Schaltanordnung für die Zündung und den Betrieb von Hochdruck-Gasentladungslampen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanord nung für die Zündung und den Betrieb von Hoch- druck-Gasentl'adungslampen.
Wenngleich die nachfolgend beschriebene Zünd- und Arbeitsschaltung mit Vorteil für die Zündung und den Betrieb von Hochdruck-Gasentladungsl!am- pen aller Arten anwendbar ist, ist er insbesondere für die Zündung und den Betrieb einer Lampe von ge drängter Bauform geeignet, die feste Elektroden ent hält, deren Abstand voneinander so bemessen ist, dass sich ein Entladungsweg von wenigen Millimetern bis etwa zwei Zentimetern Länge in einer einge schlossenen Atmosphäre aus Xenon von einem Druck, der eine Atmosphäre übersteigt,
ergibt.
Die Schaltanordnung nach der Erfindung ist ge kennzeichnet durch einen Transformator mit einem Kern und einer zum Anschluss an ein Netz bestimm ten Primärwicklung sowie einer Sekundärwicklung, einen je ein Ende der Primär- und der Sekundär wicklung verbindenden elektrischen Leiter, an die Sekundärwicklung angeschlossene Leitungen, eine an diese angeschlossene Reihenschaltung aus einer Gas entladungslampe, einem Folgeschalter und einer Spule, und einem Ballastwiderstand, über welchen der Folgeschalter mit einer Stromversorgungsklemme verbunden ist, derart, dass durch Betätigen des,
Folge schalters die Reihenschaltung parallel zur Sekundär wicklung des Transformators geschaltet und der Bal lastwiderstand abgeschaltet wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele der Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung je in einem elektrischen Schaltschema dar gestellt.
Für einen wirtschaftlichen Betrieb von Gas-ent- ladungslampen ist es sehr erwünscht, dass der Licht bogen mit einem Reaktanztransformator betrieben wird, der eine Niederspannungs-Sekundärwicklung hat, die etwa 50 Volt Wechselstrom liefert. Die Spannung über der Lichtbogenlampe beträgt gewöhn lich etwa 30 Volt, so dass bei einem derartigen Spannungsunterschied die Lampe von einem solchen Transformator aus stabil betrieben werden kann.
Die Lampe kann jedoch wegen der Zündbedin- gungen bei ihrer Inbetriebsetzung nicht völlig mit einer Anordnung betrieben werden, die eine solch niedrige Spannung liefert. Aus vielen Versuchen hat sich ergeben, dass es wünschenswert ist, d'ass für die Zündung der Lampe eine Spannung von etwa 150 Volt oder höher zwischen den Elektroden der Licht bogenlampe besteht.
Bei einer Spannung von 150 Volt zwischen den Elektroden der Lampe muss ein geeigneter Strom- begrenzungswiderstand, verwendet werden, um den Strom durch die Lampe auf sichere Werte zu be grenzen. Dieser kann ein Blindwiderstand oder ein Ohmscher Widerstand sein. Die Zündung des Licht bogens geschieht dadurch, dass der Lampe ein Impuls höherer Spannung zugeführt wird, so dass die nor malerweise hohe Impedanz der unter hohem Druck stehenden Gase in der Lampe zusammenbricht und ein Zündfunke zwischen den Elektroden übertritt.
Bei einer geeigneten Art des Impulses genügt dann die Niederspannung zur Aufrechterhaltung der auf der zwischen den Elektroden gebildeten ionisierten Bahn eingeleiteten Entladung. Sobald diese besteht, ist es nicht mehr erforderlich, die Spannung auf 150 Volt aufrechtzuerhalten, so dass sie auf die Sekundärspannung des Reaktanztransformators von etwa 50 Volt herabgesetzt werden kann. Der Licht bogen kann dann ohne weitere Veränderung von der Quelle verringerter Spannung aus betrieben werden, sofern er nicht zum Erlöschen gebracht wird und erneut gezündet werden muss.
