Streutransformator zur Speisung von Leuchtröhren. Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator zur Speisung von Leucht röhren, insbesondere Hetalldampfentladungs- röhren, die den Strom in beiden Richtungen durchlassen. In letzter Zeit sind metall- dampfgefüllte Leuchtröhren mit hohem Wir kungsgrad gebaut worden, von denen z. B. die Natriumdampflampen und die Hoch druckquecksilberdampfröhren besonderes In teresse gefunden haben.
Bei Leuchtröhren im allgemeinen liegt die Zündspannung viel höher als die Brenn spannung. Es ist deshalb erforderlich, Mit tel zum Herabsetzen der Spannung nach der Zündung vorzusehen. Bisher wurden meistens Drosselspulen vorgeschaltet. Wenn man be denkt, dass die Spannung auf weniger als die Hälfte abfallen soll, so ist es klar, dass( die Drosselspule grosse Abmessungen haben muss und zu hohen Verlusten Anlass gibt. Es ist auch bekannt, den Speisetransformator als Streutransformator z.
B. mit zwischen den beiden Wicklungen die Streuung vergrössern- den, magnetischen Brücken auszustatten, wo durch die Verluste herabgesetzt werden kön nen. Die bekannten Streutransformatoren haben jedoch immerhin noch verhältnismässig hohe Verluste, ein Nachteil, der vornehmlich bei Leuchtröhren der obenerwähnten Art mit hohem Wirkungsgrad ins Gewicht fällt.
Ins- besondere bei solchen Anlagen besteht also eine wichtige Aufgabe darin, die Transfor- matorverluste weitmöglichst zu verringern.
Die Kupferverluste eines Transformators können bekanntlich dadurch verringert wer den, dass man ihn als Spartransformator aus bildet. Wenn man jedoch einen Streutrans- formator in Sparschaltäng zu verwenden wünscht, so ist das nicht ohne weiteres mit Vorteil durchführbar, da die beiden Wick lungen elektrisch nicht getrennt sind. Es ergeben sich im allgemeinen eine schlechte Ausnutzung des Materials, hohe Magnetisie- rungsströme und Störungen in benachbarten elektrischen Apparaten.
Gemäss der Erfindung sind zwei in Spar- schaltung verbundene Spulen. vorgesehen, von welchen die eine an die Netzspannuug anzuschliessen ist, die durch mindestens eine magnetische Brücke getrennt sind, wobei die Windungszahl der obenerwähnten Spule mindestens zwei Drittel von der andern. be trägt. Nur bei gleichen Windungszahlen ist der die zweite Spule durchsetzende Kraft fluss von der Belastung unabhängig und dem die erste Spule durchsetzenden gleich.
Die damit verbundenen Vorteile werden bei nur mässig verschiedenen Windungszahlen in praktisch ausreichendem Masse erreicht.
Die Spulen können dabei mit zum An schluss an Netze von etwas verschiedenen Spannungen dienenden Anzapfungen ver sehen sein.
Da stark verzerrte Magnetisierungströme auch im Vollbelastungsbereiche unerwünscht sind, ist es zweckmässig, für den effektiven Querschnitt dieser Teile wenigstens das 1,5fache des Querschnittes des die Wicklung tragenden Kernes zu wählen.
Die Gleichheit und die Unabhängigkeit der die beiden Spulen durchsetzenden Kraft flüsse von der Belastung ermöglicht die günstige Ausnutzung des magnetischen Ma terials, bei sehr einfachem Aufbau des Transformators, da die Querschnitte der Kerne, auf dem die Spulen angeordnet sind, gleich sein können.
Zweckmässig wird der Transformator als Manteltransformator aus gebildet, bei dem die beiden Wicklungen nebeneinander auf dem mittleren Kern an geordnet und durch zwischen diesem Kern und den Jochen befindliche magnetische Brücken getrennt werden.
Wenn die Netzspannung niedrig ist, ist man veranlasst, die Anzahl von Windungen der an das Netz angeschlossenen Spule zweckmässig etwas kleiner als die der andern Spule zu wählen.
Hierdurch wird übrigens der Vorteil erhalten, dassi die Anzahl von Amperewindungen für das Streufeld grösser ist als bei gleichen Windungszahlen der zwei Spulen, wodurch der Luftspalt zwi schen den Brückenstücken und den Kernen bezw. den Jochen grösser ausfallen kann. Bei der Zurichtung der Brückenstücke braucht man also nicht die sonst erforder liche Präzision einzuhalten und die Herstel lung wird einfacher.
Der Unterschied zwischen den Win- dungszahlen der zwei Wicklungen darf aber, wie gesagt, nicht zu gross sein. Man kann für die Gesamtwindungszahl das 2,5fache jener der an das Netz angeschlossenen Spule wählen. Da man, beispielsweise bei Na triumdampflampen, für die Zündung zirka 440 Volt haben sollte, so wird man, darüber hinaus, für die Verwendung von niedrigen Netzspannungen, z. B. von 172 Volt, An zapfungen auf die letzgenannte Spule vorzu sehen haben.
Das Diagramm des Transformators nach der Erfindung, bei gleichen Windungs- zahlen, ist in Fig. l dargestellt. Die Span nung in der an das Netz angeschlossenen Spule ist durch den Vektor AB angegeben. Bei Leerlauf ist demnach .die Sekundärspan nung durch AC <I>= 2 AB</I> gegeben.
