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Anlage zum Aussenden von Strahlen, insbesondere Beleuchtungsanlage
Reihenschaltungs.systeme größeren Ausmaßes werden, zweckmäßig aus Stromquellen gespeist,
die unabhängig von dem Maß der Belastung einen konstanten Strom abgeben. In Wechselstromnetzen
wird zu diesem Zweck ein sog. Konstantstromtransformator als Stromquelle angewendet.
Ein derartiger Transformator ist mit einer ortsfesten und einer beweglichen Spule
versehen. Beim Stromdurchgang übt die feste Spule auf die bewegliche Spule eine
abstoßende Kraft aus, welche z. B. durch Federdruck oder Gegengewichte derart ausgeglichen
wird, daß der durch den Spulenabstand bedingte Wert der Streureaktanz des Transformators
bei allen vorkommenden Belastungen, einschließlich des vollständig kurzgeschlossenen
Zustandes des Transformators; die Erzielung eines Stromes nahezu gleichbleibender
Stärke gewährleistet.
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In derartigen Anlagen macht der Betrieb von Glühlampen. keinerlei
Schwierigkeiten. Seitdem im letzten, Jahrzehnt erfolgreich von Entladungsröhren
immer stärker Gebrauch gemacht wird, die mit Gas und/oder Dampf gefüllt sind, hat
man auch diese als Verbraucher für die Konstantstromanlagen anzuwenden versucht.
Die Entladungsröhren, welche eine Dampffüllung enthalten, z. B. Qwecksilberdampfentladungsröhren,
weisen jedoch andere Betriebseigenschaften auf als Glühlampen. Es hat sich gezeigt,
daß die Metalldampfentladungsröhren in derartigen
Anlagen nur sehr
langsam ihren n=rrinalen Betriebszustand erreichen, ja :es kann sogar vorkommen,
daß sie ihren normalen Betriebszustand überhaupt nicht erreichen.
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Die Erfindung betrifft eine Anlage -zum Aus-<-.enden von Strahlen,
insbesondere Beleuchtungsanlagc, die miteinander in Reihe -Metafldampfentladungsröhren,
insbesonclerc Hochdruckmetalldampfentladungsröhren, deren Impedanz im normalen Betriebszttstaitd
gröl,--,r als in der Aufheizperiode ist, und als Stromquelle einen Konstantstromtranssor-iiiator
finit einer ortsbeweglichen Spule enthäIt. Unter Reilienschaltung von Mztalldampfentladungsröhren
ist nicht nur deren unmittelbare Reihenschaltung, sondern auch eine Schaltung zu
verstehen, bei welcher die Entladungsröhren durch eigene Röhrentransformatoren gespeist
werden, deren Primärwicklungen miteinander in Reihe geschaltet sind.
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Die Erfindung h.ez«-eckt, die erwähnten Nachteile zu vermeiden, und
besteht darin, daß die Hublänge der beweglichen Spule des Konstantstromtransformators
derart beschränkt ist, daß die Entladungsröhren nach der Zündung einen größeren
Strom erhalten als im normalen Betriebszustand. Unser Hublänge ist der größte Abstand
zwischen den Spulen des Transformators zu verstehen. Bei dein riormalen bekannten
"Transformator dieser Gattung ist die Hublänge so be:m,essen, daß der Isurzschlul@strom
des Tiansformators gleich dem konstanten Strom ist. Gemäß der Erfindung wird bereits
vor dem Eintreten des Isurzschlußzustandes der maximale Abstand zc@ischen den Spulen
erreicht, so daß bei weiterem Ansteigen der Belastung der Fall chies starren Transformators
vorliegt, d. h. schie Stromstärke nimmt dann zu.
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Vorzugsweise werden in der Anlage nach der Erfindung Quecksilberd.ampfentladungsröhren,
und zwar die in der letzten Zeit bekanntgewordenen Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhren,
angewendet. Diese Entladungsr5hr:en haben einen für BeleuchtungsztE-ecke ausgezeichneten
Wirkungsgrad, sie zeigen aber, falls der Anlaufstrom gleich dem normalen Betriebsstrom
ist, in .erhöhtem Maße die Eigenschaft einer langen Aufheizdauer, die nur durch
Anwendung eines größeren Anlaufstromes vermindert werden kann.
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Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, bereits vorhandene Konstants.tromtransformatoren
für den Betrieb von Metalldampfentladungsröhren geeignet zu machen. Zu diesem Zweck
1111111 nur eine Beschränkung der Hublänge vorgenommen w:erdlen, so daß der Transformator
die Reihenschaltung der Entladungsröhren nach deren Zündung mit einem stärkeren
Strom speisen kann als im normalen Betriebztistand. Diese Beschränkung der Hubläii,"c-
k.arin z. B. durch einen Holzklotz, durch ein unm.agnetisches Distanzier ungsstück
aus Metall. o. dgl. vorgenommen werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsu eise dargestellt. Fig.
i zeigt das Schaltschema einer Beleuchtungsanlage mit Konstantstromtransform.ator
nach der Erfindung; in Fia. 2 ist die Stromspannungscbarakteristik ei:ncs bekannten
Transformators veranschaulicht, während Fig. 3 die Charakteristik eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Transformators mit beschränkter Hublänge wiedergibt.
