DE1117753B - Circuit arrangement for electric high pressure discharge lamps - Google Patents

Description

Schaltungsanordnung für elektrische Hochdruck-Entladungslampen Die Erfindung befaßt sich mit dem Betrieb gasgefüllter elektrischer Hochdruck-Entladungslampen, bei denen die Entladung in der Lampe zeitweilig unterbrochen werden muß. Die Gasfüllung der Lampe kann mit einem Metalldampf ergänzt sein.Circuit arrangement for electric high pressure discharge lamps Invention is concerned with the operation of gas-filled electric high-pressure discharge lamps, in which the discharge in the lamp must be temporarily interrupted. The gas filling the lamp can be supplemented with a metal vapor.

Wenn der durch eine elektrische Hochdruck-Entladungslampe fließende Strom unterbrochen werden muß, dann ist normalerweise wegen der Stromstärke in der Lampe und der induktorischen Eigenschaften der Schaltung, falls die Lampe mit einer Wechselstromquelle betrieben wird, ein umfangreicher Schalter oder Unterbrecher notwendig.When the flowing through a high pressure electric discharge lamp Current must be interrupted, then it is usually because of the current in the Lamp and the inductive properties of the circuit, if the lamp is equipped with a AC power source is operated, an extensive switch or breaker necessary.

Es ist bekannt, daß der Bogen zwischen den Elektroden auf die Wirkung eines magnetischen Feldes anspricht. So ist es allgemein üblich, in Gleichstromschaltern eine magnetische Löschung zur Unterdrükkung eines Bogens zu verwenden. Hochdruckquecksilberdampflampen, die in einer horizontalen Lage betrieben werden müssen, sind häufig ein Magnetfeld erzeugende Geräte zugeordnet, die von einer Spule erregt werden, durch die der Entladungsstrom hindurchgeleitet wird, damit eine Einwirkung auf den Bogen stattfindet und eine Krümmung des Bogens durch einen Konvektionsstrom, der durch die Wärme des Bogens in der Gas- und Dampffüllung entsteht, verhindert wird.It is known that the arc between the electrodes has an effect a magnetic field responds. So it is common practice in DC switches to use magnetic quenching to suppress an arc. High pressure mercury vapor lamps, which have to be operated in a horizontal position are often a magnetic field associated generating devices, which are excited by a coil through which the discharge current is passed through so that an action on the sheet takes place and a Curvature of the arch due to a convection current created by the heat of the arch in the gas and steam filling is prevented.

Es ist bereits eine Hochdruck-Entladungslampe mit Gas- oder Dampffüllung bekannt, an der ein Elektromagnet vorgesehen ist, dessen Spule vom Lichtbogenstrom durchflossen wird, und durch dessen Magnetfeld der Lichtbogen in seiner Form und/oder die Lage seiner Ansatzpunkte an den Elektroden geändert wird. Der Zweck dieser bekannten Anordnung besteht darin, den Lichtbogenweg mit zunehmendem Strom zu verlängern und den Spannungsabfall zwischen den Elektroden zu vergrößern, wodurch der fallenden Charakteristik des Bogens entgegengewirkt und der Vorschaltwiderstand verkleinert werden kann.It is already a high-pressure discharge lamp with a gas or vapor filling known, on which an electromagnet is provided, whose coil from the arc current is traversed, and through its magnetic field the arc in its shape and / or the position of its attachment points on the electrodes is changed. The purpose of this well-known Arrangement is to lengthen the arc path with increasing current and to increase the voltage drop between the electrodes, thereby reducing the falling Characteristic of the arc counteracted and the series resistance reduced can be.

Fernerhin ist vorgeschlagen worden, eine anfänglich zwischen benachbarten Elektroden stattfindende Glimmentladung dadurch in einen sphärischen Abschnitt des umschließenden Entladungsgefäßes auszudehnen, daß das Magnetfeld eines Elektromagneten zur Einwirkung gebracht wird, durch dessen Erregerwicklung der Entladungsstrom fließt.It has also been proposed that an initially between adjacent Glow discharge taking place thereby in a spherical section of the electrodes expanding the surrounding discharge vessel that the magnetic field of an electromagnet is brought to action, through whose excitation winding the discharge current flows.

