Трансформатор для ртутных ламп Советский патент 1924 года по МПК H01F35/00 H01F27/24 H05B41/10 

В настоящее время все без исключения трансформаторы для ртутных ламп леИСтвуют с отдельной катодной дроссельной катушкой Н с известными вспомогательными приспособлениями, как то: переключательными механизмами, сопротивлениями и пр., применение коих необходимо хотя бы для замыкания на короткое при зажигании. Согласно предлагаа«ому изобретению в трансформатор вводится добавочный магнитный сердечник, в виде шунта к основному магнитопроводу и этим добавочным сердечником пользуются, во первых, для уменьшения до обычной величины размеров катодной дроссельной катушки и, во вторых, для зажигания лампы без всякого дабавочного приспособления, т. е. без вспомогательных анодов, сопротивлений и пр., а именно просто путем замыкания на короткое главных анодов между собою и с катодом, в случае выпрямителей, или же т. наз. горелки, в случае кварцевых ламп, не опасаясь появления чрезмерно высокой силы тока. На чертеже фиг. 1 и 2 изображает, в виде примера, две формы выполнения изобретения в приложении к трансформаторам однофазного тока, а фиг. 3 и 4-план и часть бокового вида подобного же устройства, распространенного на трансформатор многофазного тока. Тождественные детали на фиг. обозначены одинаковыми числами. На одной из ветвей /, 2 трансформатора /, 2, 3, 4 стержневого типа помещена первичная или главная катушка 5, тогда как на другую ветвь 3, 4 надеты анодные или вторичные катушки 6, 6. К ветви главного сердечника, несущей анодные катушки, присоединен сбоку добавочный сердечник 8, 9, 10, образующий у колен 8 10 воздушные промежутки. На среднее колено 9 этого сердечника, расположенного между анодными катушками, насажена катодная дроссельная катушка 77. Схема электрических соединений-обычная. Трансформатор присоединен к сети в двух местах а, т. е., в промежуточных точках между первичной катушкой 5 и обоими вторичными катушками 6, тогда как провода Ь, отходящие от катушек 6, ведут к обоим анодам, а провод с, отходящий от дроссельной катушки 77, соединен с катодом ртутной лампы.

Воздушные зазоры между главным и добавочным сердечннками в местах 8 и W ч сам сердечник,-что представляется особенно существенным,-расчитаны такнм образом, что уже при токе, равном от двух до шести кратной силе нормального тока аппарата, намагничиваюшая сила анодных катушек, направленная противоположно намагничивающей силе первичной катушки, распространяет свободно свое действие на протяжении добавочного сердечника. Когда это имеет место, рассеивающий сердечник, должен прииимать на себя, помимо первичного генерируемого магнитного потока, также противоположно ему направленный вторичный поток, распространяющийся в этом сердечнике в том же направлении и имеющий такую же силу. В таком случае напряжения вторичных катушек не становятся просто равными нулю, как это имеет место при обыкновенном, т. е. не основанном на дифференциальной схеме включения, трансформаторе, но нулевое напряжение у токоотводящих клемм вторичных катущек появляется вследствие того, что первичная и вторичные катущки, - в предположении равенства числа витков, - обнаруживают равные и противоположно направленные напряжения, для указанных клемм дают в сумме нуль, так как при дифференциальной схеме включения катущки находятся в последовательном соединении. Это отсутствие напряжения при коротком замыкании внешних вторичных токоотводящих клеем существует однако не только для трансформатора в целом, но и отдельно для каждой фазы, по отношению к середине или центру звезды,-что представляется существенным для предлагаемого изобретения.

Вслед за коротким замыканием, служащим для зажигания, т. е. в течение т. наз. периода разгорания, разумея под ним время, протекающее до достижения нормального режима тока и напряжения, магиитный поток вторичной обмотки, по мере постепенного убывания тока, все более и более ослабевает, пока при переходе через нуль не произойдет изменение его направления. Начиная с этого момента,-как это имеет место

вообще при всяком трансформаторе, включенном по дифференциальной схеме,-вторично индуцируемые напряжения прибавляются положительно к напряжению сети, пока, наконец, не будет достигнуто рабочее напряжение вольтовой дуги.

Для пояснения способа действия трансформатора ниже приводится следующий числовой пример. Пусть трансформатор назначается для питания кварцевой лампы в 220 вольт при рабочем токе в 4, 5 ампер. Перед зажиганием получается ток холостого хода силой около 0,3 амп. и, при равном числе первичных и вторичных витков, напряжение в 440 вольт у аиодов горелки, соответственно 220 вольтам между каждым анодом и средней точкой первичной катущки, т. е. катодом.

Когда посредством короткого замыкания одного или обоих анодов с катодом горелка зажигается, то тотчас же после зажигания между анодом и катодом получается напряжение лишь ок. 80 вольт, так как вторичные катушки не получают принудительно первичный магнитный поток, как это имеет место в обыкновенном трансформаторе, но им предоставлена возможность выработать собс венное магнитное поле противоположного первичному направления, вследствие чего вторичные катушки дают напряжение, направленное противоположно напряжению первич ой катушки. В результате получается ток зажигания, не превышающий 10-15 ампер, тогда как при отсутствии устройства, составляющего предмет изобретения, т. е. при обыкновенном трансформаторе, ток зажигания, по причиие высокого напряжения ок. 440 вольт у анодов, достигал бы разрушительной силы, тем более, что вторичиые катушки сами по себе соединены непосредственно с напряжением сети.

Первичные и вторичные силовые линии в известной. мере уклоняются друг от аруга на указанном побочном пути, причем инструктор имеет возможность, придавая ему надлежащие размеры с учетом действия всех силовых полей, вперед фиксировать характеристику трансформатора, т. е. назначить, в какой степени силовые лииии обоих потоков должны уклоняться или, наоборот, поддерживать друг друга. В рассматриваемом примере, по мере возрастания нагрева горелки, ввиду убывания при этом силы тока, Наступает, при величине ок. 8 ампер первичного тока соответств. около 9 амп. катодного (постоянного) тока критическая точка, при которой вторичные катушки совершенно теряют напряжение и, следовательно, перестают действовать. В этот момент напряжение сети в 220 вольт оказывается приложенным непосредственно к анодам горелки; назначение первичной катушки в этом случае состоит лишь в разделении этого напряжения для катода горелки на две половины по 110 вольт. При дальнейшем разгорании, сопровождающемся дальнейшим убыванием силы тока, побочный путь рассеяния магнитного потока все более и более выводится из действия. Давление первичных силовых линий преодолевает противодавление вторичных линий и прирост напряжения вторичных катушек все более и более увеличивается. В конце концов у полюсов горелки устанавливается напряжение ок. 2x180 вольт вместо 440 вольт, так как и при конечном токе в 4,5 амп. в первичной цепи, на который окончательно устанавливается трансформатор, побочный путь все еще пропускает некоторую часть силовых линий, что для правильного горения лампы является лишь желательным, так как этим достигается успокоительное действие, аналогичное действию добавочного сопротивления. Совершенно подобным же образом как для однофазного тока, устройство можно применить и в случае многофазного тока снабжая добавочный сердечник, например, в звездообразной группировке, как это показано на фиг. 3 и 4, всегда одним лишним (центральным) коленом р по сравнению с числом фаз. На это центральное колено насаживается всегда катодная дроссельная катушка, размеры которой могут быть, конечно, тем меньше, чем меньше фаз работают одновременно, и которая при некоторых условиях, когда не требуется особенно ровный переменный ток, может быть опущена даже при обыкновенной трехфазной системе, в каковом случае в действии остается один лишь добавочный сердечник 8, 9. Буквы в, b и с обозначают и в этом случае провода, идущие соответственно к сети, к анодам и к катоду, тогда как я° обозначает соединительный провод, ведущий к нулевой точке системы. заключающий в себе одну первичную и две вторичных обмотки и одну реактивную катушку, соединяемые с анодями и катодом ртутной лампы, характеризующийся тем, что к сердечнику трансформатора 7-2-3-4 примыкает добавочный сердечник 8-9-10, трехколенный при однофазном токе и многоколенный при многофазном токе, с насаженной на среднее колено его дроссельною катушкою 7/, причем между крайними коленами этого сердечника и сердечником трансформатора оставлены воздушные щели (ф. 1, 3, 4). ного в п. 1 трансформатора, отличающееся тем, что воздушные щели устроены между крайними коленами добавочного сердечника 8-10 и средним коленом того же сердечника (фиг. 2). ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА. 1. трансформатор для ртутных ламп, 2. Видоизменение охарактеризованН гитшту ш-Шй Фшш ОВЕШ РЦЕВЫХЛйМП Ж400

. с А

Ai.t.

6 С 6