DE712361C - Elektrische Leuchtroehrenanlage, bei der Leuchtroehren mit selbstaendiger oder halbselbstaendiger Entladung ueber einen mit Gas- oder Dampfentladungsgefaessen arbeitenden Wechselrichter an ein Gleichstromnetz angeschlossen sind - Google Patents

Description

• Elektrische Leuchtröhrenanlage, bei der Leuchtröhren mit selbständiger oder halbselbständiger Entladung über einen mit Gas- oder Dampfentladungsgefäßen arbeitenden Wechselrichter . an ein Gleichstromnetz angeschlossen sind Die-Stromquelle für Entladungsröhren mit selbständiger bzw. halbselbständiger Entladung für Leucht- oder Strahlungszwecke, im folgenden kurz Leuchtröhre genannt, muß im allgemeinen folgende Bedingung erfüllen: Vor Zündung soll :dig Spannung möglichst koch sein, um die Zündung zu bewirken. Nach erfolgter Zündung soll die Spannung möglichst auf den Wert .der normalen Brennspannung herabsinken. Um diese Forderungen zu erfüllen, hat man bei Wechselstromnetzen zwischen l,T-etz und Leuchtröhre einen sog. Streufeldtransformator oder Vorschaltdrosseln geschaltet. Es ist bekannt, daß; diese Streufeldtransformatoren in elektrischer Beziehung wegen der auftretenden großen Blindleistungen sehr ungüstig sind. Will man Leuchtröhren überdies an Gleichstromnetzen betreiben, so sind hier, ähnlich wie bei mit Wechselstrom gespeisten Röhren, zusätzliche Zündeinrichtungen, wie Hilfselektroden, kleinere Hochfrequenzgeräte u. a. m.,erforderlich. Man kann auch einen Umformer, .beispi:elsweise einen rotierenden Umformer, welcher den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, verwenden. Der so erzeugte Wechselstrom besitzt eine Spannung, die größenordnungsgemäß im allgemeinen der Spannung der Gleichstromseite gleichkommt. Um die erforderliche Spannung, z. B. von einigen rooo Volt, zum Betriebe der Leuchtröhren zu erhalten, ist weiter die Einschaltung eines Transformators, und zwar zweckmäßig eines Streufeldtransform.ators, notwendig. Wie man sieht, ist eine Anordnung zum Betriebe von Leuchtröhren an Gleichstromnetzen verhältnismäßig. kompliziert und weist außerdem einen schlechten Wirkungsgrad auf. (Die gewöhnlich verwandten Umformer besitzen, besonders bei kleinen Leistungen, einen sehr geringen Wirkungsgrad.) Die Erfindung vermeidet für .eine :elektrische Leuchtröhrenanlage, bei der Leuchtröhren mit selbständiger oder halbselbständiger Entladung über einen mit Gas- oder Dampfentladungsgefäßen arbeitenden Wechselrichter als Umformer an ein Gleichstromnetz .angeschlossen sind, die geschilderten Nachteile. Gemäß der Erfindung werden die Leuchtröhren unmittelbar, .also ohne Zwischenschaltung von Streufeldtransformator oder Drosselspule,, an den Wechselrichter selbst angeschlossen, wobei der Wechselrichter vermittels der Bemessung seines Löschkondensators oder seiner Vorbelastung eine Spannungsstromkennlinie aufweist, welche einen bestimmten, höchstens etwa 2ooo'o der Leuchtröhrenzündspannung betragenden-Höchstgrenzwert der Leuchtrölirenzündspari,;,'. nung zu keiner Zeit überschreitet, mit B gimi. jeder Halbwelle schroff, zumindest auf. die nötige Leuchtr'öhrenzündspannung, ansteigt und dann während des restlichen Teils jeder Halbwelle ungefähr auf dem Betrag der Brennspannung bleibt.
• Die durch den Erfindungsgegenstand erzielten Vorteile sind mannigfacher Natur. Wie im vorstehenden ausgeführt ist, benötigt man zur Einleitung der Entladung in gas- oder dampfgefüllten Entladungsröhren für Leucht- oder Strahlungszwecke eine verhältnismäßig hohe Zündspannung, während für den Betrieb der Entladungsröhren nach einmaliger Einleitung eine wesentlich geringere Betriebsspannung erforderlich ist. Die gemäß. der Erfindung zum Betrieb von derartigen Entladungsröhren benutzten Wechselrichter weisen nun eine fallende bzw. hyperbolische Belastungscharakteristik auf, d. h. bei der Belastung Null ist die Spannung sehr hoch und fällt mit zunehmender Belastung zunächst sehr stark ab und nähert sich dann der Belastungscharakteristik üblicher Wechselstromquellen. Man hat also in einem Wechselrichter eine ideale Strom- bzw. Spannungsquelle für den Betrieb von Leuchtröhren. Zum Zünden steht eine hohe Spannung zur Verfügung, M=ährend für den Betrieb die Spannung sich auf einen konstanten Wert einstellt. Diese Form der Belastungscharakteristik, die man sonst nur mit Streufeldtransformatoren oder Vorschaltdrosseln erzielen kann, erreicht man hier unter Verwendung eines normalen Transformators im Wechselrichter. Es fallen also bei der Einrichtung gemäly der Erfindung die doppelten Verluste wie bei den bisher bekannten Anordnungen mit Umformern weg, wo sowohl Umformerverluste als auch Streufeldtransformatornachteile auftraten, und ferner werden besondere Einrichtungen oder Schaltungen zur Erzielung der erforderlichen hohen Zündspannung zur Einleitung der Entladupg in den Leuchtröhren erspart. Außerdem kann bei der Anordnung gemäß der Erfindung der sonst notwendige Vorschaltwiderstand in Fortfall kommen, da, wie oben ausgeführt, der Wechselrichter eine hyperbolische Belastungscharakteristik aufweist und somit der Wechselrichter selbst ohne Anordnung von zusätzlichen Schaltmitteln das für den Betrieb von Leuchtröhren notwendige Betriebsverhalten zeigt.
• Die Verwendung eines Wechselrichters bietet jedoch noch weitere Vorteile; so ist es beispielsweise nicht mehr notwendig, die Leuchtröhren mit der üblichen Frequenz, beispielsweise 5o Perioden, zu betreiben; man ist vielmehr in der Lage, auch höhere Frequenanzuwenden. Vor allen Dingen erweist `.S-T`hierbei der Betrieb der Anordnung in ajxx6"m Frequenzbereich von i 5o bis doo Hertz "-- als besonders günstig. Wird nämlich die Leuchtröhre mit einer Speisespamiung niedriger Frequenz betrieben, so kann diese fiakkern bzw. unregelmäßig brennen. Andererseits kann bei zu hohen Frequenzen der Wechselrichter leicht außer Tritt fallen. Unter Berücksichtigung dieser beiden einander entgegengesetzten Betriebsbedingungen erweist sich der vorgenannte Frequenzbereich als besonders vorteilhaft. Ferner gewinnt man durch den Betrieb der Leuchtröhre mit einer höheren Frequenz als 5o Hertz den Vorteil, daß das Mehrfachsehen der Röhren vermieden wird.
• Außerdem kann durch die Möglichkeit, auf einfache Weise eine Frequenzänderung der der Leuchtröhre zugeführten Wechselspannung vorzunehmen, erreicht werden, daß, die Leuchteigenschaften der Röhre selbst verändert werden. Man hat nämlich festgestellt, daß Röhren mit Gasmischungen bei verschiedenen Frequenzen verschiedene Leuchteigenschaften zeigen. Durch Wahl der geeigneten Frequenz ist man deshalb in der Lage, diejenige Leuchteigenschaft auszuwählen, welche gerade gewünscht wird.
• Schließlich bringt de Einrichtung gemäß der Erfindung auch die bekannten Vorteile mit sich, die durch die Verwendung von gesteuerten Gas- oder D.ampfentladungsstrekken an Stelle der bisher für derartige Regel-und Schaltzwecke benutzten rotierenden Anordnungen erzielt werden, beispielsweise die Vermeidung rotierender Teile in der Anlage. Betriebssicherheit, Einfachheit der Bedienung u. dgl.
• Theoretisch wird die Leerlaufspannung des Wechselrichters unendlich hoch. Man ist nun in einfacher Weise in. der Lage, diese Leerlaufspannung auf einen ganz bestimmten Wert zu begrenzen, beispielsweise auf einen Wert, der i oo n'o über der Zündspannung der Leuchtröhren liegt. Diese Begrenzung kann entweder dadurch erfolgen, daß man den Wechselrichter vorbelastet oder aber durch geeignete Dimensionierung des Löschkondensators des Wechselrichters. Schließlich kann man auch beide Möglichkeiten miteinander kombinieren. Die Vorbelastung des Wechselrichters kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß; man parallel zu dem Wechselrichter einen Widerstand legt, so daß, auch bei nicht gezündeten Röhren der Wechselrichter nur eine maximale Spannung erreichen kann. An Stelle der Vorbelastung durch einen Widerstand kann man auch. einen Teil des vom Wechselrichter gelieferten Stromes, beispielsweise durch Verwendung einer besonderen Heizwicklung auf dem Transformator, zur Heizung der Röhren des Wechselrichters verwenden. Der Wechselrichter arbeitet :dann zwischen der maximalen Spannung (vor Zünden der Röhren) und der normalen Betriebsspannung (nach Zünden der Röhren).

