пускорегулирующее устройство для разрядных ламп. Устройство пускорегулирующее

Пускорегулирующее устройство - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Пускорегулирующее устройство

Cтраница 1

Пускорегулирующие устройства ( ПРУ) для включения люминесцентных ламп выпускаются отечественной промышленностью в комплекте, содержащем пускатель, дроссель, конденсаторы и сопротивления, помещенные в общий металлический кожух, залитый битумной массой.  [2]

Одноламповые пускорегулирующие устройства включают в себя, кроме дросселя, конденсатор для повышения коэффициента мощности.  [4]

Двухламповые пускорегулирующие устройства обеспечивают как повышение коэффициента мощности, так и относительный сдвиг по фазе токов обеих ламп.  [6]

Статическое пускорегулирующее устройство ( рис. 1) состоит из четырех функциональных блоков и стабилизированного источника питания.  [8]

Пускорегулирующие устройства указанных систем и коммуникаций должны располагаться вне машинного и блочного помещений.  [9]

При помощи пускорегулирующего устройства линия пускается и останавливается быстрее, что увеличивает производительность труда. При серийном производстве устройство значительно дешевле плоского контроллера.  [10]

У песколовок всех видов пускорегулирующие устройства ( щитовые затворы на подводящих и отводящих воду каналах) и в большинстве случаев гидроэлеваторы для удаления из приямков песколовок осадка имеют одинаковую конструкцию.  [11]

Одновременно устройства защиты должны защищать сеть и пускорегулирующие устройства от коротких замыканий в двигателе.  [12]

Допустимое время непрерывной работы электромагнита, изготовленного из пускорегулирующего устройства, - не более 30 с, а изготовленного на основе сердечника из Ш - образных пластин, - не более 3 мин, после чего электромагниту необходимо дать охладиться.  [14]

Допустимое время непрерывной работы электромагнита, изготовленного из пускорегулирующего устройства, - не более 30 с, а изготовленного на основе сердеч-никапиз Ш - образных пластин - 3 мин, после чего ему необходимо дать охладиться.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

ЭЛЕКТРОННОЕ ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО. | Учёт и Контроль

ЭЛЕКТРОННОЕ ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.

            Светильники различного вида с люминесцентными  лампами уже давно успешно используются в помещениях различного назначения. Люминесцентная  лампа – это газоразрядный источник света, который работает по следующему принципу:  электрическое поле при воздействии на пары ртути, закачанные в стеклянную ёмкость, генерирует электрический разряд, который сопровождается ультрафиолетовым излучением. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый световой поток. Разные виды люминофора меняют световые характеристики  ламп. Их широкую популярность легко объяснить широтой ассортимента светильников по виду,  количеству устанавливаемых ламп и их мощности.

Но, до недавнего времени потребители испытывали некоторый дискомфорт от их применения:

Рис.1. Электронное пускорегулирующее устройство.

- мерцание светового потока с частотой сети;

- довольно объёмный и шумный дроссель с ненадёжным стартером;

- неработающий стартер вызывает нетиповое зажигание люминесцентной  лампы ( ярки вспышки перед стабильным свечением ), что приводит к сокращению срока службы нитей накала лампы;

- низкий КПД всего светильника.

Усилия по исключению этих недостатков привели к созданию в 1980–х   годах альтернативного электронного пускорегулирующего устройства ( ЭПРА ). Их массовое применение началось в 1990-е годы. ЭПРА – электронные устройства, которые используются для поджига  и обеспечения оптимальной работы люминесцентных  ламп. Они преобразуют напряжение сети  промышленной частоты в напряжение и ток на люминесцентных   лампах до 20 – 60 кГц ( в зависимости от типа используемого ЭПРА ), что приводит к отсутствию пульсаций светового

потока ( Кп  < 5% ).

Кроме отсутствия перечисленных выше недостатков предшественников, электронные пускорегулирующие устройства обладают следующими достоинствами:

1. Бесшумная работа.
2. Большой световой КПД, обеспечивается работой на высокой частоте.
3. Стабильность освещения  ( отсутствие пульсаций света ), за счёт эффективной стабилизации рабочего тока и работе на высокой частоте.
4. Быстрый старт без мерцания.
5. Неизменная стабильность освещения при колебаниях напряжения сети ( 200 – 250 В ).
6. Возможность управлять яркостью лампы.
7. Высокий коэффициент мощности, более 0,95.
8. Невысокая рабочая температура (малое тепловыделение ).
9. Увеличение срока службы люминесцентной  лампы за счёт щадящего режима пуска и работы.
10. При ЭПРА из строя, лампа не мигает -  просто отключается.
11. Энергосбережение около 20%.  ( Суммарные  потери мощности составляют 8-10% от мощности люминесцентной  лампы ).
12. Обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрева.
13. Подавление радиочастотных помех ( применение специальных фильтров ).
14. Отсутствие бросков коммутационных токов в силовой питающей цепи при включении электронного пускорегулирующего устройства.
15. При кратковременном пропадании напряжения в сети выполняется автоматический плавный перезапуск лампы.
16. Высокое качество потребляемой энергии ( коэффициент мощности близок к единице, из-за потребления синусоидального тока с нулевым фазовым сдвигом ).
17. Оптимальная конструкция.

Кроме того, высококачественные  электронного пускорегулирующего устройства комплектуются комплексной защитой от перепадов напряжения сети, импульсных помех и запуска в отсутствии лампы.

Сам процесс работы электронного пускорегулирующего устройства принято разделять на три основные ступени:

1. Предварительный разогрев электродов лампы. Он позволяет делать запуск лампы мгновенным и мягким, что значительно продлевает срок службы лампы, и позволяет лампе успешно стартовать при низких температурах окружающей среды.
2. Поджиг.  Электронное пускорегулирующее устройство вырабатывает импульс высокого напряжения ( до 1,6 кВ ), который вызывает пробой газа наполняющего колбу лампы.
3. Горение. В этот период на электродах лампы поддерживается по величине небольшое напряжение, но достаточное для поддержания её свечения.

И так, современные иностранные и отечественные производители сейчас выпускают множество разновидностей люминесцентных ламп с различными типоразмерами, оформлением и конфигурацией, а в комплекте с электронными пускорегулирующими  устройствами они образуют светильники, которые идеально вписываются в любой интерьер помещений различного назначения.

fidercom.ru

Монтаж пускорегулирующей аппаратуры

 

   К пускорегулирующей аппаратуре относят: рубильники, пакетные выключатели и переключатели, ключи управления. Рубильники и переключатели являются ручными неавтоматическими аппаратами управления. Рубильники изготовляют одно-, двух- и трёхполюсными. Рубильники и переключатели с центральной рукояткой служат только для отключения предварительно обесточенных цепей. Аппараты с боковой рукояткой, боковым и центральным рычажным приводами могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой. Выпускаются также рубильники с боковой рукояткой и защитным кожухом. Пакетные выключатели и переключатели применяют как коммутационные аппараты в цепях переменного тока напряжением до 440 В, частотой 50 и 60 Гц и в цепях постоянного тока до 220 В. Кнопки управления применяют для дистанционного управления электромагнитными автоматами. Несколько кнопок, установленных в одном блоке, называют кнопочным постом. Ключи управления служат для замыкания и размыкания цепей управления и сигнализации при дистанционном включении или отключении высоковольтных выключателей и разъединителей. Аппараты управления могут быть встроены непосредственно в технологические механизмы, установлены около них или размещены в отдельных электропомещениях на распределительных щитах или станциях управления. Многие механизмы выпускают комплектно со встроенной аппаратурой управления и защиты. Выбор способа размещения аппаратов управления зависит от ряда обстоятельств, главнейшими из которых являются: условия окружающей среды, система управления технологическими механизмами, системы построения электрической сети. В условиях пыльной, влажной и пожароопасной среды может оказаться целесообразным аппараты управления принять в открытом или защищённом исполнении и разместить их централизованно, в специально выделенных помещениях. В условиях взрывоопасной и химически активной среды установка аппаратов управления в специальных изолированных помещениях может оказаться даже необходимой. Щиты станций управления (ЩСУ), устанавливаемые в электропомещениях, обычно собирают на свободно стоящих каркасах из типовых станций управления (блоков управления) заводского изготовления и служат для приёма электроэнергии, её распределения между электроприёмниками и дистанционного управления ими. От специальных блоков с автоматами или предохранителями, установленных на этих же щитах, осуществляют питание электроприёмников, имеющих местное управление. В качестве распределительных устройств, устанавливаемых непосредственно в цехе, применяют силовые пункты (шкафы) следующих серий: - блочные серии ПРБ, комплектуемые из блоков предохранитель-выключатель БПВ - силовые серии ПР с встроенными в них автоматами, скомплектованными в различных комбинациях; изготовляются в навесном, навесном утопленном и напольном исполнении; количество встраиваемых автоматов –от 4 до 30 - силовые распределительные серии СП и СПУ, предназначены для распределения электрической энергии и защиты людей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сборка типовых схем управления электропривода

 

Управление пуском, реверсом и торможением асинхронных двигателей в большинстве случаев осуществляется в функции времени, скорости, тока или пути. Ниже приводится ряд типовых схем управления электроприводами с АД.

