Устройство для питания трехфазной газоразрядной лампы

Устройство для питания трехфазной газоразрядной лампы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ц 725278

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 570226 (22) Заявлено 29.06.76 (21) 2377239J24-07 (51) М, Кл.

Н 05В 41/234 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03 80. Бюллетень ¹ 12 (4б) Дата опубликонания описания 30,03.80

Гасударствениьй комитет

СССР м амин изе(1ретеиий и открытиР (53) УДК 621.3.032,,4 (088.8) (72) Айторь1 изобретения

А. М. Троицкий, Ю. . йотемкин, И. А. Левин, Н. А. Носов и И. П. Слободской (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ

ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПЫ

По основному авторскому свидетельству № 570226 известно устройство для питания трехфазной газоразрядной лампы с тремя разрядными промежутками, образованными четырьмя основными электродами, два из 5 которых расположены на концах лампы, а два других — между ними. Устройство содержит четыре реактивных балластных элемента, причем питание крайних основных электродов лампы осуществляется через (О два реактивных балластных элемента, общая точка которых соединена с одной из фаз сети, а питание каждого из двух других основных электродов лампы, расположенных между крайними основными электродами, осуществляется через соответствующий реактивный балластный элемент от одной из двух других фаз сети. Подключение лампы к сети в указанном устройстве должно производиться с учетом определен- 20 ной последовательности фаз, поскольку нагрузка трехфазной сети в этом случае несимметрична.

Целью изобретения является обеспечение симметрирования нагрузки трехфазной 25 трехпроводной сети в пусковом и рабочем режимах, симметрирование токов лампы и уменьшение пульсации ее светового потока.

Указанная цель достигается тем, что все четыре реактивных балластных элемента Зо устройства имеют индуктивный характер и по крайней мере два из них магнитно связаны.

С целью обеспечения наиболее полного симметрирования нагрузки трехфазной трехпроводной сети и токов лампы магнитно связаны два индуктивных балластных элемента, подключенные к основным электродам лампы, расположенным через один, причем обмотки магнитно связанных балластных элементов включены согласно, а коэффициент связи между ними близок ,к 1,0.

Раздельно попарно магнитно связаны индуктивныс балластные элементы, подключенные к основным электродам лампы, расположенным через один, причем обмотки обеих пар магнитно связанных балластных элементов включены согласно. Каждый из двух индуктивных балластных элементов, подключенных к одному из крайних основных электродов лампы, раздельно попарно магнитно связан с индуктивным балластным элементом, подключенным к соответствующему соседнему основному электроду лампы, причем обмотки обеих пар магнитно связанных балластных элементов включены встречно.

Магнитно связаны три индуктивных балластных элемента, два из котовых подклю725278

l5

20 меньше 1,0.

3 чены каждый к одному из основных электродов лампы, расположенных через один, а третий — ко второму крайнему основному электроду лампы.

Магйитно связаны три индуктивных балластных элемента, два из которых подключены каждый к одному из основных электродов лампы, расположенных между крайними основными электродами, а третий— к одному из крайних основных электродов лампы. Магнитно связаны между собой все четыре индуктивных элемента.

С целью улучшения условий перезажигания и повышения устойчивости работы лампы в устройстве об мотки двух магнитно связанных балластных элементов, подключенных к основным электродам лампы, расположенным через один, включены согласно, с коэффициентом связи между ними, олизким к единице, а оомотка третьего MBI нитно связанного балластного элемента, подключенного ко второму крайнему основному электроду лампы, включена согласно с обмоткой магнитно связанного балластного элемента, подключенного к первому крайнему основному электроду лампы, причем коэффициенты связи между обмоткой указанного третьего магнитно связанного балластного элемента и обмотками двух других магнитно связанных балластных

1 элементов лежат в пределах от = до 1,0.

) 3

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема первого варианта устройства; на фиг. 2 — то же, эквивалентная схема; на фнг. 3 — принципиальная электрическая схема второго варианта устройства; на фиг. 4 — принципиальная электрическая схема третьего варианта устройства; на фиг. 5 — принципиальная электрическая схема четвертого варианта; на фиг. 6 — то же, эквивалентная схема; на фиг. 7 — принципиальная электрическая схема пятого варианта устройства.

Устройство содержит газоразрядную лампу 1 с четырьмя основными электродами

2 — 5, два из которых 2 и 3 расположены на противоположных концах лампы, а два других 4 и 5 между нимри.

Питание лампы осуществляется от трехфазной трехпроводной сети через четыре

„- индуктивных балластных элемента 6 — 9, причем питание крайних основных электродов лампы 2 и 3 осуществляется через соответствующий из двух индуктивных балластных элементов 6 и 7, общая точка которых соединена с одной из фаз сети, а питание электродов 4 и 5 осуществляется через соответствующий индуктивный балластный элемент 8 или 9 от соответствующей из двух других фаз сети.

В варианте устройства, изображенного на фиг. 1, магнитно связаны элементы 6 н о. B этом варианте устройства достигается

60 наиболее полное симметрирование при полной магнитной связи (коэффицнент связи близок к 1,0) элементов 6 и Э.

11ри этом оомотки магнитно связанных балластных элементов включены согласно, а их собственные индуктивные сопротивления одинаковы. .ооственные индуктивные сопротивления двух других балластных элементов 7 и ь, .н имеющих магнитнои связи, также равны между сооои, причем каждое из них по величине собственного индуктивного сопротивления вдвое больше каждого из магнит. но связанных балластных элементов, кви. валентная схема такого варианта ycipolcrва 1см. фиг. 21 представляет смешанное 0.единение типа «звезда †треугольн», при ем эквивалентные индуктивные сопротивления 10 в лучах «звезды» и в плечах «тре ° угольника» одинаковы по величине. разрядные промежутки лампы на cy»r. a пр;дставлены в виде эквивалентных сопротивлении 11.

В вариантах устройства, изоораженных на фиг. 3 и 4, оомогки ооеих пар магнитно связанных оалластных элементов включены соответственно согласно и встречно. ь устроистве с тремя индуктивно связанными оалластами, изоораженном на фиг. о, возможны различные варианты, отличающиеся наоором магнитно связанных индуктивных балластных элементов 6, 7 и 9 и полярностью подключения их обмоток.

Во всех примерах выполнения этого варианта устройства цель изобретения может оыть достигнута при различных величинах коэффициентов связи между обмотками трех магнитно связанных индуктивных балластных элементов, которые могут размещаться, например, на общем магнитопроводе двухстержневой или трехстержневой конструкции.

Указанные примеры выполнения этого варианта предлагаемого устройства могут различаться расходом материалов на их изготовление, а также условиями перезажигания и устойчивости работы разрядных промежутков лампы.

Оптимальны эти условия, когда индуктивные балластные элементы 6 и 9 (фиг. 5) включены согласно, имеют полную магнитную связь (коэффициент связи близок к

1,0) и равные собственные индуктивные сопротивления. Индуктивный балластный элемент 7 включен согласно с индуктивным балластным элементом 6, имеет большее собственное индуктивное сопротивление, чем каждый из двух других магнитно связанных балластных элементов, и равные коэффициенты связи с ними, причем величина коэффициента связи больше . и

3

5

Четвертый индуктивный балластный элемент 8 (фиг. 5), магнитно не связанный с остальными тремя, обеспечивает оптимальные условия, когда его индуктивное сопротивление меньше собственного индуктивного сопротивления трех остальных балластных элементов.

На схеме, приведенной на фиг. 5, полярность подключения обмоток указана при расположении трех магнитно связанных инд»ктивных балластных элементов на общем магнитопроводе двухстержневой конструкции.

Эквивалентная схема этого варианта устройства, выполненного по схеме фиг. 5, привалена на фиг. б, и представляет соединение типа «звезда †треугольн», причем эквивалентные индуктивные сопротивления

12 в плечах треугольника одинаковы по величине. Эквивалентные реактивные сопротивления 13 в лучах «звезды» также имеют павные величины, причем меньшие нуля.

Разрядные промежутки лампы на фиг. 6 представлены в виде эквивалентных сопротивлений 14.

Данный вариант устройства значительно улучшает условия перезажигания и повышает устойчивость работы трехфазных газоразрядных ламп по сравнению с условиями работы однофазных ламп в общепринятых схемах питания. В связи с этим появляется возможность увеличить отношение напряжения на одном разрядном промежутке трехбазной лампы к линейному напояжению трехфазной сети вплоть до 0,95, что позволяет заметно уменьшить расход материалов на изготовление устройства и повысить его КПД.

Возможен вариант устройства,- когда магнитно связаны три индуктивных балластных элемента. два из которых подключены по одному к одному из основных электродов лампы, расположенных между крайнйми основными электродами, а третий — к одíîMv из крайних основных электродов лампы. Устройство в этом варианте может быть осуществлено многими способами, отличающимися набором магнитно связанных индуктивных балластных элементов 7, 8, 9, полярностью подключения их обмоток, коэффициентами связи между ними, а также конструкцией магнитопровода, на котором размещаются обмотки индуктивных балластных элементов.

Оптимальные условия перезажигания и устойчивости работы разрядных промежут.ков лампы будет иметь вариант данного устройства, показанный на фиг. 7, в котором два из трех магнитно связанных индуктивных балластных элементов, подключенI ные к основным электродам лампы, расположенным через один (7 и 8 фиг. 7), включены встречно и имеют полную магнитную связь (коэффициент связи близок к 1,0).

