DE642102C

DE642102C - Vorschaltdrosselspule fuer mit Gasentladung arbeitende Stromverbraucher

Info

Publication number: DE642102C
Application number: DES109509D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-05-27
Filing date: 1933-05-27
Publication date: 1937-02-23

Description

Bekanntlich müssen Gasentladungsgeräte aller Art, wie Bogenlampen, Quecksilberdampflampen, Natriumlampen, Schweißlichtbögen u. a., über eine Vorschaltdrosselspule betrieben werden, um beim Nulldurchgang des Stromes die erforderliche Zündspannungsspitze zu erzielen. Nach dem "Zünden sinkt die .Spannung an der Entladungsstrecke und bleibt nahezu konstant. Da die Spannung an der Drosselspule gleich ist der Differenz aus der Netzspannung und der Spannung des Gasentladungsgerätes, muß, um die erforderliche Zündspannungsspitze zu erhalten, die Spannung der Drosselspule beim Nulldurchgang des Stromes zusammenbrechen. Dies kann aber bei den üblichen Vorschaltdrosselspulen mit konstanter Induktivität nur dadurch geschehen, daß der Strom in der Nähe des Nulldurchgangs längere Zeit sehr klein bleibt. Dies hat aber den Nachteil, daß sich die Elektroden abkühlen und eine um so größere Zündspannungsspitze für die Neuzündung erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft eine Vorschaltdrosseispule für die genannten Gasentladungsgeräte, bei der diese Nachteile vermieden sind. Gemäß der Erfindung wird die Drosselspule so ausgebildet, daß beim Nulldurchgang des Stromes das Verhältnis von Flußänderung zu Stromänderung kleiner ist als in dem dem Nulldurchgang benachbarten Teil der Charakteristik. Dadurch wird erreicht, daß im Augenblick des Stromnulldurchgangs kurzzeitig die zur Zündung der neuen Entladung notwendige Zündspannungsspitze hergestellt wird, ohne daß der Strom längere Zeit Null sein muß. Der Strom kann sinusförmig bleiben; man kann aber auch sogar eine rechteckige Kurvenform des Stromes erzielen'.

In Fig. ι ist der gewünschte Zusammenhang zwischen Strom und Fluß der Drosselspule dargestellt. Stellt man sich vor, daß in der Nähe des Nulldurchganges sich der Strom proportional mit der Zeit ändert, so sieht man aus Fig. i, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Stromwertes plötzlich der Fluß der Drosselspule zusammenbricht, während der Strom linear gegen Null zu abnimmt. Durch das plötzliche Zusammenbrechen des Flusses bricht aber auch die von der Drosselspule erzeugte Gegenspannung zusammen. Es wird also eine kräftige Zündspannungsspitze erzeugt, wie es in Fig. 2 bei sinusförmigem Strom 7 durch die Kurve e dargestellt ist. Um eine solche Drosselspule herzustellen, bei der das Verhältnis von Induktivitätsänderung zu Feldstärkenänderung beim Nulldurchgang des Stromes kleiner ist als im benachbarten Teil der Charakteristik, kann man für die - Drosselspule eine Eisensorte verwenden, bei welcher die Hysteresis sehr klein ist.

Man kann auch zwei schwach vormagnetisierte Drosselspulen verwenden, die vom Gleichfeld im entgegengesetzten Sinne durch-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.