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Leuchtröhrenanlage, bei der Leuchtröhren mit selbständiger oder halbselbständiger Entladung über einen mit Gas- oder Dampfentladungsgefäßen arbeitenden Wechselrichter an :ein Gleichstromnetz :angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß, die Leuchtröhren unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung von Streufeldtransformator oder Drosselspule, an den Wechselrichter selbst angeschlossen sind und hierbei der Wechselrichter vermittels der Bemessung seines Löschkondensators oder seiner Vorbelastung eine Spannungsstromkennlinie aufweist, welche einen bestimmten, höchstens etwa zoo% der Leuchtröhrenzündspannung betragenden Höchstgrenzwert der Leuchtröhrenzündspannung zu keiner Zeit überschreitet, mit Beginn jeder Halbwelle schroff, zumindest auf die nötige Leuchtröhrenzündsp,a.nnungy ansteigt und dann während des restlichen Teils jeder Halbwelle ungefähr auf dem Betrag der Brennspannung bleibt. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbelastung des Wechselrichters :durch .die Heizung der Wechselrichterröhren gebildet ist und daß diese Belastung so eingestellt ist, daß der günstigste Betriebswert zwischen Vorbelastung und fallender Charakteristik der Wechselrichter erreicht ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, da.ß der Wechselrichter mit ,einer Frequenz zwischen i 5o -und Sao Hertz arbeitet. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Wechselrichters zwecks Veränderung der Leuchteigenschaften der Röhren einstellbar ist.