725278

65

Формула изобретен ия

1. Устройство для питания трехфазной газоразрядной лампы по авт. св. № 570226, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения симметрирования нагрузки трехi

6

Третий магнитно связанный индуктивный балластный элемент 9, подключенный к одному из основных электродов лампы, расположенному между крайними основными электродами, включен встречно с магнитно связанным индуктивным балластным эле-. ментом 7, подключенным к соседнему крайнему основному электроду лампы и имеет равные коэффициенты связи с двумя другим и магнитносвязанными балластными элементами, причем величина коэффициента

1 связи больше и меньше 1,0.

1 2

На схеме, приведенной на фиг. 7, полярность подключения обмоток указана при расположении обмоток трех маг 1итно связанных индуктивных балластных элемен,тов на общем магнитопроводе двухстержневой конструкции. Эквивалентная схема данного vcTpoHcTBB аналогична схеме, приведенной на фиг. б.

Оптимальный вариант устройства, вьгполненного на фиг. 7, потребует несколько меньший расход материалов на изготовление, чем оптимальный вариант устройства, .пеализованного по схеме, приведенной на фиг. 5.

Возможен еще один вариант устройства, отличающийся тем, что магнитно связаны между собой все четыре индуктивных балластных элемента.

Магнитная связь между индуктивными балластными элементами устройства может осуществляться путем размещения соответствующих обмоток балластных элементов на общем магнитопроводе, например, двух-, трех- или четырех стержневой конструкции, либо с помощью обмоток связи при размещении обмоток индуктивных балластных элементов как на общем, так и на раздельных магнитопроводах.

Варианты устройства были опробованы на четырехэлектродных ртутных лампах высокого давления мощностью от 200 Вт до

6000 Вт и показали их высокую эффективность.

Исследования подтвердили, что нагрузка трехфазной трехпроводной сети во всех испытанных вариантах устройства была симметричной, как при пуске, так и при работе трехфазных ртутных ламп высокого давления, а пульсации светового потока последних составили 4 — 7О/, что не превышает пульсации светового потока ламп накаливания и в 10 — 15 раз меньше, чем пульсации светового потока однофазных ламп такого же типа.

725278

7, фазной трехпроводной сети в пусковом и рабочем режимах, симметрирования токов лампы и уменьшения пульсаций светового потока лампы, все четыре балластных элемента устройства имеют индуктивный характер и по крайней мере два из них магнитно связаны.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения наиболее полного симметрирования нагрузки трехфазной трехпроводной сети и токов лампы, магнитно связаны два индуктивнь|х балластных элемента, подключенные к основным электродам лампы, расположенным через один, причем обмотки магнитно связанных балластных элементов включены согласно, а коэффициент связи между ними близок к 1,0.

3. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения наиболее полного симметрирования нагрузки сети и токов лампы, раздельно попарно магнитно связаны индуктивные балластные элементы, подключенные к основным электродам лампы, расположенным через один, причем обмотки обеих пар магнитно связанных балластных элементов "ключены согласно.

4. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения наиболес полного симметрирования нагрузки сети и токов лампы, каждый из двух индуктивных балластных элементов, подключенных к одному из крайних основных электродов лампы, раздельно попарно магнитно связан с индуктивным балластным элементом, подключенным к соответствующему соседнему основному электроду лампы, причем обмотки обеих пар магнитно связанных балластных элементов включены встречно.

5. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения более полного симметрирования нагрузки сети и токов лампы, магнитно связаны три индуктивных балластных элемента, два из которых,подключены каждый к одному из основных электродов лампы, расположенных через один, а третий — ко второму крайнему основному электроду ла мпы. б. Устройство по п. 1, отли ча ющеес я тем, что, с целью обеспечения наиболее полного симметрирования нагрузки сети и токов лампы, матнитно связаны три индуктивных балластных элемента, два из которых подключены каждый к одному из основных электродов лампы, расположенных между крайними основными электродами, а третий — к одному из крайних электродов лампы.

7. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения наиболее полного симметрирования нагрузки сети и

20 токов лампы, магнитно связаны между собой все четыре индуктивных балластных элемента.

8. Устройство по п. 5, отличающеес я тем, что, с целью улучшения условий

25 перезажигания и повышения устойчивости раооты лампы, обмотки двух магнитно связанных балластных элементов, подключенных к OcHQBíûì электродам лампы, расположенным через один, включены согласно зр с коэффициентом связи между ними близким к единице, а обмотка третьего магнитно связанного балластного элемента, подключенного ко второму крайнему основному электроду лампы, включена согласно с обмоткой магнитно связанного балластного элемента, подключенного к первому крайнему основному электроду лампы, причем коэффициенты связи между обмоткой указанного третьего магнитно связанного балластного элемента и обмотками двух других магнитно связанных балластных элементов

1 лежат в пределах от до 1,0. ф 3