Устройство для питания газосветных ламп Советский патент 1942 года по МПК H05B37/00 F21V23/02 

Предлагаемое устройство для питания газосветных ламп может быть использовано во, всех случаях их обычного применения, как, например, для рекламных надписей, рисунков, световых знаков на улицах, оформления витрин и т. п.

Кроме того устройство позволяет получить окрашивание светотехнических установок в любой цвет с заданной любой последовательностью и скоростью смены цвета, причем различные части установки могут изменять свой цвет но разном}, что создает разнообразные световые эффекты.

Плавное изменение яркости ламп достигается при помощи регулируемого трансформатора с подмагничиванием. Для этого, согласно изобретению, подмагничивающая обмотка трансформатора присоединена через выпрямитель ко вторичной обмотке вспомогательного трансформаторного каскада, состоящего из двух одинаковых трансформаторов, первичные обмотки которых соединены между собой последовательно, а вторичные - навстречу друг другу; трансформаторы имеют последовательно и соответственно соединенные обмотки постоянного и переменного подмагничивания.

Для получения автоматически желательной последовательности изменения световых эффектов в цепь

обмотки переменного подмагничивания каскада включается программный регулятор тока. Такое устройство может быть применено для совместного питания ряда разноцветных газосветных ламп, колбы которых тесно совмещены друг с другом.

Все это позволяет получать любые комбинации цвета, яркости и геометрических форм светотехнической Зстановки.

На фиг. 1, 2 и 3 показаны две вертикальные проекции и план комплекта из трех газосветных трубок, дающих комбинированный свет; на фиг. 4 - принципиальная схема; на фиг. 5, 6 и 7-регулирующий трансформатор; на фиг. 8, 9, 10 - такой же трансформатор в несколько измененной форме выполнения; на фиг. II и 12 - принципиальная схема и схема включения каскада трансформаторного магнитного усилителя; на фиг. 13-схема программного регулятора; на фиг. 14-общая схема всего устройства с примерной газосветной надписью.

Комплект трубок для получения комбинированного цвета состоит из трех тесно совмещениых газосветных колб или трубок, причем они могут быть сложены друг с другом по вертикали (фиг. 1-3) или помещены одна в другую.

Одна из трубок С содержит, например, аргон . и дает свет синей

175

части спектра, трубка К содержит неон и дает красный свет, а трубка 3 содержит аргон и пары ртути, причем она сделана из стекла, пропускающего только зеленую часть спектра.

Все три трубки целесообразно располагать одну за другой и помещать в желобках короба, имеющих отражающую поверхность, так, чтобы наблюдающему казалось, что реклама или какое-либо светотехническое устройство набрано из одной трубки.

Порядок расположения трубок может быть следующим. Позади всех расположена аргоново-ртутаая трубка 3 из стекла, пропускающего только зеленые лучи, причем ее электроды с аг отгибаются назад перпендикулярно к плоскости, в которой лежит трубка, т. е. таким образом, каким они отгибаются у обычных трубок. Непосредственно перед ней с небольшим промежутком помещается неоновая трубка К, диаметр которой берется меньше диаметра аргоново-ртутной трубки, а электроды 2 изгибаются в двух направлениях, причем первый изгиб делается на 90° в плоскости, в которой лежит трубка, а второй перпендикулярно .к этой плоскости. Перед неоновой трубкой помещается с небольщим промежутком аргоновая трубка С, диаметр которой берется равным диаметру аргоново-ртутной трубки 3, причем ее электроды / изгибаются также в двух плоскостях, аналогично тому, как у трубки А.

Таким образом, трубки, дающие зеленый, красный и синий свет, накладываются друг на друга так, чтобы их осевые линии лежали в одной плоскости, причем электроды трубок /С « С красного и синего света располагаются по бокам трубок зеленого света 3. Длина электродов трубок 3 делается больще электродов трубок С и /С. Электроды трубок помещаются в фарфоровых втулочках 4. Трубки закрепляются в желобках короба при помощи латунных обжимок 5. Трубки одинакового света разных комплектов соединяются последовательно и приключаются к

176

вторичной обмотке // специальногорегулируемого трансформатора, первичная обмотка / которого (фиг. 4) присоединяется к сети. У такого трансформатора (фиг. 4-7) на обычном замкнутом сердечнике 6 .помещается раздельно первичная и втор-ичная обмотки / и //. Внутри основного сердечника 6 устанавливается два одинаковых сердечника 7 и 5 (фиг. 5, 6 и 7), высота которых меньше высоты проема основного сердечника, так что между ними остается зазор 5. На стержнях сердечников 7 и S помещают две катущки подмагничивания с равным: числом витков Wnlz. Обмотки этих катущек соединяются последовательно с таким расчетом, чтобы потоки в стержнях сердечников 7 и S, помещающихся внутри основного сердечника 6, были направлены навстречу друг другу. В форме выполнения, изображенной на фиг. 8-10, вместо двух сердечников 7 и S применен только один сердечник 7 с двумя, одинаковыми обмотками подмагничивания, которые соединены последовательно. Обмотки подмагничивания питаются постоянным током, нО возможно питание их и переменным током.

