Способ зажигания разряда в газоразрядном промежутке и устройство для его осуществления
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам зажигания разряда в основном разрядном промежутке, образованном между двумя основными электродами, рядом с одним из которых расположен вспомогательный электрод, образующий с ним вспомогательный разрядный промежуток, в том числе газоразрядных ламп с несколькими основными электродами, имеющих вспомогательные электроды. Целью изобретения является повышение надежности зажигания разряда в газоразрядном промежутке путем совершенствования зажигания вспомогательного разряда в области дугового разряда и изменения электромагнитного поля в основном разрядном промежутке за счет кратковременного приложения дополнительной разности потенциалов между основными электродами. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу зажигания разряда в основном разрядном промежутке, образованном между двумя основными электродами, рядом с одним из которых расположен вспомогательный электрод, образующий с ним вспомогательный разрядный промежуток, в том числе газоразрядных ламп с несколькими основными электродами, имеющих вспомогательные электроды. Целью изобретения является повышение надежности зажигания разряда в газоразрядном промежутке путем совершенствования зажигания вспомогательного разряда в области дугового разряда и изменения электромагнитного поля в основном разрядном промежутке за счет кратковременного приложения дополнительной разности потенциалов между основными электродами. На фиг. 1 изображена схема включения газоразрядной лампы с четырьмя основными и одним вспомогательным (поджигающим) электродами, содержащая источник зарядного тока, обеспечивающего предварительную зарядку емкости; на фиг. 2 то же, с использованием ключа в цепи вспомогательного электрода. Устройство для осуществления способа зажигания лампы 1 с четырьмя основными электродами 2-5 содержит подключенные к питающей сети балласт 6-9 индуктивного характера и ограничительный балластный элемент 10, например конденсатор, в цепи вспомогательного электрода 11, общая с коммутирующим элементом 12 точка которого подключена к положительному выводу источника зарядного напряжения, в состав которого входят, например, соединенные последовательно резистор 13, подключенный к третьей фазе питающей сети, и диод 14, катод которого соединен с этой общей точкой. Подача напряжения на вспомогательный электрод 11 производится с помощью коммутирующего элемента 12, например кнопки. В цепь вспомогательного электрода (см. фиг. 2) может быть включен управляемый по фазе нелинейный элемент 15, например динистор, катод которого может быть присоединен к вспомогательному электроду 11, общая с балластным элементом 10 точка динистора подключена к третьей фазе питающей сети через последовательно соединенные резистор 13 и диод 14, катод которого соединен с этой общей точкой. Сущность предложенного способа зажигания разряда в основном газоразрядном промежутке заключается в следующем. Путем подачи на устройство напряжения питающей сети возбуждают переменное электромагнитное поле с частотой 
между электродами 4 и 5, образующими основной разрядный промежуток. Нажатием кнопки 12 вызывают появление разности потенциалов между основным 5 и вспомогательным 11 электродами, образующими вспомогательный разрядный промежуток, и в момент достижения значения, равного напряжению зажигания вспомогательного разряда, зажигают разряд во вспомогательном разрядном промежутке на падающем участке его вольт-амперной характеристики. При протекании переходного процесса в цепи, образовавшейся после зажигания вспомогательного разряда, возбуждают электромагнитное поле с частотой св. Переходный процесс, протекающий в цепи после зажигания вспомогательного разряда, аналогичен переходному процессу, протекающему в RLC-контуре, эквивалентное активное сопротивление Rэкв которого определяет в основном эквивалентное сопротивление вспомогательного разряда, а эквивалентная индуктивность Lэкв равна сумме индуктивностей L8 и L9 двух обмоток балласта индуктивного характера. Переходный процесс в таком контуре может носить различный характер. При вы полнении условия 2
> R свободная составляющая тока iсв носит колебательный характер и описывается уравнением: icв (+) Ае-stsin(св + 
), где А и постоянные интегрирования; св угловая частота свободных колебаний; св= 
o резонансная частота; 
коэффициент затухания. При этом напряжение между основными электродами 4 и 5, образующими основной разрядный промежуток, принимает значение: U4,5= UBA-(L8+L9)
где UВА мгновенное значение линейного напряжения питающей сети; L8 и L9 индуктивности двух обмоток балластных элементов. Если параметры элементов схемы подобраны так, что рабочую точку выбирают на падающем участке вольт-амперной характеристики вспомогательного разряда и частота свободных колебаний превышает частоту питающей сети, то производная тока вспомогательного разряда di/dt, по крайней мере, один раз за полпериода принимает отрицательное значение. Тем самым возбуждают импульс напряжения, заметно увеличивающий разность потенциалов между основными электродами и обеспечивающий повышение надежности зажигания разряда между основными электродами 4 и 5. Экспериментальные и расчетные данные показывают, что значения постоянных интегрирования А и , а следовательно, и величина импульса напряжения существенным образом зависят от момента коммутации относительно фазы питающего напряжения на основных электродах 4 и 5. Введением зарядной цепочки, состоящей из резистора 13 и диода 14, обеспечивают переходный процесс не при нулевых начальных условиях и более высокую стабильность надежности зажигания разряда между основными электродами 4 и 5 лампы 1. Введение коммутирующего элемента 12, управляемого по фазе, в цепь поджигающего электрода 11 позволяет обеспечить начало переходного процесса не только не при нулевых начальных условиях, но при определенной фазе питающей сети. При этом значение производной тока di/dt вспомогательного разряда принимает отрицательное значение в момент, когда напряжение зажигания между основными электродами 4 и 5 близко к минимальному, что обеспечивает более высокую надежность зажигания основного разряда. Анализ и статистическая обработка данных показывают, что оптимальные значения частоты свободных колебаний переходного процесса целесообразно выбрать в пределах 1,3 
св 7,5, отношения величины напряжения импульсов, формируемого между основными электродами, к линейному напряжению питающей сети Uим/U в пределах 0,29-3,1 и значение емкости С, например конденсатора, включенного в цепь поджигающего электрода 11 в пределах: 4L/13 2 
L2 + R2 > C 4L/255 2 L2 + R2.
Формула изобретения
1. Способ зажигания разряда в газоразрядном промежутке, при котором возбуждают переменное электромагнитное поле с частотой путем создания периодической с величиной действующего значения U разности потенциалов, соответствующей рабочим напряжениям между электродами, образующими основной разрядный промежуток, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажигания разряда, зажигают разряд во вспомогательном разрядном промежутке на падающем участке его вольтамперной характеристики, возбуждают электромагнитное поле во вспомогательном разрядном промежутке с частотой wсв, удовлетворяющей условию 
и изменяют электромагнитное поле в основном разрядном промежутке путем кратковременного приложения дополнительной разности потенциалов Uим между электродами, образующими основной разрядный промежуток, с частотой св и амплитудой, удовлетворяющей условию: 
2. Устройство для зажигания разряда в газоразрядном промежутке, содержащее подключенные к выводам для подключения питающей сети через балластный элемент индуктивного характера основные электроды, между которыми образован разрядный промежуток, расположенный вблизи одного из основных электродов вспомогательный электрод, образующий с ним вспомогательный разрядный промежуток и соединенный с другим основным электродом через ключ и элемент, ограничивающий ток вспомогательного разряда, отличающееся тем, что ограничивающий ток вспомогательного разряда, выполнен в виде емкостного сопротивления, подключенного к источнику зарядного напряжения, положительный вывод которого связан с общей точкой элемента, ограничивающего ток вспомогательного разряда, и ключа, а отрицательный вывод источника зарядного напряжения связан с другим выводом емкостного сопротивления, при этом величина емкости С указанного сопротивления выбирается из условия:
где L индуктивность обмоток балластных элементов;
Lэкв эквивалентная индуктивность цепи, образующейся в результате зажигания вспомогательного разряда;
Rэкв эквивалентное активное сопротивление этой цепи.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