 

Схема управления нереверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Пуск двигателей малой и средней мощности обычно осуществляется прямым подключением обмоток статора к сети без ограничения токов. Для этой цели используются магнитные пускатели, которые составляют основу схемы управления.

 

Нереверсивный магнитный пускатель включает в себя электромагнитный контактор КМ с двумя встроенными в него тепловыми реле защиты КК, кнопки управления SB1 (Пуск) и SB2 (останов, стоп АД).

Схема обеспечивает прямой (без ограничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA).

 

Для пуска АД замыкают выключатель QF и нажимают кнопку пуска SB1.

 

Электрический ток потечет от фазы С через нормально замкнутую кнопку останова SB2, кнопку SB1, катушку контактора КМ, нормально замкнутые контакторы тепловых реле КК к фазе В.

 

Катушка контактора КМ, получив питание, притянет якорь магнитной системы и замкнет главные контакты в силовой цепи обмоток статора и вспомогательный контакт, который зашунтирует кнопку пуска SB1 и ее не нужно держать во включенном положении. Произойдет разгон АД по его естественной механической характеристике.

 

Для отключения АД нажимается кнопка остановки SB2, она разрывает цепь питания катушки контактора КМ. Под действием пружины якорь контактора отпадает и разрывает все замкнутые до этого контакты. Двигатель теряет питание сети и начинается процесс торможения АД выбегом под действием статического момента сопротивления на валу.

 

Также произойдет остановка двигателя в случае срабатывания одного из тепловых реле. В этом случае разорвется цепь питания катушки контактора КМ контактами тепловых реле КК.

 

Тепловое реле, установленное только в одну фазу, может не осуществить своих защитных функций. Например, если во время работы АД обесточится обмотка статора именно этой фазы, то двигатель будет работать с перегрузкой обмоток двух других фаз, в которых не предусмотрена установка тепловых реле. Поэтому тепловые реле необходимо устанавливать минимум в двух фазах.

 

Схема управления реверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Основным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два электромагнитных контактора КМ 1 и КМ2, два тепловых реле защиты КК и кнопки управления SB.

 

Схема обеспечивает прямой пуск и реверс АД, а также торможение противовключением при ручном управлении.

 

Пуск двигателя в условном направлении “Вперед” осуществляется нажатием кнопки SB1 при включенном автоматическом выключателе QF. Катушка контактора КМ 1 получит питание через размыкающую кнопку остановки SB3, замыкающую кнопку SB1, размыкающие контакты КМ2 (они будут замкнуты при обесточенном состоянии катушки КМ2), размыкающие контакты тепловых реле КК.

 

Контактор КМ1 своими силовыми контактами подключит обмотки статора к сети в следующем порядке: фазу А к выводу С1, фазу В к С2, фазу С к С3.

 

Торможение осуществляется кнопкой остановки SB3. Контактор КМ 1 теряет питание, обесточивает обмотки статора, для осуществления реверса нажимают кнопку SB2. Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на обмотки статора АД напряжения источника питания с другим порядком чередования фаз: фаза А к выводу С3, фаза В к выводу С2, фаза С к выводу С1. Магнитное поле АД изменит свое направление вращения и начнется процесс реверса, который может состоять из двух этапов: торможения противовключением (если ротор вращается по инерции в направлении “Вперед”) и разбега в противоположную сторону.

 

Если предположить, что при одновременном нажатии кнопок SB1 и SB2 замкнутся силовые контакты КМ 1 и КМ2, то произойдет короткое замыкание токоподводящими проводами. Во избежание этого в схеме используется типовая электрическая блокировка. Она предусматривает перекрестное включение размыкающих контактов аппарата КМ 1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

 

Кроме электрической блокировки может быть использована специальная механическая блокировка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотвращает втягивание одного контактора, если включен другой.

 

Защиту от коротких замыканий обеспечивает автоматический выключатель QF. Его наличие исключает также возможность работы привода при обрыве одной фазы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

studfiles.net

пускорегулирующее устройство - патент РФ 2226753

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания безртутных натриевых ламп высокого давления (ДНаТ БР). Технический результат заключается в обеспечении надежной работы лампы ДНаТ БР. Сущность заключается в том, что пускорегулирующее устройство содержит двухполупериодный выпрямитель, включенный в сеть через токоограничительный элемент, конденсатор, подключенный параллельно выходу выпрямителя, параллельно которому через дроссель подключена газоразрядная лампа. Параллельно лампе через ограничитель тока или непосредственно подключен переключающий элемент. Индуктивность дросселя и емкость конденсатора выбраны из соотношения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания безртутных натриевых ламп высокого давления (ДНаТ БР).Лампы ДНаТ БР традиционно используются в схемах с электронными пускорегулирующими аппаратами с преобразователями повышенной частоты (Светотехника, № 3, 2000, с.18). Эти аппараты имеют сложную электронную схему, снижающую их надежность, создают высокочастотные помехи.Наиболее близким по технической сущности является устройство для поджига и питания ртутных ламп сверхвысокого давления выпрямленным током (SU № 1325726, Н 05 В 41/231, опубл. 11.05.85 г.), содержащее двухполупериодный выпрямитель, включенный в сеть через токоограничительный элемент, два последовательно включенных конденсатора, подключенных параллельно к выходу выпрямителя, параллельно которым через дроссель подключена газоразрядная лампа. Реактивным балластом, ограничивающим ток через лампу, является конденсатор.Недостатком известного устройства является то, что использование его для питания ламп ДНаТ БР невозможно вследствие больших пульсаций тока, что приводит к погасанию разряда в лампе. Это связано с особенностями ламп ДНаТ БР, имеющих горелку малого диаметра и поэтому малое время деионизации плазмы. Питать эти лампы следует током с небольшим коэффициентом пульсаций. Кроме того, лампы ДНаТ БР характеризуются относительно большим значением модуля отрицательного дифференциального сопротивления |Rдиф|, что требует использования индуктивных или активных компенсаторов отрицательного сопротивления с величиной, большей |Rдиф|.Технический результат заключается в обеспечении надежной работы лампы ДНаТ БР.Сущность изобретения заключается в том, что в пускорегулирующем устройстве для безртутных натриевых ламп высокого давления, содержащем двухполупериодный выпрямитель, включенный в сеть через токоограничительный элемент, конденсатор, подключенный параллельно выходу выпрямителя, параллельно которому через дроссель подключена газоразрядная лампа, параллельно лампе через ограничитель тока или непосредственно подключен переключающий элемент, а индуктивность дросселя и емкость конденсатора определены из соотношенияL>|Rдиф|/600,C>2,5/(L p),где L - индуктивность дросселя, Гн;С - емкость конденсатора, мкФ;р - коэффициент пульсации тока;|Rдиф| - максимальное значение модуля дифференциального сопротивления лампы, работающей с пускорегулирующим устройством, Ом.Дроссель имеет отвод, а переключающий элемент подключен непосредственно или через ограничитель тока между отводом дросселя и электродом лампы, не соединенным с дросселем. Если в качестве ограничительного элемента взята емкость, то ее величина входит в виде слагаемого в значение емкости, определяемой из соотношения.На фиг.1 и 2 изображено пускорегулирующее устройство, на фиг.3 - часть вольтамперной характеристики лампы. Пускорегулирующее устройство (фиг.1) содержит двухполупериодный выпрямитель 1, включенный в сеть через токоограничительный элемент 2, конденсатор 3, подключенный параллельно выходу выпрямителя 1, параллельно которому через дроссель 4 подключена газоразрядная лампа 5. Параллельно лампе 5 через ограничитель тока 6 или непосредственно подключен переключающий элемент 7. Индуктивность дросселя 4 и емкость конденсатора 3 выбраны из соотношенияL>|Rдиф|/600,С>2,5/(L р),где L - индуктивность дросселя, Гн;С - емкость конденсатора, мкФ;р - коэффициент пульсации тока;|Rдиф| - максимальное значение модуля дифференциального сопротивления лампы 5, работающей с пускорегулирующим устройством, Ом.Устройство может быть реализовано и в соответствии с фиг.2. Отличие от предыдущего состоит в том, что дроссель 4 имеет отвод, а переключающий элемент 7 подключен непосредственно или через ограничитель тока 6 между отводом дросселя 4 и электродом лампы 5, не соединенным с дросселем 4.Пускорегулирующее устройство работает следующим образом. После подключения питающей сети к двухполупериодному выпрямителю 1 через токоограничительный элемент 2 конденсатор 3 заряжается. Переключающий элемент 7 переходит в проводящее состояние, через дроссель 4 течет ток, ограниченный индуктивностью дросселя 4 и ограничителем тока 6. Через некоторое время переключающий элемент 7 перейдет в непроводящее состояние. Энергия, накопленная в дросселе 4, обеспечит генерирование высоковольтного импульса, зажигающего лампу 5, через которую будет протекать ток, параметры которого определяются характеристиками токоограничительного элемента 2, выпрямителя 1, конденсатора 3, дросселя 4 и лампы 5.Работа устройства по фиг.2 не отличается от работы устройства по фиг.1. Выбор величин L и С обусловлен следующими соображениями: из фиг.3, где изображена часть вольтамперной характеристики лампы ДНаТ БР (для определенности изображена характеристика лампы ДнаТ БР-70), видно, что при изменении тока через лампу от 0,4 до 0,8 А ее дифференциальное сопротивление Rдиф отрицательно и изменяется от 100 до 30 Ом. Если изменение тока в каждый полупериод будет столь значительны, то для стабилизации режима газового разряда в лампе необходимо использовать активное сопротивление величиной более 100 Ом, что приведет к большим потерям мощности на пускорегулирующем устройстве. Можно использовать для стабилизации режима лампы и индуктивность с соответствующей величиной эффективного сопротивления, равной L. Однако такая индуктивность будет иметь значительные размеры и массу. Величина индуктивности должна быть тем больше, чем больше коэффициент пульсаций р тока через лампу, р=1-Imin/Imax, где Imin - минимальное значение тока, протекающего через лампу, включенную в данное пускорегулирующее устройство; Imax - максимальное значение тока, протекающего через лампу, включенную в пускорегулирующее устройство.При уменьшении коэффициента пульсаций, например, при включении параллельно выпрямителю 1 сглаживающего конденсатора 3 возможно уменьшить величину индуктивности дросселя 4, при сохранении устойчивой работы лампы 5, т.к. рабочая точка лампы 5 будет “перемещаться” по вольтамперной характеристике (фиг.3) в меньших пределах и колебания отрицательного дифференциального сопротивления будут проходить около меньших абсолютных значений. Из вольтамперной характеристики видно, что большие абсолютные значения Rдиф реализуются при меньших токах. При работе лампы 5 в устройстве с двухполупериодным выпрямителем 1 в каждый полупериод реализуется минимальное значение тока через лампу 5 и его максимальное значение. Когда значение тока будет минимальным, значение |Rдиф| будет наибольшим, поэтому величина сопротивления стабилизирующего разряда должна рассчитываться при этом условии. Во время разгорания лампы ее вольтамперная характеристика существенно зависит от температуры лампы 5. При определенных значениях этой температуры разряд характеризуется наибольшей величиной |Rдиф| при Imin.Известно, что для фильтра, состоящего из индуктивности и емкости при двухполупериодном выпрямлении тока, между коэффициентом пульсаций р и параметрами L и С фильтра существует соотношениеL С=2,5/р.(Радиолюбительский справочник./Под ред. Д.П.Линде. - М-Л.: Энергия, 1966, с. 335).Если среднее значение тока Icp через лампу принять равным Icp=(Imin+Imax)/2 (что при значении рmin можно определить, зная Icp - ток лампы, указанный в технических условиях на лампу, а также задав значение р. Используя вольтамперную характеристику лампы, можно определить значение Rдиф и вычислить минимально допустимое значение L. Для двухполупериодного выпрямления частота пульсации 100 Гц имеем L|Rдиф|/600. Зная величину L и р можно определить значение C=2,5/(L р).Если в качестве токоограничительного элемента 2 используется емкость, то ее величина входит в виде слагаемого в значение емкости, рассчитываемой согласно приведенного соотношения для емкости.Увеличение значений L и С больше, чем рассчитанные по приведенным соотношениям, благоприятно скажется на стабильности работы лампы. Если L и С будут иметь значения меньше определенных из соотношений, то лампа не будет работать стабильно.В качестве переключающего элемента в пускорегулирующем устройстве могут быть использованы полупроводниковые, газоразрядные или любые другие приборы, обеспечивающие переход из непроводящего состояния в проводящее и обратно. Если в качестве переключающего элемента используется газоразрядный стартер, то необходимо, чтобы его биметаллический электрод имел отрицательный потенциал.Пускорегулирующее устройство может быть использовано и для питания всех типов газоразрядных ламп высокого и низкого давления. Пускорегулирующее устройство было реализовано и испытано с лампой ДНаТ БР 70. В качестве токоограничительного элемента был выбран конденсатор емкостью 16 мкФ, индуктивность дросселя рассчитана из соотношения и равна 0,2 Гн, емкость сглаживающего конденсатора равна 100 мкФ. В качестве переключающего элемента использован газоразрядный стартер.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Пускорегулирующее устройство для безртутных натриевых ламп высокого давления, содержащее двухполупериодный выпрямитель, включенный в сеть через токоограничительный элемент, конденсатор, подключенный параллельно выходу выпрямителя, параллельно которому через дроссель подключена газоразрядная лампа, отличающееся тем, что параллельно лампе через ограничитель тока или непосредственно подключен переключающий элемент, а индуктивность дросселя и емкость конденсатора определены из соотношенияL>|Rдиф|/600;С>2,5/(L p),где L - индуктивность дросселя, Гн;С - емкость конденсатора, мкФ;р - коэффициент пульсации тока;|Rдиф| - максимальное значение модуля дифференциального сопротивления лампы, работающей с пускорегулирующим устройством, Ом.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дроссель имеет отвод, а переключающий элемент подключен непосредственно или через ограничитель тока между отводом дросселя и электродом лампы, не соединенным с дросселем.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что если в качестве токоограничительного элемента взята емкость, то ее величина входит в виде слагаемого в значение емкости, определяемой из соотношения.