Питание обмоток подмагничивания осуществляется при помощи вспомогательного трансформаторного магнитного усилителя, переменный ток которого на выходе выпрямляется купроксным выпрямителем KB (фиг. 12) и подается в обмотку подмагничивания регулирующеготрансформатора.

Вспомогательный трансформаторный магнитный усилитель может быть собран из любого количества каскадов. Каждый каскад состоит из двух совершенно одинаковых трансформаторов и TpFIz (фиг. Ци 12), первичные обмотки которых соединяются последовательно и приключаются к сети переменного тока. Вторичные обмотки трансформаторов TpfJi и ТрП включаются навстречу друг другу так, что суммарное напряжение при одинаковых токах, текущих в обмотках постоянного подмагничивания W , равнонулю. На средних стержнях сердечНИКОВ трансформаторов ТрП и ТрП помещаются две отдельные обмотки подмагничивания: обмотка постоянного подмагничивания W, и обмотка переменного подмагничивания Wу. Обмотки постоянного подмагничивания W,j трансформаторов ТрП- и Tpriz соединяются последовательно. Управляющие обмотки переменного подмагничивания W соединяются также последовательно, но таким образом, что если по ним течет ток, то в одном из трансформаторов ампервитки обмотки Wy должны складываться с ампервитками обмотки постоянного подмагничивания, а в другом - вычитаться из них. При изменении направления тока, текущего в обмотках переменного подмагничивания, действие изменяется, а именно, там, где ампервитки складывались, они будут вычитаться, а где вычитались - складываться.

Через все обмотки подмагничивания трансформаторов ТрП и ТрП пропускают постоянный ток, который создает постоянное одинаковое подмагничиванне (при этом результирующая э.д.с. во вторичной обмотке равна нулю); величины ампервитков постоянного подмагничивания, а заодно и ампервитков первичной обмотки переменного тока, подбираются таким образом, чтобы появлепие малейшего тока в обмотках переменного подмагничивания W,j давало максимальную величину результирующего напряжения во вторичной обмотке каскада усиления.

В зависимости от того, в каком из трансформаторов суммарные ампервитки подмагничивания больше, реззльтирующее напряжение во вторичной обмотке каскада усилителя имеет одно или другое, противоположное ему, направление вектора напряжения, причем величина результирующего напряжения пропорциональна величине тока, текущего в обмотках переменного подмагничивания W,. Такое устройство позволяет получить усилитель с пропорциональной зависимостью между постоянным током, текущим в обмотках переменного подмагничиванйя, и напряжением на выходе усилителя.

Выпрямив переменное напряжение

12 Свод. Выпуск . 1941 г.

на выходе первого каскада усилителя при помощи купроксного выпрямителя К,В и подав выпрямленный ток в обмотки переменного подмагничивания следующего каскада усилителя, можно получить дальнейшее усилительное действие.

В цепь обмотки переменного подмагничивания каскадного усилителя включается программный автомат (фиг. 13). Он служит для набора любой программы изменения цвета и любой скорости этого изменения и состоит из трех отдельных сопротивлений, разбитых на секции, причем каждая из них присоединяется к одному из гнезд 9.

Каждое сопротивление к. Re, R, предназначается соответственно для получения различной степени яркости неоновых, аргоновых и аргоновортутных трубок.

Для более точной подрегулировки и более богатого выбора различных оттенков цвета, перед каждым секционированным сопротивлением R к, , включается регулируемый реостат г к, , з- Четвертое секционированное сопротивление служит для получения различной выдержки демонстрации какого-либо цвета.

Маленький электродвигатель 10 через редуктор // вращает щетку 12, которая скользит по контактному переключателю 13, причем питание к щетке подводится при помощи кольца 14.

Количество контактов на контактном переключателе 13 выбирается соответственно желаемому числу изменений цвета за один цикл. Проводнички от контактов подаются на клеммную доску 15. К каждой клемме на клеммной доске прикрепляются по четыре гибких проводничка, оканчивающиеся на конце штепселями 9а. Таким образом, получается возможность на каждом контакте переключателя набрать различную величину сопротивления RK, R, и тем самым получить различную яркость свечения трубок соответствующего цвета, а также при помощи сопротивления различную скорость вращения электродвигателя 10 и, следовательно, движения

177

щетки 12 переключателя на каждом данном контакте.