Bei zu nehmender Belastung bewegt sich der End punkt des Vektors<I>AD,</I> der die Sekundär spannung bei Belastung darstellt, auf dem Umfang eines Halbkreises mit AC als Durchmesser. DC stellt die durch das Streu feld in der zweiten Wicklung induzierte Spannung dar.
Zweckmässig ist es oft.. die Verhältnisse so zu wählen, dass sich bei An schluss der Leuchtröhren annähernd der im. Diagramm gezeichnete Zustand ergibt, wo bei die Länge des Vektors AC ungefähr das 2,,5fache der .des Vektors<I>AD</I> beträgt. Prak- tisch vorkommende Werte für die Zündspan- nung bezw. die Brennspannung sind z. B. 440 und 180 Volt.
Es zeigt sich, wie schon oben erwähnt, dasst die Strecke BD, die die in .der zweiten Wicklung induzierte Spannung darstellt, bei zunehmender Belastung dieselbe Länge beibehält, vorausgesetzt, dass die Wicklun gen gleiche Windungszahlen haben. Die Dichte des Kraftflusses in dem diese Wick lung tragenden Kern ist also die gleiche bei Leerlauf und Belastung und ist unabhängig von der Verbrauchsspannung.
Es zeigt sich, dass, der Streufluss, der durch DC gegeben ist, regelmässig beträcht lich grösser als die andern Kraftflüsse ist. Es wird daher, wie schon erwähnt, der effek tive Querschnitt der magnetischen Brücke zweckmässig wenigstens gleich dem 1,5- fachen der Querschnitte der Kerne gemacht.
Ein Ausführungsbeispiel des Transfor mators nach der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Transformator ist hier als Manteltransformator ausgebildet. 1 und 2 sind die nebeneinander auf dem Kern '3 an geordneten. Spulen, die im Betriebe in Reihe mit der Belastung geschaltet werden, und von welchen 1 zum Anschluss an das Netz bestimmt ist. Im Raume zwischen den Spu len, dem Kern und den Jochen 4 und 5 sind magnetische Brückenstücke 6 und 7 ange ordnet, die aus lamelliertem Material aufge baut sind und durch Luftspalte 8 bewz. 9 von den Jochen getrennt sind.
Der Gesamt querschnitt von 8 und 9 beträgt annähernd das 1,5fache des Kernquerschnittes. 10 und 11, bezw. 10 und 12' sind Klemmen für den Anschluss des Netzes; die Belastung ist an die Klemmen 10 und 13 anzuschliessen.
Dieses Ausführungsbeispiel hat überdies gegenüber manchen andern Streutransfor matoren den Vorteil, dass nur wenig Streu linien hinaustreten, so dass in den umgeben den Gegenständen keine Ströme, die die Ver luste in erheblichem Masse erhöhen. könnten, induziert werden. Der Transformator kann deshalb in ein Blechgehäuse eingebaut wer den. Es hat sieh gezeigt, dass dabei die Ver luste nicht wie bei den meisten üblichen Streutransformatoren: zunehmen.
Ein weite rer Vorteil besteht darin, dass die Länge der Brücken gering ist, so dass auch die hierin auftretenden zusätzlichen Eisenverluste ver hältnismässig niedrig sind.
Eine Leuchtröhre kann bekanntlich als Generator für hochfrequente Schwingungen arbeiten. Bei Verwendung des Transforma- tors gemäss Zeichnung werden dadurch je- doch, wie es sieh herausgestellt hat, prak- tisch keine Rundfunkstörungen verursacht,
da für hochfrequente Schwingungen nur eine schwache Kopplung zwischen den Wicklun gen besteht. Eine Verbesserung in dieser Hinsicht kann noch dadurch erreicht wer den, dass man die Spule 2 in zwei gleiche Teile zerlegt, zwischen die die Belastung geschaltet wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel des Transformators nach der Erfindung ist in Fig.3 dargestellt, Es sind dabei noch zu- sätzliehe Wicklungen angeordnet, die für die Lieferung des Heizstromes für die Röhrenkathoden bezw. für die Lieferung einer Zündungshilfsspannung dienen kön nen.
Da der Heizstrom umabhängig von der Belastung sein muss., sind die Heizwicklun- gen 14 und 15 nahe der Wicklung 1, die von einem nahezu konstanten Kraftfluss durchflossen wird, angeordnet. Die- Zünd- wicklung 1,0 ist neben der Spule 2 angeord net: der Spannungsabfall, der sich nach der Zündung infolge der etwas grösseren Win- dungszahl von 2 ergibt, ist selbstverständ lich nicht von Nachteil.
Da die Spannung über die Wicklungen 14 und 15 verhältnis mässig gering ist und diese also nur wenig Windungen zu haben brauchen und der Drahtquerschnitt der .Spule 16 wegen der geringen Stärke des sie durchfliessenden Stromes nur sehr gering zu sein braucht, nehmen diese Wicklungen nur wenig Raum in Ansprueh.
Fig. 4 ist ein Schema der Schaltung. Die Leuchtröhre 17 ist mit zwei Glüh kathoden 18 und 19 versehen, die durch die Wicklungen 14 und 1.5 gespeist werden.
Die Zündelektrode 20 ist über einen hohen Widerstand 21 an die Wicklung 16 angeschlossen. Die Wicklung 16 ist in Reihe mit der Wicklung 2 geschaltet.