Bei einer Schaltungsanordnung für Hochdruck-Entladungslampen ist zur Unterbrechung der Bogenentladung der Lampe ein vom Lampenstrom unabhängiger Elektromagnet zugeordnet, dessen Erregerwicklung über einen Steuerschalter an eine Spannungsquelle anschaltbar ist, und der bei geschlossenem Steuerschalter ein quer zur Achse des Entladungsbogens gerichtetes, so starkes magnetisches Feld erzeugt, daß der Bogen in der Lampe ausgeblasen wird. Für die Lampe kann auch eine an sich bekannte Zündvorrichtung vorgesehen sein, von der der Bogen je nach Wunsch wieder gezündet wird.In a circuit arrangement for high pressure discharge lamps is for Interruption of the arc discharge of the lamp by an electromagnet independent of the lamp current assigned, whose excitation winding is connected to a voltage source via a control switch can be switched on, and when the control switch is closed, a transverse to the axis of the Discharge arc directed, so strong magnetic field generated that the arc blown out in the lamp. An ignition device known per se can also be used for the lamp be provided, from which the arc is re-ignited as desired.

Durch die Erfindung ist eine Schaltungsanordnung geschaffen, bei der unter Ausnutzung der bekannten Beeinflussung eines Lichtbogens durch ein Magnetfeld der Lichtbogen bzw. die Bogenentladung gelöscht werden kann, so daß man auf einen kostspieligen Schalter zur Unterbrechung des Bogenstromes verzichten kann.The invention provides a circuit arrangement in which using the known influence of an electric arc by a magnetic field the arc or the arc discharge can be extinguished, so that one on a costly switch to interrupt the arc current can be dispensed with.

Die Spannungsquelle, an der die Spule des das Magnetfeld erzeugenden Elektromagneten angeschlossen ist, ist zweckmäßigerweise die gleiche, die auch die Lampe speist. Die Zündeinrichtung zur Wiederherstellung des Bogens benötigt ebenfalls eine Spannungsquelle, die zweckmäßigerweise auch die für den normalen Betrieb der Lampe benutzte ist.The voltage source at which the coil of the generating the magnetic field Electromagnet is connected is conveniently the same as that Lamp feeds. The igniter to restore the arc is also needed a voltage source, which is also expediently required for normal operation of the Lamp is in use.

Der Elektromagnet ist so angeordnet, daß er ein Magnetfeld im rechten Winkel (quer) zur Achse der Bogenbahn zwischen den Elektroden erzeugt; wenn das magnetische Feld infolge des Stromdurchganges durch die Erregerspule entsteht, wird von ihm der Bogen aus einer normalen Bahn zwischen den Elektroden herausgekrümmt, wobei er verlängert wird. Die Flußdichte des magnetischen Feldes ist bei der Anordnung nach der Erfindung so groß gewählt, daß die dadurch verursachte Verlängerung des Bogens zur Herstellung eines Spannungsabfalls quer zum Bogen ausgenutzt wird, welcher die zwischen den Elektroden vorhandene Spannung übersteigt, so daß der Bogen erlischt.The electromagnet is arranged so that it has a magnetic field in the right Angle (transverse) to the axis of the arc path generated between the electrodes; if that magnetic field arises as a result of the passage of current through the excitation coil bent the arc out of a normal path between the electrodes, whereby it is extended. The flux density of the magnetic field is chosen so large in the arrangement according to the invention that the caused thereby Extension of the arch used to produce a voltage drop across the arch which exceeds the voltage present between the electrodes, so that the bow goes out.