setzt werden. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt Fig. 3. Die beiden Drosselspulen, deren Wechselstromwicklungen 3 und 4 in Reihe mit dem Gasentladungsgerät 10 liegen, sind mit ι und 2 bezeichnet. Jede Drosselspule besitzt eine vom Gleichstrom erregte Wicklung 5, bzw. 6, die so geschaltet sind, daß die Drosselspulen im entgegengesetzten Sinne vom Gleichfeld durchsetzt werden. Die Gleich-Stromwicklungen werden aus einer Spannungsquelle, im Ausführungsbeispiel einer Batterie, gespeist. In Reihe mit der Batterie liegt eine verhältnismäßig große Drosselspule 8, die bewirkt, daß keine Oberwellen im Gleichstromkreis auftreten können. Parallel zu den beiden Drosselspulen 1 und 2 liegt eine mit Luftspalt versehene Drosselspule 9. In Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen Fluß und Strom dargestellt. Mit φ_χ ist der Fluß der Drosselspule 1, mit <p₂ der Fluß der Drosselspule 2 bezeichnet. Addiert man zu diesen beiden Charakteristiken die Charakteristik der Drosselspule 9 mit Luftspalt, bei welcher Fluß und Strom linear zusammenhängen, so erhält man als resultierende Charakteristik die sark ausgezogene Kurve q>_rcs in Fig. 4, die zeigt, daß man einen Zusammen-' hang zwischen Fluß und Strom erhält, wie er in Fig. ι gefordert wurde. Die Drosselspule 9 mit Luftspalt dient dazu, einen möglichst sinusförmigen Strom zu erhalten. Soll der Strom rechteckförmiger verlaufen, so kann man die Drosselspule 9 weglassen.

Statt zweier Drosselspulen 1 und 2 kann man auch eine dreischenklige Drosselspule verwenden, deren Mittelschenkel die Gleichstromwicklung trägt und auf deren Außenschenkeln die Wechselstromwicklungen aufgebracht sind. Man kann aber auch die Gleichstromwicklung unterteilen und sie auf die äußeren Schenkel legen und dafür auf den Mittelschenkel eine Wechselstromwicklung aufbringen. Statt einer besonderen Luftdrosselspule 9 kann man auch die vormagnetisierte Drosselspule mit einem Luftspalt versehen.

In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der vormagnetisierten Drosselspule dargestellt. Die Drosselspule besitzt einen dreischenkligen Eisenkern, dessen äußere Schenkel je einen Luftspalt besitzen. Die äußeren Schenkel tragen die Wechselstromwicklungen 3 und 4. Statt eines bewickelten Mittelschenkels ist bei der Drosselspule nach Fig. 5 ein Stabmagnet verwendet, der aus möglichst beständigem magnetischem Material besteht.

In Reihe mit den Wicklungen 3 und 4 liegt wieder das Gasentladungsgerät 10. Das Gas-•i.entladungsgerät kann beispielsweise eine •>iSF4triumlampe sein, deren Elektroden in an ^f:-$kf&f> bekannter Weise bei der ersten Zündung" besonders geheizt werden, die aber dann in-' folge des Stromdurchgangs erwärmt werden, so daß man die Heizung wieder abschalten kann.

Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist vor das Gasentladungsgefäß noch ein Kondensator 11 geschaltet, der den Vorteil besitzt, daß im Augenblick des vorübergehenden Spannungszusammenbruches an der Drosselspule 12, die z. B. so ausgebildet ist wie in Fig. 5, der Kondensator die Zündspannungsspitze für die Gasentladungsstrecke liefert, so daß die Betriebsspannung wesentlich kleiner als die Zündspannung sein kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorschaltdrosselspule für mit Gasentladung arbeitende Stromverbraucher, wie Bogenlampen, Quecksilberdampflampen, Natriumlampen, Schweißlichtbögen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule so ausgebildet ist, daß das Verhältnis von Flußänderung zu Stromänderung beim Nulldurchgang des Stromes kleiner ist als in dem dem Nulldurchgang benachbarten Teil der Charakteristik.

2. Vorschaltdrosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kern der Drosselspule ein Material verwendet wird, dessen Hysteresisverluste sehr klein sind.

3. Vorschaltdrosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule in zwei in Reihe geschaltete Drosselspulen unterteilt ist, die von einem Gleichfeld im entgegengesetzten Sinne vormagnetisiert sind und zu denen gegebenenfalls eine mit Luftspalt versehene Drossel parallel geschaltet ist.

4. Vorschaltdrosselspule nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen dreischenkligen Eisenkern, dessen die Wechselstromwicklung tragende Außenschenkel von einem Gleichfeld im entgegengesetzten Sinne vormagnetisiert sind.

5. Drosselspule nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen dreischenkligen Eisenkern, dessen die Wechselstromwicklung tragende Außenschenkel einen Luftspalt besitzen und dessen Mittelschenkel aus einem permanenten Magnet besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen