Патентам и товарным знакам (19)




НазваниеПатентам и товарным знакам (19)
Дата публикации17.10.2016
Размер9.76 Kb.
ТипДокументы

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ


(19)

RU

(11)

2246187

(13)

C2




(51)  МПК 7     H05B41/231

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ





(21), (22) Заявка: 2002105818/09, 04.03.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
04.03.2002

(43) Дата публикации заявки: 27.10.2003

(46) Опубликовано: 10.02.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2134496 С1, 10.08.1999. SU 1252978, 23.08.1986. US 4818917 A, 04.04.1989. US 5122714 А, 16.06.1992.

Адрес для переписки:
430000, Мордовия, г.Саранск, ул. Большевистская, 68, Мордовский госуниверситет им. Н.П. Огарёва, отдел патентов и стандартов

(72) Автор(ы):
Майоров М.И. (RU),
Горюнов В.А. (RU),
Неретин Б.И. (RU)


(73) Патентообладатель(и):
Мордовский Государственный Университет им. Н.П. Огарёва (RU)

(54) ^ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в осветительных установках для освещения улиц и помещений. Технический результат заключается в том, что устройство позволяет использовать существующие осветительные установки с лампой меньшей мощности, что приводит к экономии электроэнергии. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для зажигания натриевых ламп высокого давления, включаемых в осветительные установки, предназначенные для зажигания дуговых ртутных ламп высокого давления, содержит (фиг.1) автотрансформатор 1, один конец обмотки которого соединен с первым выводом лампы 2. Часть обмотки 3 автотрансформатора включена в контур, содержащий последовательно включенные переключающий элемент 4 и конденсатор 5, общая точка которых соединена со вторым выводом лампы непосредственно или через токоограничительный элемент 6. Сеть подключена через дроссель 7 между вторым выводом лампы и другим концом обмотки автотрансформатора, не соединенным с лампой. Индуктивность автотрансформатора 1 выбирают такой, что при рабочем токе лампы 2 выполняется соотношение:



где U1 - номинальное напряжение дросселя для дуговой ртутной лампы высокого давления; I1 - номинальный ток дросселя для дуговой ртутной лампы высокого давления в рабочем режиме; U2 - номинальное напряжение дросселя для натриевой лампы высокого давления, включаемой взамен дуговой ртутной лампы высокого давления; I2 - номинальный ток дросселя для натриевой лампы высокого давления, включаемой взамен дуговой ртутной лампы высокого давления в рабочем режиме; U - действующее значение напряжения на автотрансформаторе; I - действующее значение тока, протекающего в рабочем режиме натриевой лампы высокого давления через автотрансформатор. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в осветительных установках для освещения улиц и помещений.

Внедрению в освещение высокоэффективных натриевых ламп высокого давления (ДНаТ) препятствует невозможность использовать их в светильниках, предназначенных для дуговых ртутных ламп высокого давления (ДРЛ). Именно такими светильниками оснащено большинство населенных пунктов России. При этом недостаточно дополнить эти светильники известными импульсными зажигающими устройствами, необходимо заменить и токоограничительный дроссель, или же заменить светильники в целом, что является дорогостоящим мероприятием.

Одним из решений задачи является использование натриевых ламп с “пеннинговской” смесью, позволяющей приблизить их по характеристикам к лампам ДРЛ. Однако это снижает световую отдачу натриевых ламп и уменьшает их срок службы. Причем эти лампы ДНаТ (в международной классификации SON - Н) существенно дороже наиболее эффективных натриевых ламп типа SON. К тому же замена лампы ДРЛ лампой SON - H соответствующей мощности дает экономию электроэнергии всего 12-13%.

Известно устройство (а.с. SU №1252978, МПК 7 Н 05 В 41/231, 15.09.83) для зажигания газоразрядных ламп, содержащее балластный дроссель с отводом. Устройство ограничивает ток через лампу и зажигает ее.

Однако существенным минусом такого устройства является то, что импульс высокого напряжения, зажигающий лампу, прикладывается и к самому дросселю, создавая опасность его пробоя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для зажигания газоразрядных ламп (Патент RU №2134496, МПК 7 Н 05 В 41/23, 23.05.96), содержащее импульсный автотрансформатор, один конец повышающей обмотки которого соединен с первым выводом лампы, а сеть подключена через дроссель между вторым выводом лампы и концом первичной обмотки импульсного автотрансформатора, не общим с повышающей обмоткой. Первичная обмотка импульсного автотрансформатора включена в контур, образованный конденсатором и стартером тлеющего разряда, общая точка которых подключена ко второму выводу лампы. Устройство генерирует высоковольтные импульсы после каждого контактирования стартера.

Однако применение импульсного автотрансформатора с небольшой индуктивностью и малым током насыщения не позволяет использовать это зажигающее устройство для замены ламп ДРЛ большей мощности на лампы ДНаТ меньшей мощности в светильниках, спроектированных для ламп типа ДРЛ.