Электродвигатель 10 питается от того же купроксного выпрямителя KB, что и обмотки подмагничивания каскадов усилителей: при этом для регулирования скорости могут быть использованы те же контакты. Если желательно двигатель питать переменным током, то для регулирования скорости необходимо устроить еще один обособленный контактный переключатель.

На фиг. 14 представлена примерная схема питания газосветных трубок в виде надписи «Москва с применением предлагаемого устройства.

Согласно описанному, какаялибо надпись или тому подобное собирается из трех комплектов трубок - неоновых (красное свечение), аргоновых (синее свечение) и аргоново-ртутных из пропускающего только зеленые лучи стекла (зеленое свечение), накладываемых друг на друга и помещаемых в желобках короба.

Трубки, дающие одинаковую цветность свечения, соединяются последовательно и присоединяются к повысительной обмотке своего регулирующего трансформатора. Таким образом нолучаются три обособленные цепи красных, синих и зеленых трубок.

Трансформаторь являются устройствами с переменным рассеянием и обладают характеристикой, наиболее пригодной для работы с газосветными трубками. Изменение крутизны нагрузочной характеристики трансформатора достигается изменением магнитной проводимости цепи рассеяния при помощи постоянного подмагничивания.

Таким образом, при помощи изменения силы тока, идущего на постоянное подмагничивание, можно получить изменение силы тока, текущего через трубки, а следовательно, и изменение яркости свечения трубок каждого цвета в отдельности. Для уменьщения мощности, необходимой для управления, применены трансформаторные каскады, которые позволяют получить больщой коэфициент усиления по мощности.

178

Регулирующие трансформаторы и вспомогательные трансформаторные каскады монтируются непосредственно около самих газосветных трубок (фиг. 14).

Программный аппарат П может быть отнесен на любое расстояние от места установки вследствие того, что для управления требуются небольщ.ие токи.

Программный аппарат Я связывается с установкой при помощи четырехжильного кабеля.

Набирая на каждом контакте переключателя при помощи штепселей различную величину RK, Кз, также различную величину ч, можно получать при включении программного аппарата /7 поочередное включение в цепь управляющих обмоток, переменного подмагничивания трансформаторных каскадов различ. ных сопротивлений в самых различных комбинациях их между собой, и различнзю выдержку времени каждого приключения. В зависимости от величины включаемого сопротивления изменяется сила тока в обмотках переменного подмагничивания каскада. От этого меняется сила тока в обмотках подмагничивания регулирующих трансформаторов, а от изменения силы тока В обмотках подмагничивания меняется магнитная проводимость цепей для потоков рассеяния. В результате изменяется сила тока, текущего в трубках, что в конечном счете дает различную яркость свечения трубок каждого цвета в отдельности.

Комбинация различной яркости неоновых, аргоновых и аргоновортутных трубок в самых разл;- шых сочетаниях дает зрительное впечатление самых различных цветов и оттенков.

Для усиления зрительного восприятия смещения цветов в цепи трубок последовательно включать газотроны, тиратроны или другие какие-либо переключатели, производя, таким образом, поочередное включение красных, зеленых и синих -трубок с частотой, при которой глаз не успевает замечать переключений.

Предмет изобретения

1. Устройство для питания ГсЗОсветных ламп от регулируемого трансформатора с подмагничивапием, отличающееся тем, что, с целью получения плавного изменепия яркости ламп, подмагничивающая обмотка трансформатора присоедипена через выпрямитель ко вторичной обмотке вспомогательного трансформаторного каскада, состоящего из двух одинаковых трансформаторов, первичные обмотки которых соединены между собой последовательно, а вторичные - навстречу друг другу имеющих последовательно саединенные соответственно обмотки постоянного и переменного подмагничивания.

2.В устройстве по п. 1 применение программного регулятора тока в цепи обмотки переменного подмагничивапия каскада.

3.Применение устройства по п. I для совместного питания ряда разноцветных газосветных ламп, колбы которых тесно совмещены друг с другом.

Фиг. 2

12

179

Фиг. 5

8 /

Фиг. 7

SI

Фиг. 8

S I

Фиг. 6

W,

V.

г

Фиг. 9

W,

W;

л S

S I

Фиг. 10

E s

Фиг. 11

Синий

Красный

Красный Зеленый /Синий

6 ( о 0

К 3 С Общ.

Зеленый