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Die Anlage enthält eine Anzahl Röhrenransforinatoren i, deren Sekundärwicklungen
2 mit nicht dargestellten Glühelektroden der Entladungsröhren ; verbunden sind.
Diese Entladungsröhren sind in bekannter Weise finit Edelgas, z. B. Neon, und einem
geringen Zusatz von Argon unter geringem Druck gefüllt und enthalten außerdem Quecksilber,
dessen Dampf im Betrieb intensiv an der Lichtemission der Entladungsröhren teilnimmt
und einen Druck von mehr als i Atm. erreichen kann. Die Primärwicklungen .1 der
Transformatoren i sind miteinander in Reih geschaltet und an die Sekundärwicklung
5 des Speisetransformators 6 angeschlossen, dessen Primärwicklung 7 mit den Klemmen
der Wechselstromquelle 8 von z. B. 22o Volt und 5o Perioden verbunden ist.
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Der Transformator 6 ist ein Maritel.transformator, auf dessen mittlerem
Kern sich die ortsfeste Primärspule 7 und die bewegliche Spule 5 befinden. Bei geschlossenem
Sekundärkreis üben die Spulen 5 und 7 aufeinander eine abstoßende Wirkung aus und
werden durch :eine in der Zeichnung nicht dargestellte bekannte Einrichtung derart
im Gleichgewicht gehalten, daß im Sekundärkreis ohne Anwendung der Erfindung stets
der gleiche Strom von z. B. i o Amp. fließen #@@-ür de.
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Die Stromspannungscharakteristik des Transformators 6, wie diese sich
ohne Anwendung der Erfindung ergeben würde, ist in Fig. 2 veranschaulicht. Wie ersichtlich,
hat der Transformator eine Leerlaufspannung von iooo Volt. Die Klemmenspannung fällt
entsprechend .einer Reaktanz von 2o Ohm bei aufeinanderliegenden Spulen 5 und 7
bis auf 8oo Volt, wobei der Strom einen Wert von io Amp.erreicht. In diesem Zustand
ist die abstoßende Irraft zwischen den Spulen so groß, daß die bewegliche Spule
5 die Gegenkraft der ihr entgegenwirkenden mechanischen Einrichtung überwindet und
in senkrechter Richtung emporsteigt, bis ein von der Belastti.ng abhängiger Gleichgewichtszustand,
z. B. die in Fig. i dargestellte Lage, eintritt. Nun bewegt sich die Spule 5 entsprechend
der jeweiligen Belastung auf dem mittleren Kern des Transformators 6 auf und nieder
und hält
den Strom auf einem Wert von io Ainp. konstant, wobei die
Reaktanz zwischen 2o und i oo Ohm gelegene Werte annimmt. In dem Regelgebiet des
Transformators verläuft somit .seine Stromspannungscharakteristik praktisch parallel
zu der die Spannungen darstellenden Ordinatenachee.
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Erfindungsgemäß ist nun bei diesem Transformator die Hublänge der
Spule 5 durch den am oberen Ende des Kerns ortsfest angebrachten Anschlag 9 beschränkt.
Dieser Anschlag kann z. B. aus einem ringförmig ausgebildeten Holzkörper bestehen.
Die .Verhältnisse sind so gewählt, daß die Reaktanz des Transformators nur noch
einen maximalen Wert von etwa 7 5 Ohm erreichen kann. Dies ist der Stand, bei welchem
die Spule 5 gegen den Anschlag 9 anliegt. Von hier beginnend, verhält sich der Transformator
wie ein: starrer Transformator mit einer Reaktanz von 75 Ohm, dessen Charakteristik
durch die Linie A -B in der Fig- 3 wiedergegeben ist. Diese Charakteristik
von A bis B ersetzt das unterste senkrechte Stück der Charakteristik des bekannten
Transformators, so daß Stromwerte von ungefähr 121J2 Amp. erreicht werden können,
was zum schnellen Aufheizen der Entladungsröhren 3 .ausreichend ist. Die Hochdruckquecksilberdampfentl.adungsröhren
3 weisen die Eigenschaft - auf; daß ihre Impedanz im normalen B.etYiebszustand größer
ist als ihre Impedanz während der Aufh.eizperiode, so daß der Transformator 6 nach
erfolgter Aufhei.zung der Röhren 3, deren Impedanz, sich selbstverständlich auch
im Kreis der Primärwicklungen q. geltend macht, in dem oberhalb des Punktes A liegenden
Konstantstromteil seiner Charakteristik arbeiten kann.