www.freepatent.ru

пускорегулирующее устройство для разрядных ламп - патент РФ 2131175

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания люминeсцентных ламп. Пускорегулирующее устройство содержит транзисторный инвертор и два резонансных LC-контура в цепи нагрузки. Предложенная схема устройства позволяет обеспечить условия устойчивого зажигания и перезажигания разрядной лампы и надежной коммутации транзисторов инвертора в области безопасной работы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания разрядных источников света, в частности, люминесцентных ламп. Электропитание разрядных ламп от сети осуществляется с помощью пускорегулирующих устройств, обеспечивающих начальное зажигание лампы и устойчивое перезажигание ее в режиме разгорания, формирование и поддержание требуемого вида разряда и разрядного тока лампы. Наиболее эффективными по энергетическим и массообъемным показателям являются полупроводниковые пускорегулирующие устройства, работающие на повышенной частоте. Известно регулирующее устройство для разрядных ламп на основе транзисторного инвертора с токоограничивающим дросселем в цепи переменного тока [1] . Это устройство питается от сети постоянного тока или от сети переменного тока через выпрямитель с напряжением, превышающим уровень напряжения горения разрядной лампы. Токоограничивающий дроссель служит балластным элементом, регулируемый транзисторный инвертор обеспечивает устойчивый режим дугового разряда лампы. Однако для реализации режима зажигания и разгорания в пусковой период такое устройство должно дополняться вспомогательным узлом, генерирующим повышенное напряжение, превышающее уровень напряжения горения в несколько раз. На практике для люминесцентных ламп с напряжением горения 80. . .100 В уровень напряжения зажигания может достигать значений 400... 600 В. В случае обрыва нити накала напряжение зажигания газоразрядной лампы оказывается еще выше. Использование вспомогательного узла, генерирующего повышенное напряжение зажигания лампы усложняет схему пускорегулирующего устройства. Следует также отметить, что для надежной работы транзисторные ключи инвертора должны снабжаться дополнительными защитными цепями, обеспечивающими безопасную траекторию переключения транзисторов инвертора. При их отсутствии надежность рассмотренного пускорегулирующего устройства оказывается низкой. Известно пускорегулирующее устройство на основе резонансного транзисторного инвертора, содержащее в цепи переменного тока конденсаторы, один из которых включен последовательно с токоограничивающим дросселем, а второй шунтирует силовые электроды лампы [2]. В таком устройстве в начальный период пуска инвертор возбуждает на лампе повышенное напряжение за счет резонансного эффекта в последовательном колебательном LC-контуре в цепи переменного тока инвертора. По окончании процесса разгорания разрядной лампы, длительность которого задается реле времени, блокируется первый конденсатор, и устанавливается режим, аналогичный режиму работы инвертора с токоограничивающим дросселем в цепи переменного тока. В данном устройстве инвертор выполняет функции и пускового и регулирующего узла. Однако, для его реализации требуется вспомогательный силовой коммутатор, блокирующий первый конденсатор и управляющий им узел, что усложняет устройство. Кроме того отсутствие вспомогательных цепей, обеспечивающих формирование траектории переключения транзисторов инвертора, снижает надежность работы устройства. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является пускорегулирующее устройство, содержащее инвертор на транзисторах, шунтированных обратными диодами, первый и второй дроссели, через которые силовые зажимы разрядной лампы подключены к выходным выводам инвертора, и конденсатор, шунтирующий лампу с последовательно включенной катушкой одного из дросселей [3] . Повышенное напряжение зажигания лампы формируется за счет резонансного эффекта в последовательном LC-контуре в цепи переменного тока. Задавая режим управления транзисторами инвертора, регулируют процесс дугового разряда в лампе. Однако отсутствие защитных цепей формирования траектории переключения транзисторов снижает надежность и ограничивает применение этого устройства. В предлагаемом пускорегулирующем устройстве для разрядных ламп, содержащем инвертор на транзисторах, шунтированных обратными диодами, первый и второй дроссели и конденсатор, первый выходной вывод инвертора соединен через первый дроссель с первым зажимом лампы, а через конденсатор - со вторым зажимом лампы, который соединен через второй дроссель со вторым выходным выводом инвертора, второй выходной вывод инвертора соединен также с первым зажимом лампы через дополнительно введенный второй конденсатор. Кроме того в цепь постоянного тока инвертора может быть введен дополнительно нелинейный токоограничивающий двухполюсник. Причем нелинейный двухполюсник может быть собран из параллельно соединенных резистора и диода либо из параллельно соединенных дросселя и диода. В предложенном устройстве реактивные элементы в цепи нагрузки инвертора включены таким образом, что при коммутации транзисторов скорость нарастания напряжения на разрядной лампе оказывается выше, чем в прототипе, а максимальное значение напряжения на зажимах лампы уже к концу полупериода собственных колебаний нагрузочного резонансного контура может почти трехкратно превышать уровень напряжения питания. При питании устройства от электрической сети это условие оказывается достаточным для устойчивого зажигания и перезажигания большинства типов разрядных люминесцентных ламп. В заявляемом устройстве конденсаторы выполняют дополнительно функцию защитных цепей: они ограничивают скорость нарастания напряжения на коммутируемых транзисторах и обеспечивают формирование благоприятной траектории выключения в области безопасной работы. В результате повышается надежность работы транзисторного инвертора. Введенный в цепь постоянного тока нелинейный токоограничивающий двухполюсник позволяет ограничить амплитуду броска разрядного тока конденсаторов в моменты зажигания и перезажигания лампы, что повышает срок службы лампы. Таким образом, предложенное устройство более надежно по сравнению с аналогами, поскольку в нем сформированы благоприятные условия надежной коммутации транзисторных ключей инвертора, а также улучшены условия зажигания и перезажигания разрядной лампы. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого пускорегулирующего устройства; на фиг. 2 - схема устройства с нелинейным токоограничивающим двухполюсником на основе резистора и диода в цепи постоянного тока инвертора; на фиг. 3 - осциллограммы тока и напряжения на элементах первой схемы устройства; на фиг. 4 - осциллограммы тока и напряжения на элементах схемы с токоограничивающим двухполюсником в цепи постоянного тока инвертора. Пускорегулирующее устройство (см. фиг.1) состоит из мостового инвертора на транзисторах 1-4, шунтированных обратными диодами 5-8. К выходным выводам 9 и 10 инвертора подключены параллельно два колебательных LC-контура, образованных последовательно включенными обмоткой 11 первого дросселя с конденсатором 13 и обмоткой 14 второго дросселя с конденсатором 15. Общая точка соединения 16 обмотки 11 первого дросселя с конденсатором 13 подключена к одному из силовых зажимов лампы 18, а общая точка соединения 17 обмотки 14 второго дросселя с конденсатором 15 подключена к другому силовому зажиму лампы 18. Транзисторный инвертор подключен к источнику постоянного тока 19. Предлагаемое пускорегулирующее устройство может содержать (см. фиг. 2) дополнительно в цепи постоянного тока нелинейный двухполюсник 20 на основе параллельно соединенных резистора 21 и диода 22, включенного встречно направлению входного тока инвертора. При работе инвертора на постоянной частоте в устройстве на фиг. 1 процессы протекают следующим образом. В момент пуска t0 (см. фиг. 3) отпираются транзисторы одного из плеч инвертора, например транзисторы 1 и 4, и на выходных выводах 9 и 10 инвертора появляется разность потенциалов, определяемая уровнем напряжения источника питания 19, значения которой оказывается, как правило, недостаточнo для зажигания разрядной лампы 18. Так как конденсаторы 13 и 15 были ранее разряжены, то с момента времени t0 под действием напряжения U9,10 на выходных выводах 9 и 10 инвертора в обоих LC-контурах в цепи нагрузки инвертора: обмотка 11 - конденсатор 13 и обмотка 14 - конденсатор 15 возникают колебательные процессы заряда конденсаторов 13 и 15. При этом потенциал обкладки конденсатора 13, соединенной с зажимом 16 лампы 18, растет относительно второй обкладки, соединенной с выводом 10 инвертора, почти до двойного уровня напряжения питания, а потенциал обкладки конденсатора 15, соединенной с зажимом 17 лампы 18, спадает относительно другой обкладки, соединенной с выводом 9, также до двойного уровня. В результате к концу полупериода собственных колебаний LC-контуров на зажимах 16 и 17 лампы 18 формируется разность потенциалов Uзаж., почти трехкратно превышающая уровень напряжения источника питания 19, которая оказывается достаточной для надежного зажигания лампы 18. В момент времени t1 в лампе возникает дуговой разряд и напряжение U18 на зажимах 16 и 17 спадает скачком до напряжения горения дугового разряда лампы 18. При этом через лампу 18 протекает короткий импульс разрядного тока конденсаторов 13 и 15, который замыкается через обратные диоды 5 и 8 и источник питания 19. Так как падение напряжения на зажимах 16, 17 лампы 18 в режиме дугового разряда ниже напряжения источника питания 19 и изменяется незначительно, то токи i11 и i14 в обмотках 11 и 14 двух дросселей, включенных последовательно с лампой 18, продолжают протекать в том же направлении и нарастать уже по линейному закону. В момент времени t2 запираются транзисторы 1 и 4, выходной ток инвертора прерывается, а токи i11 и i14 обоих дросселей продолжают протекать через лампу 18 в том же направлении. При этом ток i11 обмотки 11 первого дросселя замыкается через лампу 18 и конденсатор 15, а ток i14 обмотки 14 второго дросселя - через лампу 18 и конденсатор 13. Возникает процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15. Эти конденсаторы ограничивают скорость изменения напряжения на выводах 9 и 10 инвертора и скорость нарастания напряжения на запираемых транзисторах 1 и 4, обеспечивая тем самым благоприятную траекторию их переключения в области безопасной работы. В момент времени t3, когда разность потенциалов между обкладкой конденсатора 13, соединенной с выводом 10, и обкладкой конденсатора 15, соединенной с выводом 9, превысит уровень напряжения источника питания 19, открываются обратные диоды 6 и 7 и процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15 прерывается. С этого момента времени токи i11 и i14 обоих дросселей, замыкаясь через обратные диоды 6 и 7 и источник питания, спадают до нулевого уровня. В период этого интервала времени отпираются транзисторы 2 и 3 второго плеча инвертора. С момента времени t4 перехода токов i11 и i14 обмоток 11 и 14 обоих дросселей через нулевой уровень возникает колебательный процесс заряда конденсаторов 13 и 15 обоих LC-контуров в противоположном рассмотренному ранее направлении. В момент времени t5 достижения на зажимах 16 и 17 лампы 18 напряжения перезажигания (повторного зажигания Uп.заж.) вновь возникает процесс дугового разряда в лампе 18, ток которого определяется током последовательно включенных обмоток 11 и 14 обоих дросселей. С этого момента времени формируется нарастающий по линейному закону выходной ток инвертора, определяемый током последовательно включенных обмоток 11 и 14 обоих дросселей. Далее в момент времени t6 происходит запирание транзисторов 2 и 3, и плавное нарастание напряжения на них, обусловленное ограниченной скоростью процесса перезаряда конденсаторов 13 и 15 токами обмоток 14 и 11 соответственно. В момент времени t7 достижения разности потенциалов между обкладкой конденсатора 15, соединенной с выводом 9, и обкладкой конденсатора 13, соединенной с выводом 10, уровня напряжения источника питания 19 отпираются обратные диоды 5 и 8, процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15 прекращается, и токи i11 и i14 последовательно включенных дросселей, замыкаясь через источник питания 19, спадают до нулевого уровня. К моменту времени t8 вновь отпираются транзисторы 1 и 4 и картина процесса повторяется. Так как интервал времени бестоковой паузы на этапе перезаряда конденсаторов 13 и 15 мал, то напряжение повторного зажигания Uп.заж. лампы 18 оказывается близким к напряжению горения в режиме дугового разряда. Ток транзисторов в плечах инвертора на этапе заряда конденсаторов 13 и 15 определятся суммой токов i11 и i14 параллельно включенных LC-контуров, а на этапе дугового разряда лампы 18 - током последовательно включенных дросселей i11=i14. Возможен режим работы устройства с изменением направления протекания тока в лампе на низкой частоте. Транзистор 4 в течениe первого полупериода работы инвертора на низкой частоте находится в открытом состоянии, а транзистор 1 периодически отпирается и запирается на высокой частоте. Во второй полупериод работы инвертора транзисторы 1 и 4 заперты, транзистор 2 открыт, а транзистор 3 периодически отпирается и запирается на высокой частоте. В этом случае для ограничения бросков тока при зажигании и перезажигании лампы 18 в цепь постоянного тока можно внести нелинейный токоограничивающий двухполюсник 20 (см. фиг. 2). Для такого режима характерны следующие процессы. В начальный момент времени t0 пуска (см. фиг. 4) отпираются одновременно транзисторы 1 и 4, и возникает колебательный процесс заряда конденсаторов 13 и 15. В момент времени t1 достижения на зажимах 16 и 17 лампы 18 напряжения зажигания возникает дуговой разряд, через обратные диоды 5, 8 и источник питания 19 протекает импульс тока разряда конденсаторов 13 и 15, амплитуда которого ограничивается сопротивлением резистора 21 нелинейного двухполюсника 20. С этого момента времени токи i11=i14 в последовательно включенных обмотках 11 и 14 обоих дросселей начинают расти по линейному закону. В момент времени t2 запирается транзистор 1, и токи i11 и i14 дросселей 11 и 14 замыкаются через лампу 18 и конденсаторы 15 и 13 соответственно. Скорость нарастания напряжения на запираемом транзисторе 1 ограничивается скоростью перезаряда конденсаторов 13 и 15. В момент времени t3 достижения разности потенциалов между обкладкой конденсатора 15, соединенной с выводом 9, и обкладкой конденсатора 13, соединенной с выводом 10, нулевого уровня, отпирается обратный диод 6, процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15 обоих прекращается, и токи дросселей 11 и 14, замыкаясь через лампу 18, открытый транзистор 4 и обратный диод 6, начинают спадать до нуля. С момента времени t4 достижения тока последовательно включенных дросселей нулевого уровня вновь отпирается транзистор 1. При этом возникает колебательный процесс заряда конденсаторов 13 и 15 LC-контуров. В момент времени t5 достижения на зажимах лампы 18 напряжения повторного зажигания Uп.заж. возникает дуговой разряд, и все процессы повторяются. По окончании половины периода работы инвертора в момент спада токов i11 и i14 дросселей 11 и 14 до нулевого уровня запираются оба транзистора 1 и 4, и отпираются транзисторы 2 и 3. С этого момента времени возникает процесс протекания тока в лампе в противоположном направлении, аналогичный рассмотренному выше. Рассмотренный режим позволяет поддерживать требуемую величину разрядного тока лампы на высокой частоте и обеспечивать смену полярности на низкой частоте. Электромагнитные элементы в обоих схемах работают на высокой частоте и имеют небольшие габариты. Выбор емкости конденсаторов 13 и 15 производится из условия требуемого ограничения скорости нарастания напряжения на коммутируемых транзисторах, для обеспечения режима работы в безопасной области. Скорость нарастания тока в коммутируемых транзисторах ограничивается индуктивностями в цепи нагрузки инвертора. Список использованной литературы 1. Краснопольский А. Е., Соколов В.Б., Троицкий А.М. Пускорегулирующие аппараты для разрядных ламп. М.:Энергоатомиздат, 1988, стр. 99, рис. 4.19. 2. А. С. 1403393 (СССР). Устройство для стабилизации разряда люминесцентной лампы с резонансным зажиганием/Опубл. в БИ N22, 1988. 3. Заявка N OS 3623306 (ФРГ). Схема для приведения в действие газоразрядной лампы. - Опубл. РЖ "Изобретение в СССР и за рубежом." Вып. 137, N11, 1988.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Пускорегулирующее устройство для разрядных ламп, содержащее инвертор на транзисторах, шунтированных обратными диодами, первый и второй дроссели и конденсатор, первый выходной вывод инвертора соединен через первый дроссель с первым зажимом лампы и через конденсатор - с вторым зажимом лампы, который соединен через второй дроссель с вторым выходным выводом инвертора, отличающееся тем, что второй выходной вывод инвертора соединен с первым зажимом лампы через дополнительно введенный второй конденсатор. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в цепь постоянного тока инвертора введен дополнительно нелинейный токоограничивающий двухполюсник. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нелинейный двухполюсник состоит из параллельно соединенных резистора и диода. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нелинейный двухполюсник состоит из параллельно соединенных вспомогательного дросселя и диода.

