchtröhren mit einem Hilfsentladungsgefäß, das von einem Phasenregler gesteuert wird und dem Entladungsstrom der Leuchtröhre einen phasenverschobenen Strom überlagert, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Hilfsentladungsgefäß ein Rückkopplungstransformator und ein nicht im Entladungsstromkreis der Leuchtröhre liegender, zweckmäßig parallel zu ihm geschalteter Kondensator angeordnet sind, und zwar derart, daß im Entladungsstrorhkreis des Kondensators das Hilfsentladungsgefäß und die Primäfspule des Rückkopplungstransformators liegen, dessen Sekundärwicklung unter Ausnutzung als strombegrenzende Drossel in der einen Zuleitung der Leuchtröhre liegt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit mehreren parallel geschalteten Leuchtröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen ihrer Rückkopplungstransformatoren im Ehtladungsstromkreis eines gemeinsamen Kondensators in Reihe geschaltet sind,
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 unter Verwendung einer Leuchtröhre, die eine Glühkathode und zwei Anoden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anode ein Rückkopplungstransformator, ein Kondensator und ein gesteuertes Hilfsentladungsgefäß zugeordnet sind, wobei die Steuerung beider Hilfsentladungsgefäße mittels eines gemeinsamen Phasenreglers erfolgt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 unter Verwendung einer Leuchtröhre mit je zwei Glühelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensatorentladungskreis zwei entgegengesetzt parallel geschaltete, gesteuerte Hilfsentladungsgefäße vorgesehen sind, von 'denen das eine in der positiven, das andere in der; negativen Halbwelle des Netzstromes eine; Entladung des Kondensators und damit; einen Zündspannungsstoß an der Leucht-j röhre herbeiführt. ]
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4^! für Mehrphasenstrombetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Zündung und Regelung der Leuchtröhre dienende Kondensator von einer anderen Phase des Mehrphasenstromes gespeist wird als die Leuchtröhre, und zwar zweckmäßig über einen mit entgegengesetzt gepolten Wicklungen versehenen Hilfstransformator und einen Gleichrichter.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen