Lampy wyladowcze, wypelnione gazem, sa cze¬ sto zasilane ze zródla pradu, którego napiecie jest dostateczne, by lampa pracowala, nie wystarcza , jednak do jej zaplonu. Pod lampami wyladow¬ czymi, wypelnionymi gazem, nalezy w opisie ro¬ zumiec nie tylko lampy, wypelnione jednym albo kilku gazami, lecz równiez lampy, wypelnione para albo gazem i para.W celu uruchomienia. lampy stosuje sie cze¬ sto wylacznik zaplonowy, który zwiera lampe poprzez przynajmniej jedna jej elektrode zarowa.Elektroda zarowa zostaje podgrzana pradem zwarcia, a gdy wylacznik zostaje otwarty, wy¬ twarza sie napiecie dodatkowe dzieki cewce indukcyjnej, wlaczonej w przewód, zasilajacy lampe. Podgrzanie i dodatkowe napiecie ulatwiaja zaplon lampy. Jezeli lampa nie zapali sie przy pierwszym otwarciu wylacznika, proces powtarza sie tak dlugo, az nastapi zaplon lampy.Glówna przedstawicielka wyzej wspomnianych lamp wyladowczych, wypelnionych gazem, jest niskoprezna rteciowa lampa wyladowcza z banka, pokryta warstwa fluoryzujaca. Jako wylacznik zaplonowy stosuje sie z reguly termiczny wyla¬ cznik z paskiem dwumetalowym, w którym do ogrzewania stosuje sie wyladowcza lampe swie- tlaca albo opornik. Wylacznik, ogrzewany wyla¬ dowaniem swietlacym, jest najbardziej uzywany.Wylacznik, ogrzewany opornikiem, jest uzywany jedynie w sieci pradu stalego i przy lampach,zapalajacych sie z trudnoscia (lampy bardzo dlu¬ gie albo umieszczone w otoczeniu o niskiej tem¬ peraturze). Urzadzenia, zawierajace wylaczniki termiczne, posiadaja te wade, ze przy ich stoso¬ waniu zaplon lampy nastepuje po trzech se¬ kundach. W urzadzeniach, zasilanych pradem zmiennym, wielkosc dodatkowego napiecia nie jest stala. Jezeli na przyklad wylacznik wylacza w chwili, gdy prad przechodzi przez zero, dodatkowe napiecie równa sie zeru. W tym przypadku wy¬ lacznik musi powtarzac dzialanie, przez co za¬ chodzi dalsza zwloka w zaplonie.Usilowano obejsc te wade przez zastosowanie mechanizmu wylaczajacego, który posiada bardzo mala bezwladnosc i który jest dostosowany do pracy synchronicznej z napieciem zasilajacym, na przyklad przez zastosowanie elektromagnetycz¬ nego mechanizmu wylaczajacego.Wynalazek dotyczy urzadzenia, zawierajacego lampe wyladowcza, wypelniona gazem, polaczona szeregowo z cewka indukcyjna, w upuscie do której lezy wylacznik elektromagnetyczny, i za¬ opatrzona w co najmniej jedna elektrode zarowa, wstawiona w upust, przy czym cewka wzbudza¬ jaca wylacznika jest przylaczona szeregowo do kontaktów wylacznika. W stanie nie wzbudzonym wylacznik jest otwarty, tj. kontakty nie stykaja sie. Gdy urzadzenie zostaje przylaczone do sieci, prad przechodzi przez uzwojenie wzbudzajace, wskutek czego wylacznik zamyka sie i silniejszy prad przechodzi przez odgalezienie upustowe i przez cewke indukcyjna, polaczona szeregowo z lampa wyladowcza. Przez zamkniecie wylacznika jego uzwojenie wzbudzajace zostaje jednak zwar¬ te, przez co wylacznik otwiera sie. Dzieki temu powstaje na cewce indukcyjnej impuls napiecia, który stara sie zapalic lampe. Jezeli lampa nie zapali sie natychmiast, otwieranie i zamykanie sie wylacznika zostaje powtórzone. Wylacznik wa¬ nien byc tak zbudowany, aby po zapaleniu sie lampy wyladowczej wylacznik