www.freepatent.ru

Конструкция пускорегулирующих аппаратов для люминесцентных ламп

Электрические пускорегулирующие аппараты для люминесцентных ламп

Стартерные аппараты. Конструкция и технические ха­рактеристики ПРА должны соответствовать требова­ниям ГОСТ 10237-62. Согласно эталону ПРА назы­вают устройствами балластными (УБ). зависимо от наличия и нрава сдвига фаз меж током и напряжением при включении люминесцентной лампы с данным УБ различают:

1)    УБИ — устройства балластные индуктивные, по­требляющие из сети ток, отстающий по фазе от напря­жения;

2)   УБЕ — устройства балластные емкостные, потреб­ляющие из сети ток, опережающий по фазе напряжение;

3) УБК — устройства балластные компенсированные, создающие коэффициент мощности, близкий к единице.

В двух- и многоламповых ПРА токи отдельных ламп могут не иметь сдвига по фазе, или иметь его. При на­личии сдвига по фазе меж токами отдельных ламп в обозначение аппарата вводится буквенное обозначе­ние— А.

По конструктивному выполнению ПРА делятся на независящие (Н), имеющие особые защитные кожухи, дозволяющие их устанавливать вне осветитель­ной арматуры, и интегрированные (В), предназначенные только для размещения снутри осветительной арматуры либо в особых защитных коробах.

Электрические ПРА (пускорегулирующие аппараты)

При работе УБ на переменном токе они делают шум, обусловленный перемагничиванием сердечника дрос­селя и связанной с ним вибрацией пластинок, из которых собран сердечник, в такт с конфигурацией магнитного поля. Вибрация пластинок делает шум низкого тона. Этот шум усиливается за счет вибрации кожуха УБ и всей кон­струкции осветительного прибора. Не считая того, из-за преломления формы кривых тока и напряжения на лампе возникает стрекочущий шум высочайшего тона. По создаваемым УБ уровням шума и радиопомехам различают:

1)   устройства с обычным уровнем шума и радио­помех, созданные для установки в промышленных помещениях;

2)   устройства с пониженным уровнем шума и радио­помех (П), созданные для установки в админи­стративно-служебных и жилых помещениях.

Пример обозначения типа аппарата. Двухламповое компенсирование, балластное устройство для ламп мощ­ностью 40 вт, для включения в однофазовую сеть 220 в, со сдвигом фаз меж токами ламп, встроенного исполне­ния, с пониженным уровнем шума и радиопомех 2УБК-40/220-АВП.

Потому что в питающих осветительные установки сетях вероятны колебания напряжения в границах ±10% 80 номинального напряжения, го проверку технических ха­рактеристик ПРА ведут при 2-ух значениях напряжения: 0,9 и 1,1 номинального. Главные технические требова­ния, которым должны отвечать проверяемые ПРА в этих критериях; приведены в табл. 8.

Таблица 8

Поминаль­ная мощ­ность, вт	Напряжение холостого хода на зажимах стартеров (действенное значение) более, о	Напряжение холостого хода на зажимах лампы (амплитудное значение) менее, а	Ток пускового режима, а		Утраты мощности в уб (от мощности ламп) менее, %, для типов балластного устройства
			и© наименее	менее	уби	убк	убе
15	114	215	0,36	0,65	25	28	31
20	114	215	0,40	0,70	23	26	29
30	116	400	0,40	0,70	23	26	29
40	198	400	0,48	0,80	22	24	26
80	198	400	0,90	1 ,60	20	22	24

Примечания:

1. Если балластное устройство создано для нескольких ламп, то требова­ния, обозначенные в столбцах 2—5, должны производиться для каждой лампы и стар­тера независимо от состояния других ламп и стартеров.
2. Для балластных устройств с трансформацией напряжения предельное зна­чение утрат возрастает в 1,5 раза.
3. Максимально допустимые превышения температуры оэмотки УБ в рабочем режиме, сделанной из проводов с изоляцией класса А, 60″ С; при наличии межслоевой изоляции и пропитки — 70° С; сделанные из проводов с изоля­цией класса Е — 75° С; при наличии межслоевой изоляции и пропитки — 85° С.
4. Максимально допустимое превышение температуры поверхности У Б 60° С.
5. В аварийном режиме для этих же частей УБ максимально допустимые превышения температуры будут соответственно: 120, 125, 130, 135 и 100° С.

   Аппараты пускорегулирующие для люминесцентных ламп 80 Вт

Принципиальным показателем работоспособности УБ является температура, которую он имеет в рабочем и аварийном режимах. Допустимые пределы температур в этих режи­мах зависимо от используемых для производства изоляционных материалов указаны в табл. 8. Для стартерного аппарата аварийный режим появляется тогда, когда в одной из веток УБ закорачивается стартер (свариваются его электроды). В данном случае такая ветвь будет долгое время работать в пусковом режиме и через балласт будет проходить пусковой ток, вызываю­щий его перегрев. Беря во внимание возможность увеличения на­пряжения в сети, проверку перегрева УБ в рабочем режиме создают при 1,05, а в аварийном режиме — 1,1 номинального напряжения.

Эталоном регламентируется коэффициент мощности УБК, состоящего из равного числа опережающих и отстающих веток, который должен быть более 0,92. Для всех других типов УБК коэффициент мощности должен быть не ниже 0,85.

Не считая перечисленных требований, определяющих тех­нические характеристики балластных устройств, к ним предъ­являются также требования, вытекающие из необходи­мости обеспечить безопасность и надежность работы балластов. К таким требованиям относятся величина сопротивления изоляции электронных цепей УБ, их электронная крепкость, механическая крепкость, а так­же допустимые расстояния меж токоведущими и ней токоведущими деталями.

Электрические пускорегулирующие аппараты 2К36/220

Бесстартерные аппараты..

Буквенное обозначение типов бесстартерных аппа­ратов осуществляется аналогично тому, как это принято для стартерных ПРА. К примеру, аппарат бесстартерный, индуктивный, для включения одной лампы мощностью 40 вт в однофазовую сеть 220 в, встроенного выполнения, с пониженным уровнем шума и радиопомех:; 1АБИ-40/220-ВП.

Главные технические требования, предъявляемые к бесстартерным ПРА, приведены в табл. 9.

Таблица 9

Главные технические требования, предъявляемые к бесстартерным ПРА

Номинальная мощность, вт	Напряжение накала в пусковом режиме, в		Напряжение на­кала в рабочем режиме, в	Напряжение холостого хода, в		Наибольший ток предвари­тельного подо­грева при l.ltv а
	при 0,9 UH	при1.1 и„		малое на зажимах лампы (эффек­тивное)	наибольшее на зажимах лампы (ампли­тудное)
20	8	10	4,4	170	345	0,65 ;
30	8	10	4,4	205	400	0,63
40	8	10	4,4	205	400	0,75
80	8	10	4,4	220	400	1,6

Допустимые перегревы в рабочем и аварийном режи­мах частей ПРА принимаются такими же, как это обозначено в табл. 8.

В бесстартерных аппаратах под аварийным режимом понимается один из последующих режимов, дающий наи­больший нагрев при принятой схеме ПРА:

3)  лампа либо одна из ламп не включена;

4)   один из катодов лампы оборван;

5)   лампа не загорается, хотя цепь обогрева катода не повреждена.

Все другие требования, касающиеся величины коэффициента мощности, электронной и механической прочности, остаются такими же, как и для стартерных аппаратов.

elektrica.info

Пускорегулирующее устройство для разрядных ламп

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания люминeсцентных ламп. Пускорегулирующее устройство содержит транзисторный инвертор и два резонансных LC-контура в цепи нагрузки. Предложенная схема устройства позволяет обеспечить условия устойчивого зажигания и перезажигания разрядной лампы и надежной коммутации транзисторов инвертора в области безопасной работы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания разрядных источников света, в частности, люминесцентных ламп.