Die Wiederherstellung des Bogens kann auf irgendeine zweckmäßige Art und Weise, z. B. durch Anlegen einer Hochspannung zwischen den Elektroden, erfolgen, die mit ihrer normalen -Erregerspannungsquelle verbunden sind. Wenn die Speisequelle für die Lampe eine Gleichspannungsquelle ist, wird normalerweise zwischen der einen Anschlußklemme der Spannungsquelle und der einen Elektrode der Lampe ein Widerstand eingeschaltet; bei einer derartigen Anordnung kann das zum Löschen des Bogens benötigte Magnetfeld dadurch vorgesehen werden, daß die Spule des das Magnetfeld erzeugenden Elektromagneten über einen Druckknopfschalter oder einen andersartigen Schalter unmittelbar zwischen den Anschlußklemmen der Spannungsquelle angeschlossen wird.The restoration of the arch can be done in any convenient way and way, e.g. B. by applying a high voltage between the electrodes, which are connected to their normal source of excitation voltage. When the source of food for the lamp is a DC voltage source, is usually between the one Terminal of the voltage source and one electrode of the lamp a resistor switched on; with such an arrangement, it may be necessary to erase the arc Magnetic field can be provided in that the coil of the generating the magnetic field Electromagnet via a push button switch or some other type of switch is connected directly between the terminals of the voltage source.

Eine typische Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist in der Figur dargestellt.A typical circuit arrangement according to the invention is shown in the figure shown.

In dieser Schaltung wird eine Gleichspannungsquelle 1 zum Betrieb einer Entladungslampe 2 verwendet. Die Quelle 1 ist an den Elektroden der Lampe über einen Widerstand 3 angeschlossen, der in der positiven Zuleitung liegt. Zur Zündung der Entladung wird ein Kondensator 4, der zuvor von der Quelle 1 über einen Widerstand 5 und einen Schalter 6 geladen ist, über die Primärwicklung eines Aufwärts-Hochfrequenztransformators 7 entladen, dessen Sekundärwicklung mit einem Kondensator 8 zwischen den Elektroden der Lampe liegt. Eine Hochfrequenzdrossel9 verhindert, daß hervorgerufene Schwingungen über die Lampe 1 kurzgeschlossen werden.In this circuit, a DC voltage source 1 is used a discharge lamp 2 is used. The source 1 is on the electrodes of the lamp connected via a resistor 3, which is in the positive lead. To the Ignition of the discharge is a capacitor 4, which was previously from the source 1 via a Resistor 5 and a switch 6 is loaded through the primary winding of a step-up high frequency transformer 7 discharged, its secondary winding with a capacitor 8 between the electrodes the lamp lies. A high-frequency choke9 prevents generated vibrations be short-circuited via lamp 1.

Zur Unterbrechung der Entladung in der Lampe wird ein magnetisches Feld von einer zur Löschung des Bogens ausreichenden Stärke dadurch erzeugt, daß ein ein Magnetfeld hervorrufender Elektromagnet 10 von der Spannungsquelle über einen Schalter 11 erregt wird. Der Elektromagnet ist in üblicher Weise in der Figur dargestellt. Die Richtung des von ihm erzeugten Feldes ist derart gewählt, daß der Bogen zwischen den Elektroden gekrümmt und in einem solchen Maß verlängert wird, daß ein. Spannungsabfall quer zum Bogen entsteht, der den zwischen den Elektroden vorhandenen übersteigt.To interrupt the discharge in the lamp, a magnetic one is used Field of sufficient strength to erase the arc generated by an electromagnet 10 producing a magnetic field from the voltage source a switch 11 is energized. The electromagnet is in the figure in the usual manner shown. The direction of the field generated by it is chosen such that the Arc between the electrodes is bent and lengthened to such an extent that the existence. Voltage drop across the arc arises between the electrodes Exceeds existing.