Nachstehend wird eine Schaltanordnung beschrie ben, die sich als ausserordentlich zweckmässig für den Betrieb dieser Art von Entladungslampen erwie sen hat. In dieser Schaltungsanordnung ist ein Reak- tanztransformator 3-5 vorgesehen, bei welchem die Streuung so eingestellt ist, dass die Lampe mit dem richtigen Strom von der Sekundärwicklung des Transformators arbeitet. Ferner ist ein Ballastwider stand 14 vorgesehen, der nur verwendet wird, wenn die Lampe von der Quelle hoher Spannung aus be trieben wird.
Ausserdem sind Schaltmittel 11-13 vorgesehen, durch die der Lampenbetrieb zum ge wünschten Zeitpunkt von der einen Stromquelle auf die andere umgeschaltet werden kann. Diese Schalt mittel können entweder von Hand bedienbar oder selbsttätig arbeitend sein und bestehen aus einem Folgeschalter. Zur Belieferung mit der hohen Span nung ist die Sekundärwicklung des Reaktanztrans- formators additiv zur Netzspannung geschaltet, so dass die letztere um etwa 50 Volt über ihren nor malen Wert erhöht wird.
Wenn die Netzspannung 115 Volt beträgt, wird hierdurch die Spannungszu fuhr zur Lichtbogenlampe auf etwa 165 Volt erhöht, bei welcher deren Zündung zufriedenstellend ist. Der Ballastwiderstand dient als Stabilisierungsballast für die Lichtbogenlampe und begrenzt den Zündstrom auf den richtigen Wert während der Zündung.
Die Zuleitungen 1 und 2 in Fig. 1, welche bei spielsweise eine Spannung von 115 Volt und 60 Hz führen, sind mit den Enden einer Primärwicklung 3 eines Reaktanztransformators 3-5 verbunden, der einen Eisenkern 4 und eine Sekundärwicklung 5 mit niedrigerer Spannung als die Primärwicklung auf weist, wobei die Primärwicklung und die Sekundär wicklung miteinander durch eine leitende Brücke 6 verbunden sind und an der Netzzuleitung 2 liegen. Die Leitungen 7 und 7' sind an die Enden der Sekundärwicklung 5 angeschlossen.
Eine dieser Lei tungen 7 ist unmittelbar mit dem einen Ende der Lampe 9 verbunden, die mit einer Spule 10 in Reihe geschaltet ist, deren eines Ende also mit dem anderen Ende der Lampe verbunden ist, während ein Kon densator 8 zur Lampe und Spule parallel geschaltet ist. Die andere Leitung 7' ist mit dem anderen Ende der Spule 10 und damit der Brücke 6 über einen Schalter verbunden, der einen beweglichen Kontakt arm 11 mit einem Kontakt 11' und einen beweg lichen Arm 12 aufweist.
Die Spule 10 kann ein Bestandteil eines zusätzlichen Impulskreises sein, der in Fig. 2 mit näheren Einzelheiten und beispielsweise dargestellt ist. Vorzugsweise ist das. Brückenglied 6, wenn der Schalter geöffnet ist, mit dem beweglichen Arm 12 verbunden, während die Spule 10 mit dem Kontaktarm 11 verbunden ist.
Wie erwähnt, ist der Schalter ein Folgeschalter, welcher ausser den Schal terelementen 11 und 12 mindestens noch einen wei teren Kontakt 13 aufweist, der so angeordnet ist, dass er mit dem Kontaktarm 11 einen Ruhekontakt bildet, der nach dem Schiessen des über den Kontakt 11' und den Arm 12 verlaufenden Stromkreises geöffnet wird (Schleppkontakt), d. h. der bewegliche Arm 12 berührt zuerst den Kontakt 11', wodurch der zu geordnete Stromkreis geschlossen wird, und trennt dann bei weiterer Bewegung den Kontakt 13 vom Arm<B>11,</B> wodurch der dem Kontakt 13 zugeordnete Stromkreis unterbrochen wird.
Mit dem Kontakt 13 ist ein Ballastwiderstand 14 in Reihe geschaltet, der mit der Zuleitung 1 verbunden ist.