Электропитание разрядных ламп от сети осуществляется с помощью пускорегулирующих устройств, обеспечивающих начальное зажигание лампы и устойчивое перезажигание ее в режиме разгорания, формирование и поддержание требуемого вида разряда и разрядного тока лампы. Наиболее эффективными по энергетическим и массообъемным показателям являются полупроводниковые пускорегулирующие устройства, работающие на повышенной частоте. Известно регулирующее устройство для разрядных ламп на основе транзисторного инвертора с токоограничивающим дросселем в цепи переменного тока [1] . Это устройство питается от сети постоянного тока или от сети переменного тока через выпрямитель с напряжением, превышающим уровень напряжения горения разрядной лампы. Токоограничивающий дроссель служит балластным элементом, регулируемый транзисторный инвертор обеспечивает устойчивый режим дугового разряда лампы. Однако для реализации режима зажигания и разгорания в пусковой период такое устройство должно дополняться вспомогательным узлом, генерирующим повышенное напряжение, превышающее уровень напряжения горения в несколько раз. На практике для люминесцентных ламп с напряжением горения 80. . .100 В уровень напряжения зажигания может достигать значений 400... 600 В. В случае обрыва нити накала напряжение зажигания газоразрядной лампы оказывается еще выше. Использование вспомогательного узла, генерирующего повышенное напряжение зажигания лампы усложняет схему пускорегулирующего устройства. Следует также отметить, что для надежной работы транзисторные ключи инвертора должны снабжаться дополнительными защитными цепями, обеспечивающими безопасную траекторию переключения транзисторов инвертора. При их отсутствии надежность рассмотренного пускорегулирующего устройства оказывается низкой. Известно пускорегулирующее устройство на основе резонансного транзисторного инвертора, содержащее в цепи переменного тока конденсаторы, один из которых включен последовательно с токоограничивающим дросселем, а второй шунтирует силовые электроды лампы [2]. В таком устройстве в начальный период пуска инвертор возбуждает на лампе повышенное напряжение за счет резонансного эффекта в последовательном колебательном LC-контуре в цепи переменного тока инвертора. По окончании процесса разгорания разрядной лампы, длительность которого задается реле времени, блокируется первый конденсатор, и устанавливается режим, аналогичный режиму работы инвертора с токоограничивающим дросселем в цепи переменного тока. В данном устройстве инвертор выполняет функции и пускового и регулирующего узла. Однако, для его реализации требуется вспомогательный силовой коммутатор, блокирующий первый конденсатор и управляющий им узел, что усложняет устройство. Кроме того отсутствие вспомогательных цепей, обеспечивающих формирование траектории переключения транзисторов инвертора, снижает надежность работы устройства. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является пускорегулирующее устройство, содержащее инвертор на транзисторах, шунтированных обратными диодами, первый и второй дроссели, через которые силовые зажимы разрядной лампы подключены к выходным выводам инвертора, и конденсатор, шунтирующий лампу с последовательно включенной катушкой одного из дросселей [3] . Повышенное напряжение зажигания лампы формируется за счет резонансного эффекта в последовательном LC-контуре в цепи переменного тока. Задавая режим управления транзисторами инвертора, регулируют процесс дугового разряда в лампе. Однако отсутствие защитных цепей формирования траектории переключения транзисторов снижает надежность и ограничивает применение этого устройства. В предлагаемом пускорегулирующем устройстве для разрядных ламп, содержащем инвертор на транзисторах, шунтированных обратными диодами, первый и второй дроссели и конденсатор, первый выходной вывод инвертора соединен через первый дроссель с первым зажимом лампы, а через конденсатор - со вторым зажимом лампы, который соединен через второй дроссель со вторым выходным выводом инвертора, второй выходной вывод инвертора соединен также с первым зажимом лампы через дополнительно введенный второй конденсатор. Кроме того в цепь постоянного тока инвертора может быть введен дополнительно нелинейный токоограничивающий двухполюсник. Причем нелинейный двухполюсник может быть собран из параллельно соединенных резистора и диода либо из параллельно соединенных дросселя и диода. В предложенном устройстве реактивные элементы в цепи нагрузки инвертора включены таким образом, что при коммутации транзисторов скорость нарастания напряжения на разрядной лампе оказывается выше, чем в прототипе, а максимальное значение напряжения на зажимах лампы уже к концу полупериода собственных колебаний нагрузочного резонансного контура может почти трехкратно превышать уровень напряжения питания. При питании устройства от электрической сети это условие оказывается достаточным для устойчивого зажигания и перезажигания большинства типов разрядных люминесцентных ламп. В заявляемом устройстве конденсаторы выполняют дополнительно функцию защитных цепей: они ограничивают скорость нарастания напряжения на коммутируемых транзисторах и обеспечивают формирование благоприятной траектории выключения в области безопасной работы. В результате повышается надежность работы транзисторного инвертора. Введенный в цепь постоянного тока нелинейный токоограничивающий двухполюсник позволяет ограничить амплитуду броска разрядного тока конденсаторов в моменты зажигания и перезажигания лампы, что повышает срок службы лампы. Таким образом, предложенное устройство более надежно по сравнению с аналогами, поскольку в нем сформированы благоприятные условия надежной коммутации транзисторных ключей инвертора, а также улучшены условия зажигания и перезажигания разрядной лампы. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого пускорегулирующего устройства; на фиг. 2 - схема устройства с нелинейным токоограничивающим двухполюсником на основе резистора и диода в цепи постоянного тока инвертора; на фиг. 3 - осциллограммы тока и напряжения на элементах первой схемы устройства; на фиг. 4 - осциллограммы тока и напряжения на элементах схемы с токоограничивающим двухполюсником в цепи постоянного тока инвертора. Пускорегулирующее устройство (см. фиг.1) состоит из мостового инвертора на транзисторах 1-4, шунтированных обратными диодами 5-8. К выходным выводам 9 и 10 инвертора подключены параллельно два колебательных LC-контура, образованных последовательно включенными обмоткой 11 первого дросселя с конденсатором 13 и обмоткой 14 второго дросселя с конденсатором 15. Общая точка соединения 16 обмотки 11 первого дросселя с конденсатором 13 подключена к одному из силовых зажимов лампы 18, а общая точка соединения 17 обмотки 14 второго дросселя с конденсатором 15 подключена к другому силовому зажиму лампы 18. Транзисторный инвертор подключен к источнику постоянного тока 19. Предлагаемое пускорегулирующее устройство может содержать (см. фиг. 2) дополнительно в цепи постоянного тока нелинейный двухполюсник 20 на основе параллельно соединенных резистора 21 и диода 22, включенного встречно направлению входного тока инвертора. При работе инвертора на постоянной частоте в устройстве на фиг. 1 процессы протекают следующим образом. В момент пуска t0 (см. фиг. 3) отпираются транзисторы одного из плеч инвертора, например транзисторы 1 и 4, и на выходных выводах 9 и 10 инвертора появляется разность потенциалов, определяемая уровнем напряжения источника питания 19, значения которой оказывается, как правило, недостаточнo для зажигания разрядной лампы 18. Так как конденсаторы 13 и 15 были ранее разряжены, то с момента времени t0 под действием напряжения U9,10 на выходных выводах 9 и 10 инвертора в обоих LC-контурах в цепи нагрузки инвертора: обмотка 11 - конденсатор 13 и обмотка 14 - конденсатор 15 возникают колебательные процессы заряда конденсаторов 13 и 15. При этом потенциал обкладки конденсатора 13, соединенной с зажимом 16 лампы 18, растет относительно второй обкладки, соединенной с выводом 10 инвертора, почти до двойного уровня напряжения питания, а потенциал обкладки конденсатора 15, соединенной с зажимом 17 лампы 18, спадает относительно другой обкладки, соединенной с выводом 9, также до двойного уровня. В результате к концу полупериода собственных колебаний LC-контуров на зажимах 16 и 17 лампы 18 формируется разность потенциалов Uзаж., почти трехкратно превышающая уровень напряжения источника питания 19, которая оказывается достаточной для надежного зажигания лампы 18. В момент времени t1 в лампе возникает дуговой разряд и напряжение U18 на