УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ И ПИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, в частности, к оборудованию для электрического освещения, и может быть использована для зажигания и питания газоразрядных осветительных ламп высокого давления, например таких, как дуговые ртутные лампы.
Известно аналогичное устройство, описанное в авторском свидетельстве СССР №144907 «Устройство для зажигания газоразрядных ламп» по классу 21f, 84/01, заявленном 03.04.1961 г. и опубликованном в «Бюллетене изобретений» №4 за 1962 г.
Данное устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп содержит последовательно подключенные к сети дроссель и лампу, параллельно которой подсоединены последовательно соединенные конденсатор и коммутирующий элемент, выполненный в виде разрядника.
Недостатком описанного выше устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп является недостаточная надежность, обусловленная отсутствием в схеме элементов защиты газоразрядной лампы от аномально высоких скачков напряжения в сети, вызванных, например, разрядом молнии, а также элементов защиты от бросков тока в цепи лампы при перегрузках и коротких замыканиях.
Кроме того, известное устройство недостаточно экономично в рабочем режиме из-за того, что индуктивная характеристика дросселя вызывает сдвиг тока в цепи относительно напряжения почти на 90°, что приводит к повышенным потерям при работе лампы.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп, описанное в заявке Российской
Федерации на изобретение №2003104711 «Устройство для зажигания газоразрядных ламп повышенным напряжением» по классу Н05В 41/00, поданной 17.02.2003 г. и опубликованной 10.12.2004 г.
Известное устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп содержит последовательно подключенные к сети лампу, токоограничивающий дроссель, подключенные параллельно лампе конденсатор и пороговый тиристорно-диодный ключ.
Недостатком данного устройства является невысокая надежность его работы, обусловленная наличием в схеме тиристорно-диодного ключа, поскольку тиристор является крайне уязвимым элементом, требующим для обеспечения его работоспособности наличия сложной схемы управления и прецизионного соблюдения параметров сигналов. Даже при незначительных отклонениях величин тока и напряжения при нештатных режимах в сети питания тиристор отключается или даже выходит из строя.
Другим недостатком этого устройства является невысокая экономичность работы из-за наличия в схеме большой индуктивной нагрузки - дросселя, приводящего к удорожанию устройства, ухудшению характеристик сети и, как следствие, большим непроизводительным потерям.
Таким образом, известное устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп является недостаточно надежным и экономичным.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности и экономичности работы устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение безотказности работы элементов устройства и газоразрядной лампы при нестабильном напряжении питающей сети, а также оптимизация сдвига тока и напряжения в цепи в рабочем режиме.
Указанная задача достигается тем, что в устройстве для зажигания и питания газоразрядных ламп, содержащем подключенную к сети
газоразрядную лампу и связанный с лампой конденсатор, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в него дополнительно введены диодный мост, два терморезистора и три конденсатора, при этом первая диагональ диодного моста подключена последовательно со вторым конденсатором к зажимам сети и зашунтирована первым конденсатором, ко второй диагонали диодного моста подключена газоразрядная лампа, с электродами которой соединены две последовательные цепочки, состоящие соответственно из третьего конденсатора и первого терморезистора, четвертого конденсатора и второго терморезистора, причем терморезисторы обеих цепочек подключены к зажиму первой диагонали диодного моста, соединенному со вторым конденсатором.
Введение в устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп диодного моста с описанными выше связями позволяет стабилизировать работу всего устройства, а значит и лампы при нештатных режимах в сети питания, снизив их влияние на устойчивость ее свечения, позволяет тем самым повысить надежность и экономичность работы всего устройства.
Добавление в устройство второго конденсатора и введение в устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп двух последовательных цепочек, состоящих соответственно из третьего конденсатора и первого терморезистора, четвертого конденсатора и второго терморезистора, с подключением их, как описано выше, дает возможность ограничивать броски токов и напряжений, защищая диодный мост и лампу, и обеспечивать безотказную работу устройства с оптимальным cos φ и стабильность свечения лампы при колебаниях напряжения питающей сети, гарантируя тем самым безотказность и экономичность работы.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решать поставленную задачу.
Заявляемое устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что, в него дополнительно введены диодный мост, два терморезистора и три конденсатора, при этом первая диагональ диодного моста подключена последовательно со вторым конденсатором к зажимам сети и зашунтирована первым конденсатором, ко второй диагонали диодного моста подключена газоразрядная лампа, с электродами которой соединены две последовательные цепочки, состоящие соответственно из третьего конденсатора и первого терморезистора, четвертого конденсатора и второго терморезистора, причем терморезисторы обеих цепочек подключены к зажиму первой диагонали диодного моста, соединенному со вторым конденсатором.
Заявляемое устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп может найти широкое применение в оборудовании для электрического освещения улиц, промышленных и прочих объектов с использованием газоразрядных ламп высокого давления, и может быть изготовлено в промышленных условиях заводских цехов или специализированных малых предприятий на стандартном оборудовании, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлена схема устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп.
Устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп, представленное на чертеже, содержит диодный мост 1, первая диагональ которого подключена через второй конденсатор 2 к зажимам сети и зашунтирована первым конденсатором 3. Ко второй диагонали диодного моста 1 подключена газоразрядная лампа 4.
С электродами лампы 4 соединены две последовательные цепочки, состоящие соответственно из третьего конденсатора 5 и первого терморезистора 6, четвертого конденсатора 7 и второго терморезистора 8.
Терморезисторы 6 и 8 обеих цепочек подключены к зажиму первой диагонали диодного моста 1, соединенному со вторым конденсатором 2.
Выполнение всех частей устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп является традиционным и используются все части по прямому назначению.
Работа устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп осуществляется следующим образом.
При включении оператором устройства (выключатель на чертеже не показан) переменное напряжение сети заряжает конденсаторы 2 и 3, затем в разные полупериоды переменного напряжения через терморезисторы 6 или 8 в зависимости от полупериода происходит соответственно зарядка конденсаторов 5 или 7, которые попеременно создают высоковольтный импульс на первой диагонали диодного моста 1, где происходит преобразование импульсов в постоянное напряжение, которое, появившись на зажимах второй диагонали моста 1, зажигает газоразрядную лампу 4. Терморезисторы 6 и 8 при этом ограничивают рост импульсов, обеспечивая защиту устройства от перенапряжений.
Далее в устройстве для зажигания и питания газоразрядных ламп устанавливается рабочий режим, при котором конденсатор 2 выполняет функцию балластного сопротивления, ограничивая ток в цепи устройства, а конденсатор 3 оптимизирует характеристики цепи.
После запуска лампы 4 через терморезисторы 6 и 8 протекает больший ток, чем при зажигании лампы 4, терморезисторы 6 и 8 разогреваются и их сопротивление увеличивается. В результате понижается ток и осуществляется защита лампы 4 от чрезмерного повышения тока в цепи диодного моста 1 и лампы 4.
В случае аномального скачка напряжения или перекоса фазных напряжений в сети происходит быстрая зарядка конденсаторов 5 и 7 и быстрая разрядка их соответственно через терморезисторы 6 и 8, благодаря
чему лампа 4 продолжает нормально работать. При резком понижении напряжения в сети до 150 В разрядка конденсаторов 5 и 7 обеспечивает устойчивое горение лампы 4.
Преимуществами заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом являются:
- надежность работы и долговечность ламп при работе с заявляемым устройством для зажигания и питания газоразрядных ламп,
- экономия электроэнергии,
- улучшение характеристик сети по cos φ,
- увеличение светового потока, создаваемого лампой,
- снижение коэффициента мерцания лампы,
- возможность замены менее экономичных ламп накаливания на дуговые ртутные лампы в местах с нестабильным напряжением питающей сети,
- создать более комфортные условия работы персонала в помещениях с дуговыми ртутными лампами за счет отсутствия дросселей, создающих значительный шум.