przestal dzialac.Osiaga sie to, jezeli napiecie robocze lampy wy¬ ladowczej nie wystarcza do zamkniecia wylacz¬ nika.Tego rodzaju urzadzenia, zawierajace wylacz¬ nik elektromagnetyczny, wykazywaly dotychczas powazne niedomagania. Czesto lampy wyladowcze nie zapalaly sie, albo zapalaly sie tylko bardzo powoli, gdy natomiast zapalaly sie szybko, powo¬ dowalo to skrócenie trwalosci lampy.Wynalazek ma na celu polepszenie tego stanu rzeczy.Wedlug wynalazku elektromagnetyczny wy¬ lacznik samoczynny jest tak zbudowany oraz tak dopasowany do calosci urzadzenia, ze okres czasu miedzy dwoma kolejnymi jednakowymi stanami jest krótszy niz 0,3 sek, a najlepiej nawet krótszy niz 0,1 sek. Czas zamkniecia wylacznika (tj. czas trwania styku kontaktów) zajmuje tak duza czesc okresu czasu miedzy dwoma kolejnymi jednako¬ wymi stanami wylacznika, ze efektywny prad grzejny elektrod zarowych przekracza 0,8 pradu roboczego lampy, a najlepiej pelny prad roboczy lampy.Zasada wynalazku polega na tym, by za po¬ moca stosunkowo szybko powtarzajacego sie dzialania wylacznika uzyskac bardzo silny prad grzejny, plynacy przez elektrode zarowa lub ele¬ ktrody zarowe, dzieki wyzej wspomnianemu od¬ powiedniemu dopasowaniu czasu styku kontaktów wylacznika. Stosunkowo krótki okres czasu mie¬ dzy dwoma kolejnymi jednakowymi stanami wy¬ lacznika zapewnia, ze wylacznik stara sie zapalic lampe w krótkich odstepach czasu. Stosunkowo dlugi czas trwania styku kontaktów wylacznika powoduje, ze przez elektrode zarowa przeplywa silny prad przez duza czesc okresu czasu miedzy dwoma kolejnymi jednakowymi stanami wylaczni¬ ka, tak ze elektroda zarowa ogrzewa sie szybko.Wszystko to ma na celu powiekszenie wspomnia¬ nego pradu skutecznego jak najbardziej, tak by znacznie przekroczyl prad roboczy po to, azeby elektroda zarowa byla mozliwie jak najszybciej ogrzana do temperatury emisji.Zmudne badania wykazaly, ze w znanych urza¬ dzeniach wylacznik samoczynny otwiera obwód tak szybko, ze ogrzanie elektrody zarowej nie jest wystarczajace, przez co w razie zapalenia sie lampy zostala ona uruchomiona, praktycznie wziawszy, przy zimnych elektrodach, co moze spowodowac zmniejszenie trwalosci lampy.Urzadzenie moze byc zasilane pradem stalym i w tym przypadku wymagane jest, by szeregowo z lampa wyladowcza byla polaczona nie tylko cewka indukcyjna, lecz i dodatkowy opornik.W tym przypadku okres czasu miedzy dwoma kolejnymi jednakowymi stanami wylacznika nie powinien byc tak maly, by prad grzejny nie mógl podczas trwania styku kontaktów wylacznika dostatecznie wzrosnac. W praktyce stwierdzono, ze dobre wyniki osiaga sie przy czasie trwania styku kontaktów wylacznika, wynoszacym od 3 do 15 milisekund, i przy tak dlugim okresie czasu miedzy dwoma kolejnymi jednakowymi stanami wylacznika, ze czas trwania styku kontaktów przekracza 35 albo nawet 45 i 60 % wyzej wy¬ mienionego okresu czasu. - 2 —Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc rów¬ niez zasilane pradem zmiennym. Urzadzenie, a w szczególnosci wylacznik, sa najlepiej w ten sposób ?f zwymiarowane, ze wylacznik zamyka — razy n na sekunde, przy czym f jest czestotliwoscia za¬ silajacego pradu zmiennego (na przyklad 50 okre¬ sów na sekunde, a n przedstawia calkowita liczbe, wieksza od zera. Wylacznik bedzie wiec pracowal 2f 2f 2f -i — , — , — ... razy na sekunde. Stwier- 12 3 dzono doswiadczalnie, ze okres czasu miedzy dwo¬ ma kolejnymi jednakowymi stanami wylacznika, równy 0,5 do 1,5 okresów zasilajacego pradu zmiennego (n = 1 + 3), daje bardzo dobre wy¬ niki. W tym przypadku najkorzystniej jest, by czas trwania styku kontaktów wylacznika byl równy od 0,2 do 1 okresu zasilajacego pradu zmiennego. Okres czasu miedzy dwoma kolejnymi jednakowymi stanami wylacznika powinien naj¬ lepiej wynosic jedenv okres zasilajacego pradu zmiennego (n = 2), przy czym czas trwania styku kontaktów wylacznika moze wynosic od 0,3 do 0,5 okresów zasilajacego pradu zmiennego. Gdy przy pradzie zmiennym czas trwania styku kontaktów i czestotliwosc wlaczania sa w powyzszy sposób dobrane, wykorzystuje sie silne impulsy pradu, które powstaja po zamknieciu wylacznika w ob¬ wodzie grzejnym, zawierajacym cewke indukcyj¬ na. Przez powtarzajace sie powstawanie impulsu pradu mozna uzyskac prad grzejny, przekra¬ czajacy statyczny prad zwarcia obwodu grzejnego (tj. prad, plynacy przy dlugotrwalym zamknieciu wylacznika). Przez odpowiednie nasycenie obwodu magnetycznego samoindukcji mozna te impulsy pradu jeszcze bardziej zwiekszyc. Samoindukcja ta moze byc w miare potrzeby utworzona przez reaktancje rozproszenia transformatora rozpro¬ szeniowego albo generatora pradu zmiennego.Zamiast stosowac indukcyjnosc jako impedan- cje szeregowa, mozna ja z korzyscia wykonac jako szeregowe polaczenie pojemnosci z indukcyjnoscia, przy czym opornosc pojemnosciowa jest znacznie wieksza od opornosci indukcyjnej. Proponowano juz stosowac w urzadzeniach z lampami wyladow¬ czymi, zawierajacymi termiczny wylacznik zaplo¬ nowy, tak zbudowane impedancje szeregowo.W tym przypadku odgalezienie pradu, stanowiace upust wzgledem lampy wyladowczej, zawiera do¬ datkowa cewke indukcyjna, majaca na celu przy zaplonie lampy zmniejszenie calkowitego oporu przy pradzie zmiennym i zwiekszenie pradu, pod¬ grzewajacego elektrody zarowe. Obecnie stwier¬ dzono, ze tej dodatkowej cewki indukcyjnej zwa¬ nej ogólnie „kompensacyjna" mozna nie stosowac, jezeli w urzadzeniu wedlug wynalazku uzywa nia wyzej opisanej zlozonej impedancji szeregowej.Polaczenia pomiedzy kontaktami wylacznika i ele¬ ktrodami lampy nie musza wtedy koniecznie za¬ wierac dodatkowej cewki indukcyjnej.Czas trwania styku kontaktów wylacznika jest uwarunkowany wzgledami elektromagnetycznymi, mechanicznymi oraz pozostaloscia magnetyczna.Uzwojenie wzbudzajace wraz z zamknietymi kon¬ taktami tworzy obwód, którego indukcyjnosc wy¬ nosi L, a opór R. Gdy kontakty zostaly zamkniete, energia, nagromadzona dzieki indukcyjnosci, po¬ woduje w obwodzie tym powstanie pradu, który, jezeli jest wystarczajaco silny utrzymuje wylacz¬ nik w stanie zamknietym. Z tego powodu czas, w którym wylacznik pozostaje zamkniety, zwany jest czasem elektromagnetycznego styku kontak¬ tów. Czas ten, wyrazony w sekundach, równa sie — Inp, gdzie p oznacza stosunek pomiedzy na- R tezeniem pradu, przy którym wylacznik jest zam¬ kniety, i natezeniem pradu, przy którym wylacz¬ nik zostaje otwarty, a lnp jest logarytmem na¬ turalnym p. Tak wiec czas