Der Vorteil dieser magnetischen Bogenlöschung zur Unterbrechung des Stromes in der Lampenschaltung besteht darin, daß im Lampenstromkreis liegende mechanische Schalter sowie die Kontaktoxydation im Schalter vermieden sind. Außerdem unterliegt ein Schalter oder Unterbrecher der Wirkung der Schwerkraft, was bei der Anwendung eines Magnetfeldes im Sinne der Erfindung nicht der Fall ist. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann daher in Flugzeugen verwendet werden, für denen ein Vielfacheis der Erdbeschleunigung auftreten kann, ohne daß der Betrieb der Schaltung beeinflußt wird.The advantage of this magnetic arc quenching to interrupt the Current in the lamp circuit is that mechanical in the lamp circuit Switch and contact oxidation in the switch are avoided. Also is subject to a switch or breaker of the action of gravity, what happens in the application a magnetic field in the sense of the invention is not the case. The arrangement according to the invention can therefore be used in aircraft for which a multiple the acceleration due to gravity can occur without affecting the operation of the circuit will.

Wenn auch bei der oben behandelten Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zum Betrieb eine Gleichspannung benutzt wird, kann in der Anordnung auch eine Wechselstromquelle benutzt werden, von der ein Wechselstrom dem Elektromagneten 10 zugeführt wird, der zur Löschung des Bogens ausreicht, wenn eine ausreichend hohe Flußdichte Anwendung findet.Even if in the embodiment of the circuit arrangement discussed above according to the invention a DC voltage is used for operation, can in the arrangement an alternating current source can also be used, from which an alternating current is sent to the electromagnet 10 is supplied, which is sufficient to delete the sheet, if one is sufficient high flux density is used.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung für Hochdruck-Entladungslampen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lampe zur Unterbrechung der Bogenentladung ein vom Lampenstrom unabhängiger Elektromagnet zugeordnet ist, dessen Erregerwicklung über einen Steuerschalter an eine Spannungsquelle anschaltbar ist, und der bei geschlossenem Steuerschalter ein quer zur Achse des Entladungsbogens gerichtetes so starkes magnetisches Feld erzeugt, daß der Bogen in der Lampe ausgeblasen wird. PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for high pressure discharge lamps, characterized in that the lamp to interrupt the arc discharge one from Lamp current is assigned to an independent electromagnet whose excitation winding is over a control switch can be connected to a voltage source, and when the Control switch a so strong magnetic directed transversely to the axis of the discharge arc Field causes the arc in the lamp to be blown out. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung des Elektromagneten die gleiche Spannungsquelle dient, die auch die Lampe speist. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that to excite the electromagnet the same voltage source is used that also feeds the lamp. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe von einer Gleichspannungsquelle gespeist wird, die Hochspannung zur Zündung der Lampe durch Entladung eines von der gleichen Spannungsquelle aufgeladenen Kondensators (4) über die Primärwicklung eines Aufwärts-Hochfrequenztransformators (7) erhalten wird, dessen Sekundärwicklung über einen zweiten Kondensator (8) parallel zur Lampe liegt und an die Lampenelektroden angeschlossen ist, und daß der Lampe eine Hochfrequenzdrossel (9) vorgeschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 897 292, 947 993; USA.-Patentschrift Nr. 2 087 753; Elektrotechn. Zeitschrift, 72. 7g., H. 20, vom 3.5. 10. 1951, S. 604 bis 606; Proc. of the IEE, PartII, Bd.46, 1949, S.263/264.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the lamp is fed by a DC voltage source, the high voltage for igniting the lamp by discharging a capacitor (4) charged by the same voltage source via the primary winding of a step-up high-frequency transformer (7) whose secondary winding is parallel to the lamp via a second capacitor (8) and is connected to the lamp electrodes, and that the lamp is preceded by a high-frequency choke (9). Considered publications: German Patent Specifications No. 897 292, 947 993; U.S. Patent No. 2,087,753 ; Electrotechn. Journal, 72.7g., No.20, from 3.5. 10. 1951, pp. 604 to 606; Proc. of the IEE, Part II, Vol. 46, 1949, pp. 263/264.