Bei dieser Anordnung ist der Stromkreis über den Ballastwiderstand 14, bevor der Kontakt 13 vom Arm 11 getrennt wird, kurzzeitig geschlossen. So bald der Kontakt I1' und der Arm 12 miteinander verbunden. sind und der Kontakt 11-13 geöffnet ist, wird die Lampe von der Sekundärwicklung 5 des Transformators aus allein betrieben.
Die Aufgabe des Kondensators 8 besteht darin, die Zündung der Lampe 10 auf zweierlei Weise zu unterstützen, insofern als er einen Pfad niedriger Impedanz für den Impulskreis durch die Lampe bildet und ausserdem zur Bildung eines stabilen Licht bogens in der Lampe beiträgt.
Während Fig. 1 die Grundschaltung darstellt, bei welcher der Schalter von Hand betätigt wird, kann die Umschaltung von der Zündung auf den stetigen Betrieb mit verringerter Spannung völlig selbsttätig erfolgen, wie in Fig. 2 dargestellt, bei welcher eine selbsttätig arbeitende Schaltanordnung sowie eine zu sätzliche Hochspannungs-Zündhilfe vorhanden sind.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind der Arm 12 und die Kontakte 11' und 13 Teile eines Relais, dessen Erregerwicklung 15 mit einem Kontakt 16 eines als Hilfsverzögerungsglied dienenden Relais 17 verbunden ist, d. h. durch diesen gesteuert wird, das beispielsweise eine Verzögerung von etwa 10 Se kunden hat. Die Stromversorgung der Relais 15 und 17 geschieht von den Zuleitungen 1, 2 aus.
In dem dargestellten Impulskreis befindet sich ein Aufwärtstransformator 18 von grosser Streuung, dessen eine Wicklung zur Lichtbogenlampe 9 und zur Spule 10 parallel geschaltet ist, so dass diesem normalerweise die gleiche Spannung wie der Lampe zugeführt wird.
Bevor ein Lichtbogen in der Lampe gezündet wird, beträgt die Spannung über der Primär wicklung dieses Transformators etwa 165 Volt, wel che jedoch, sobald der Lichtbogen gezündet hat, auf etwa 20 Volt, d. h. auf die Lichtbogenbetriebsspan- nung, abfällt. Wenn die Spannung hoch ist, werden durch den Impulskreis weiterhin Impulse durch die Lampe geschickt, jedoch besteht, sobald der Licht bogen gezündet hat, für den Betrieb des Impuls kreises keine ausreichende Spannung mehr, so dass letzterer keine Impulse mehr abgibt.
Der Transformator 18 liefert mehrere tausend Volt über die Funkenstrecke 19 und über die einen Kondensator 20 und die Primärwicklung eines Hoch frequenztransformators 21 enthaltende Reihenschal tung. Die Wirkungsweise eines Impulskreises dieser Art ist an sich bekannt.
Sofort nach der Einschaltung des Netzstromes wird der Primärwicklung des Transformators 18 eine Spannung von 165 Volt zugeführt, so dass die hohe in der Sekundärwicklung erzeugte und die Funken strecke überspringende Spannung den Durchgang eines Impulses zwischen den Elektroden der Lampe bewirkt und auf diese Weise einen ionisierten Pfad in dem eingeschlossenen Gas erzeugt, dem die nied rige Spannung folgen kann. Gleichzeitig ist die Netz spannung an die Wicklung des Relais 17 gelegt wor den, welches nach der normalen Verzögerung an zieht, so dass über dessen Kontakt 16 die Netz spannung der Wicklung des Schaltrelais 15 zugeführt wird.
Dies hat zur Folge dass sich der Kontakt 12 zum Kontakt 11' bewegt und sich dann mit dem Arm 11 bewegt, so dass der letztere vom Kontakt 13 getrennt wird, wobei die Berührung zwischen dem Arm 11 und dem Kontakt 12 aufrechterhalten bleibt. Der Lichtbogen wird nun gezündet und von der Sekundärwicklung 5 des Reaktanztransformators be trieben.