elektromagnetycznego styku kontaktów mozna zmienic przez odpowiedni dobór L, R i p.Przyczyna mechaniczna czasu trwania styku kontaktów polega na bezwladnosci wylacznika.Przez zmiane tej bezwladnosci mozna równiez do¬ bierac pozadany czas trwania styku kontaktów.Stwierdzono, ze jest rzecza korzystna uzaleznic czas trwania styku kontaktów w znacznej mierze od czynnika elektromagnetycznego i dobrac ele¬ ktromagnetyczny czas trwania styku jako co najmniej 50%, a najlepiej wiecej niz 60% calko¬ witego czasu trwania styku kontaktów. W tym celu elektromagnetyczny czas trwania styku kon¬ taktów moze byc zwiekszony, a bezwladnosc wy¬ lacznika zmniejszona, gdy nastawienie czasu trwania styku kontaktów za pomoca czynników mechanicznych jest przewaznie niepewne. Poza tym wielka liczbe wlaczen na sekunde mozna uzyskac jedynie za pomoca ruchomego ukladu, posiadajacego wielka czestotliwosc wlasna, tj. mala mase i sztywna sprezyne, co jest trudne do pogodzenia z dlugim mechanicznym czasem trwa¬ nia styku kontaktów. Dla osiagniecia wspomnia¬ nego celu jest korzystne, by obwód magnetyczny wylacznika zawieral stala szczeline powietrzna, w której porusza sie kotwica wylacznika. Ta czesc jarzma, która ogranicza szczeline" powie¬ trzna, moze posiadac otwór, w którym jarzmo porusza sie w kierunku rdzenia. — 3 —Te i inne pomiary wykazaly, ze przy przy¬ kladowo opisanej postaci wykonania wylacznika wedlug wynalazku najwiekszy prad grzejny za¬ chodzi przy czasie styku kontaktów okolo 8 msek, podczas gdy czestotliwosc zasilajacego pradu zmiennego wynosila 50 okresów na sekunde, ze przy dluzszym okresie styku kontaktów prad ogrzewajacy opada powoli, przy krótszym okresie styku kontaktów jednak stosunkowo szybko.W celu unikniecia iskrzenia przylaczono w zazwyczaj stosowany sposób równolegle do kon¬ taktów 6 i 7 kondensator. Stwierdzono, ze narza¬ dy kontaktowe czesto stapiaja sie z soba. Zara¬ dzono temu przez wlaczenie oporu pomiedzy kon¬ densator i kontakty. Opór jednej albo obu elektrod zarowych byl do tego celu wystarcza¬ jacy, tak ze kondensator 23 mozna bylo umiescic w miejscu, przedstawionym na fig. 4. Pojemnosc jego wynosila od 1000 do 100000 pF. najlepiej okolo 30000 pF. Dodatkowe napiecie, powstale przy otwarciu kontaktów, bylo rzedu od 1000 do 1500 V.Jasne jest, ze wylacznik nie powinien wiecej wlaczac po zapaleniu sie lampy. Z tego powodu napiecie, zamykajace wylacznik, musi byc wyzsze niz napiecie robocze lampy albo co najmniej wyzsze od napiecia, które panuje na wylaczniku podczas pracy lampy. W ciagu calego okresu trwania lampy jej napiecie robocze lekko wzrasta, podczas gdy napiecie zasilajace moze opasc. Dlatego tez napiecie przyciagania kotwicy jest obrane najlepiej tak, by wynosilo od 60% do 90%, najlepiej okolo 75% napiecia zasilajacego, w przypadku gdy napiecie robocze lampy wynosi w przyblizeniu 50% napiecia zasilajacego. W od¬ niesieniu do ukladu obwodu, przedstawionego na fig. 3, okreslenie „napiecie zasilajace" rozumiec nalezy jako napiecie skuteczne zródla 22, w przy¬ padku zas zasilania za pomoca trnsformatora rozproszeniowego — napiecie biegu luzem uzwo¬ jenia wtórnego.Przy badaniu wylacznika zastosowano specjal¬ ne srodki w celu zmiany odstepu pomiedzy