зажимах 16 и 17 спадает скачком до напряжения горения дугового разряда лампы 18. При этом через лампу 18 протекает короткий импульс разрядного тока конденсаторов 13 и 15, который замыкается через обратные диоды 5 и 8 и источник питания 19. Так как падение напряжения на зажимах 16, 17 лампы 18 в режиме дугового разряда ниже напряжения источника питания 19 и изменяется незначительно, то токи i11 и i14 в обмотках 11 и 14 двух дросселей, включенных последовательно с лампой 18, продолжают протекать в том же направлении и нарастать уже по линейному закону. В момент времени t2 запираются транзисторы 1 и 4, выходной ток инвертора прерывается, а токи i11 и i14 обоих дросселей продолжают протекать через лампу 18 в том же направлении. При этом ток i11 обмотки 11 первого дросселя замыкается через лампу 18 и конденсатор 15, а ток i14 обмотки 14 второго дросселя - через лампу 18 и конденсатор 13. Возникает процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15. Эти конденсаторы ограничивают скорость изменения напряжения на выводах 9 и 10 инвертора и скорость нарастания напряжения на запираемых транзисторах 1 и 4, обеспечивая тем самым благоприятную траекторию их переключения в области безопасной работы. В момент времени t3, когда разность потенциалов между обкладкой конденсатора 13, соединенной с выводом 10, и обкладкой конденсатора 15, соединенной с выводом 9, превысит уровень напряжения источника питания 19, открываются обратные диоды 6 и 7 и процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15 прерывается. С этого момента времени токи i11 и i14 обоих дросселей, замыкаясь через обратные диоды 6 и 7 и источник питания, спадают до нулевого уровня. В период этого интервала времени отпираются транзисторы 2 и 3 второго плеча инвертора. С момента времени t4 перехода токов i11 и i14 обмоток 11 и 14 обоих дросселей через нулевой уровень возникает колебательный процесс заряда конденсаторов 13 и 15 обоих LC-контуров в противоположном рассмотренному ранее направлении. В момент времени t5 достижения на зажимах 16 и 17 лампы 18 напряжения перезажигания (повторного зажигания Uп.заж.) вновь возникает процесс дугового разряда в лампе 18, ток которого определяется током последовательно включенных обмоток 11 и 14 обоих дросселей. С этого момента времени формируется нарастающий по линейному закону выходной ток инвертора, определяемый током последовательно включенных обмоток 11 и 14 обоих дросселей. Далее в момент времени t6 происходит запирание транзисторов 2 и 3, и плавное нарастание напряжения на них, обусловленное ограниченной скоростью процесса перезаряда конденсаторов 13 и 15 токами обмоток 14 и 11 соответственно. В момент времени t7 достижения разности потенциалов между обкладкой конденсатора 15, соединенной с выводом 9, и обкладкой конденсатора 13, соединенной с выводом 10, уровня напряжения источника питания 19 отпираются обратные диоды 5 и 8, процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15 прекращается, и токи i11 и i14 последовательно включенных дросселей, замыкаясь через источник питания 19, спадают до нулевого уровня. К моменту времени t8 вновь отпираются транзисторы 1 и 4 и картина процесса повторяется. Так как интервал времени бестоковой паузы на этапе перезаряда конденсаторов 13 и 15 мал, то напряжение повторного зажигания Uп.заж. лампы 18 оказывается близким к напряжению горения в режиме дугового разряда. Ток транзисторов в плечах инвертора на этапе заряда конденсаторов 13 и 15 определятся суммой токов i11 и i14 параллельно включенных LC-контуров, а на этапе дугового разряда лампы 18 - током последовательно включенных дросселей i11=i14. Возможен режим работы устройства с изменением направления протекания тока в лампе на низкой частоте. Транзистор 4 в течениe первого полупериода работы инвертора на низкой частоте находится в открытом состоянии, а транзистор 1 периодически отпирается и запирается на высокой частоте. Во второй полупериод работы инвертора транзисторы 1 и 4 заперты, транзистор 2 открыт, а транзистор 3 периодически отпирается и запирается на высокой частоте. В этом случае для ограничения бросков тока при зажигании и перезажигании лампы 18 в цепь постоянного тока можно внести нелинейный токоограничивающий двухполюсник 20 (см. фиг. 2). Для такого режима характерны следующие процессы. В начальный момент времени t0 пуска (см. фиг. 4) отпираются одновременно транзисторы 1 и 4, и возникает колебательный процесс заряда конденсаторов 13 и 15. В момент времени t1 достижения на зажимах 16 и 17 лампы 18 напряжения зажигания возникает дуговой разряд, через обратные диоды 5, 8 и источник питания 19 протекает импульс тока разряда конденсаторов 13 и 15, амплитуда которого ограничивается сопротивлением резистора 21 нелинейного двухполюсника 20. С этого момента времени токи i11=i14 в последовательно включенных обмотках 11 и 14 обоих дросселей начинают расти по линейному закону. В момент времени t2 запирается транзистор 1, и токи i11 и i14 дросселей 11 и 14 замыкаются через лампу 18 и конденсаторы 15 и 13 соответственно. Скорость нарастания напряжения на запираемом транзисторе 1 ограничивается скоростью перезаряда конденсаторов 13 и 15. В момент времени t3 достижения разности потенциалов между обкладкой конденсатора 15, соединенной с выводом 9, и обкладкой конденсатора 13, соединенной с выводом 10, нулевого уровня, отпирается обратный диод 6, процесс перезаряда конденсаторов 13 и 15 обоих прекращается, и токи дросселей 11 и 14, замыкаясь через лампу 18, открытый транзистор 4 и обратный диод 6, начинают спадать до нуля. С момента времени t4 достижения тока последовательно включенных дросселей нулевого уровня вновь отпирается транзистор 1. При этом возникает колебательный процесс заряда конденсаторов 13 и 15 LC-контуров. В момент времени t5 достижения на зажимах лампы 18 напряжения повторного зажигания Uп.заж. возникает дуговой разряд, и все процессы повторяются. По окончании половины периода работы инвертора в момент спада токов i11 и i14 дросселей 11 и 14 до нулевого уровня запираются оба транзистора 1 и 4, и отпираются транзисторы 2 и 3. С этого момента времени возникает процесс протекания тока в лампе в противоположном направлении, аналогичный рассмотренному выше. Рассмотренный режим позволяет поддерживать требуемую величину разрядного тока лампы на высокой частоте и обеспечивать смену полярности на низкой частоте. Электромагнитные элементы в обоих схемах работают на высокой частоте и имеют небольшие габариты. Выбор емкости конденсаторов 13 и 15 производится из условия требуемого ограничения скорости нарастания напряжения на коммутируемых транзисторах, для обеспечения режима работы в безопасной области. Скорость нарастания тока в коммутируемых транзисторах ограничивается индуктивностями в цепи нагрузки инвертора. Список использованной литературы 1. Краснопольский А. Е., Соколов В.Б., Троицкий А.М. Пускорегулирующие аппараты для разрядных ламп. М.:Энергоатомиздат, 1988, стр. 99, рис. 4.19. 2. А. С. 1403393 (СССР). Устройство для стабилизации разряда люминесцентной лампы с резонансным зажиганием/Опубл. в БИ N22, 1988. 3. Заявка N OS 3623306 (ФРГ). Схема для приведения в действие газоразрядной лампы. - Опубл. РЖ "Изобретение в СССР и за рубежом." Вып. 137, N11, 1988.

Формула изобретения

1. Пускорегулирующее устройство для разрядных ламп, содержащее инвертор на транзисторах, шунтированных обратными диодами, первый и второй дроссели и конденсатор, первый выходной вывод инвертора соединен через первый дроссель с первым зажимом лампы и через конденсатор - с вторым зажимом лампы, который соединен через второй дроссель с вторым выходным выводом инвертора, отличающееся тем, что второй выходной вывод инвертора соединен с первым зажимом лампы через дополнительно введенный второй конденсатор. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в цепь постоянного тока инвертора введен дополнительно нелинейный токоограничивающий двухполюсник. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нелинейный двухполюсник состоит из параллельно соединенных резистора и диода. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нелинейный двухполюсник состоит из параллельно соединенных вспомогательного дросселя и диода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

---

• 
  Конструкция моста
• 
  Схемы гидрораспределителей
• 
  Расчет траверсы для подъема груза
• 
  Рдк 250 2 технические характеристики
• 
  Команды стропальщика
• 
  Кузов грузовика
• 
  Тяжесть труда у водителей
• 
  То 6 погрузчик
• 
  Система охлаждения жидкостная
• 
  Ситроен берлинго габариты
• 
  Контроль качества бетонных работ