Технический результат предлагаемого решения заключается в том, что устройство позволяет использовать существующие осветительные установки с лампой меньшей мощности, что приводит к экономии электроэнергии.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для зажигания натриевых ламп высокого давления, включаемых в осветительные установки, предназначенные для зажигания дуговых ртутных ламп высокого давления, содержащем автотрансформатор, один конец обмотки которого соединен с первым выводом лампы, последовательно соединенные конденсатор и переключающий элемент включены в контур, содержащий часть обмотки автотрансформатора, причем общая точка переключающего элемента и конденсатора соединена с вторым выводом лампы непосредственно или через токоограничительный элемент, а сеть подключена через дроссель между вторым выводом лампы и другим концом обмотки автотрансформатора, индуктивность автотрансформатора выбрана такой, что при рабочем токе лампы выполняется соотношение:



где U1 - номинальное напряжение дросселя для лампы ДРЛ;

I1 - номинальный ток дросселя для лампы ДРЛ в рабочем режиме;

U2 - номинальное напряжение дросселя для лампы ДНаТ, включаемой взамен лампы ДРЛ;

I2 - номинальный ток дросселя для лампы ДнаТ, включаемой взамен лампы ДРЛ в рабочем режиме;

U - действующее значение напряжения на автотрансформаторе;

I - действующее значение тока, протекающего в рабочем режиме лампы ДНаТ через автотрансформатор.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, содержащее автотрансформатор 1, один конец обмотки которого соединен с первым выводом лампы 2. Часть обмотки 3 автотрансформатора включена в контур, содержащий последовательно включенные переключающий элемент 4 и конденсатор 5, общая точка которых соединена со вторым выводом лампы непосредственно или через токоограничительный элемент 6. Сеть подключена через дроссель 7 между вторым выводом лампы и другим концом обмотки автотрансформатора, не соединенным с лампой. Индуктивность автотрансформатора 1 выбрана такой, что при рабочем токе лампы 2 выполняется соотношение:



где U1 - номинальное напряжение дросселя для ламп ДРЛ;

I1 - номинальный ток дросселя для ламп ДРЛ в рабочем режиме;

U2 - номинальное напряжение дросселя для лампы ДНаТ, включаемой взамен лампы ДРЛ;

I2 - номинальный ток дросселя для лампы ДНаТ включаемой взамен лампы ДРЛ в рабочем режиме;

U - действующее значение напряжения на автотрансформаторе;

I - действующее значение тока, протекающего в рабочем режиме лампы ДНаТ через автотрансформатор.

Устройство может быть реализовано и в соответствии с фиг.2. Отличие от предыдущего состоит в том, что подключение переключающего элемента 4 и конденсатора 5 к части обмотки 3 автотрансформатора 1 поменялись местами.

Работает устройство следующим образом. При включении устройства в сеть через дроссель 7 (фиг.1) переключающий элемент 4 не проводит ток, конденсатор 5 заряжается через токоограничительный элемент 6, при кратковременном переходе переключающего элемента 4 в нужный момент времени в проводящее состояние конденсатор 5 разряжается через часть обмотки 3 автотрансформатора 1, так что между концами обмотки автотрансформатора 1 возникает высоковольтный импульс, зажигающий лампу 2. Ток протекает через дроссель 7, автотрансформатор 1 и нагревает лампу, вводя ее в рабочий режим.

Работа устройства по фиг.2 не отличается от работы устройства по фиг.1.

В реальных условиях характеристики ламп и дросселей имеют значительный разброс, поэтому разумно установить 20-30% допуск и для соотношения U/I (например, для лампы ДНаТ 250 допускается согласно техническим условиям напряжение на лампе от 80 до 115 В).

Выбор величины U/I обусловлен следующими соображениями: для того чтобы автотрансформатор зажигающего устройства оптимальным образом участвовал в ограничении тока лампы 2 типа ДНаТ, включенной взамен лампы ДРЛ, необходимо, чтобы индуктивность его была определенной. Считая, что величина индуктивности L связана с величиной индуктивного сопротивления R как R=wL, где w=2, а - частота питающей сети, следует говорить об определенной величине R, которым должен обладать автотрансформатор 1. С другой стороны, R=U/I, где U - действующее значение напряжения сетевой частоты на автотрансформаторе 1 при протекании через него рабочего тока I лампы 2 типа ДНаТ, заменяющей лампу ДРЛ. Выбор величин R осуществляется исходя из данных таблицы. В таблице приведены данные полных сопротивлений R1 дросселей для ламп ДРЛ различной мощности и дросселей для ламп типа ДНаТ - R2

R1=U1/I1, R2=U2/I2

где U1 - номинальное напряжение дросселя для лампы ДРЛ;

I1 - номинальный ток дросселя для лампы ДРЛ в рабочем режиме;

U2 - номинальное напряжение дросселя для лампы ДНаТ, включаемой взамен лампы ДРЛ;

I2 - номинальный ток дросселя для лампы ДНаТ, включаемой взамен лампы ДРЛ в рабочем режиме.

Таблица составлена на основании Каталога ОАО “Лисма-КЭТ3” (Саранск, 2001 г., с.24).

Таблица




Мощность дросселя Вт

R1=U1/I1

R2=U2/I2

400

45(43,5-47,8)

38,2(40-36,6)

250

71,1(74,1-67,5)

59,6(63-57,8)

150




97,2(94,6-100)

125

133(141,1-127,2)




100




145(152-140)

70




187(183-192,6)

В скобках указан допустимый разброс величин R1 и R2 дросселей.

Например, если лампу ДРЛ 400 необходимо заменить на лампу ДНаТ 250 (именно такая замена оправдана, так как световые потоки ламп ДРЛ 400 и ДНаТ 250 приблизительно равны), то:

R=R2(250)-R1(400)=15 Ом

Т.е. полное сопротивление автотрансформатора равняется 15 Ом.

Анализируя данные таблицы, обнаружили более общую зависимость



Изобретение было реализовано для замены лампы ДРЛ 400 на лампу ДНаТ 250, лампы ДРЛ 250 - на лампу ДНаТ 150, лампы ДРЛ 125 - на лампу ДНаТ 70.

Например, автотрансформатор 1 зажигающего устройства для замены лампы ДРЛ 400 на лампу ДНаТ 250 был намотан проводом диаметром 0,9 мм на сердечнике от дросселя люминесцентной лампы мощностью 40 Вт, содержал 150 витков с отводом от десятого витка. В качестве переключающего элемента 4 использовали транзистор, открываемый на время менее 200 мкс каждый период сетевого напряжения в момент времени, когда напряжение на конденсаторе 5 емкостью 0,1 мкс составляло 80-100% от амплитудного значения. В качестве токоограничительного элемента 6 используют резистор сопротивлением от 2 до 10 кОм и последовательно включенные с ним полупроводниковый диод и позистор. Зажигающее устройство каждый период генерирует импульсы амплитудой 4 кВ длительностью около 3 мкс по уровню 0,5, надежно зажигает лампу ДНаТ 250 и поддерживает ее рабочий режим. Экономия электроэнергии на каждую лампу составляет 150 Вт·час.

В зависимости от мощности заменяемых ламп изменяются параметры зажигающего устройства, тип переключающего элемента и структура токоограничительного элемента.

Для уменьшения времени разгорания лампы целесообразно использовать автотрансформатор с током насыщения, меньшим пускового тока.


Формула изобретения

1. Устройство для зажигания натриевых ламп высокого давления, включаемых в осветительные установки, предназначенные для дуговых ртутных ламп высокого давления, содержащее автотрансформатор, один конец обмотки которого соединен с первым выводом лампы, последовательно соединенные конденсатор и переключающий элемент, включенные в контур, содержащий часть обмотки автотрансформатора, причем общая точка переключающего элемента и конденсатора соединена с вторым выводом лампы непосредственно или через токоограничительный элемент, а сеть подключена через дроссель между вторым выводом лампы и другим концом обмотки автотрансформатора, отличающееся тем, что ток насыщения автотрансформатора меньше пускового тока, а индуктивность автотрансформатора выбрана такой, что при рабочем токе лампы выполняется соотношение



где U1 - номинальное напряжения дросселя для дуговой ртутной лампы высокого давления;

I1 - номинальный ток дросселя для дуговой ртутной лампы высокого давления в рабочем режиме;

U2 - номинальное напряжение дросселя для натриевой лампы высокого давления, включаемой взамен дуговой ртутной лампы высокого давления;

I2 - номинальный ток дросселя для натриевой лампы высокого давления, включаемой взамен дуговой ртутной лампы высокого давления в рабочем режиме;

U - действующее значение напряжения на автотрансформаторе;

I - действующее значение тока, протекающего в рабочем режиме натриевой лампы высокого давления через автотрансформатор;

а токоограничительный элемент имеет в своем составе полупроводниковый диод.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве переключающего элемента используют транзистор, открываемый на время менее 200 мкс каждый период сетевого напряжения в момент времени, когда напряжение на конденсаторе составляет 80-100% от амплитуды.

Похожие:

Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)

Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
С1, 27. 12. 2000. Us 5801442 А, 01. 09. 1998. De 1614111 А, 02. 04. 1970. Us 4783721 А, 08. 11. 1988
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
Саранск, ул. Большевистская, 68, Мордовский госуниверситет им. Н. П. Огарёва, отдел патентов и стандартов
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
С1, 09. 06. 1995. Su 1544756 А1, 23. 02. 1990. Ru 2003131934 А, 27. 04. 2005. Ru 99108697 А, 10. 02. 2001. Gb 1040442 А, 24. 08....
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
...
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68, гоувпо "мгу им. Н. П. Огарева", отдел патентов и стандартов
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
Объемный дозатор порошковых материалов для электростатического нанесения покрытий на колбы электрических ламп
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
...
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
...
Патентам и товарным знакам (19) iconПатентам и товарным знакам (19)
Негосударственное научно-образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных организаций"...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
dopoln.ru
Главная страница