kon¬ taktami, pomiedzy kotwica i rdzeniem oraz me¬ chanicznego napiecia poczatkowego sprezyny, W praktyce jest to jednak zanadto skompliko¬ wane. Przy produkcji seryjnej wylacznika wy¬ starczy do jego nastawienia drut 9, dajacy sie wyginac. Nastawienie odbywa sie przez ostrozne odginanie w dól albo ku górze wolnego konca drutu, który po nastawieniu moze byc skrócony.Fig. 4 przedstawia uklad polaczen.urzadzenia wedlug wynalazku na prad staly. W porównaniu z ukladem na fig. 3 ulegly zmianie czesci skla¬ dowe, podane ponizej. Dlawik 20 zostal zamie¬ niony na opornik 2U wraz z szeregowo z nim polaczonym mniejszym dlawikiem 25, zródlo pradu zmiennego 22 — na zródlo pradu stalego 26 o napieciu 220 V. Poza tym konce elektrody za¬ rowej 17, która pracuje obecnie jako anoda, sa ze soba polaczone. Opór obwodu grzejnego 2U 25, 7, 6, 18 wynosil 300 omów, jego samoin- dukcja 70 mH. Czas trwania styku kontaktów powinien wynosic co najmniej 3 msek i co naj¬ mniej 35%, a najlepiej 45% albo nawet 600/0 okresu czasu miedzy dwoma kolejnymi jednako¬ wymi stanami wylacznika. Z praktycznych wzgle¬ dów nie wchodzi w rachube czas trwania styku kontaktów, przekraczajacy 26 msek. Prad grzejny byl w przyblizeniu proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego ze stosunku czasu trwania styku kontaktów do okresu czasu miedzy dwoma kolej¬ nymi jednakowymi stanami wylacznika, przy czym stosunek ten jest oczywiscie zawsze mniej¬ szy od jednosci. Poniewaz przy pradzie stalym wylacznik przerywa zawsze przy pelnym nateze¬ niu pradu, pozadane jest zastosowac kondensator, przylaczony równolegle do kontaktów wylacznika, najlepiej jak oznaczono liczba 23. Wylaczniki, wykazujace zadowalajace wyniki przy pradzie zmiennym, w ukladzie, przedstawionym na fig. 3, mozna z równym powodzeniem uzyc w opisanym ukladzie na prad staly.Fig. 5 przedstawia uklad na prad zmienny wedlug wynalazku, w którym dlawik 20 na fig. 3 jest zastapiony kondensatorem 27 \ szeregowym dlawikiem 28. Jezeli opornosc pojemnosciowa kon¬ densatora przekracza opornosc indukcyjna dla¬ wika, lampa pobiera prad, wyprzedzajacy na¬ piecie. Posiada to te korzysc, ze w polaczeniu z urzadzeniem, przedstawionym na fig. 3, osiaga sie zadowalajacy wspólczynnik mocy i znacznie stateczniejsze swiatlo. Uklad, zawierajacy lampe o wyprzedzajacym pradzie wyladowania, w po¬ laczeniu z dotychczas stosowanym przekaznikiem z paskiem dwumetalowym, wymaga uzycia do¬ datkowego dlawika 29 w celu uzyskania dosta¬ tecznie duzego pradu grzejnego. Stwierdzono, ze przy uzyciu elektromagnetycznego wylacznika za¬ plonowego wedlug wynalazku mozna dodatkowy dlawik opuscic, a pomimo tego lampa zapala sie, nawet latwiej niz przy obwodzie, przedstawionym na fig. 3. Pojemnosc kondensatora 27 wynosila 3,5 ll F, samoindukcja dlawika 1, 2 H. Opór dlawika oraz elektrod zarowych wynosil lacznie w przyblizeniu 90 omów.Nalezy zauwazyc, ze lampa 19, wypelniona jedynie argonem, jest lampa trudno zapalajaca — 6 -sie. W temperaturze pokojowej jej trudnosc zaplonu odpowiada mniej wiecej trudnosci za¬ plonu normalnej niskopreznej rteciowej lampy wyladowczej, zawierajacej dodatkowo argon o preznosci 2 mm slupa rteci i umieszczonej w oto¬ czeniu o temperaturze 2°C. PL