Схема жабєєвих включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу

Корисна модель відноситься до електротехніки, а саме до схем включення електричних освітлювальних ламп розжарювання в електричну мережу. Відома схема включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу, що містить електричну освітлювальну лампу розжарювання та послідовно з'єднаний з нею регулятор електричного опору ланцюга нитки розжарювання, в якій регулятор електричного опору ланцюга нитки розжарювання являє собою послідовно підключений до лампи розжарювання терморезистор з від'ємним температурним коефіцієнтом електричного опору [патент РФ № 2050652, публ. 1995,12.20, МПК6 H01R33/945, Н01К1/62]. У холодному стані нитка розжарювання електричної освітлювальної лампи розжарювання має значення електричного опору в 10-15 разів менше за її опір у розігрітому стані (у кінці перехідного режиму), що обумовлює кидок струму у перехідному режимі. Терморезистор із від'ємним температурним коефіцієнтом електричного опору має протилежний закон зміни свого опору, а саме у холодному стані його електричний опір максимальний і поступово зменшується під час розігріву до величини, яка практично не впливає на струм у цій ділянці електричного кола. Тому при послідовному з'єднанні нитки розжарювання електричної освітлювальної лампи розжарювання і терморезистора з від'ємним температурним коефіцієнтом електричного опору кидок струму у цій ділянці електричного кола компенсується (зменшується), що забезпечує неперевершення в цьому режимі номінального значення струму розжарювання та зберігає нитку розжарювання від передчасного перегоряння. Це досягається шляхом підбору відповідним чином у період перехідного режиму розігріву нитки розжарювання відповідного співвідношення начального значення опору терморезистора та його температурного коефіцієнту опору. Проте недоліком зазначеного рішення є обмежена можливість захисту нитки розжарювання, тому що струм через нитку розжарювання регулюється тільки при включенні, а вимкнення електричної освітлювальної лампи розжарювання здійснюється традиційним шляхом, тобто струм через нитку розжарювання припиняється миттєво, що не сприяє захисту електричної лампи розжарювання від термічного удару, в першу чергу, нитки розжарювання. Це приводить до її передчасного перегоряння і, відповідно, зменшує її гарантований термін експлуатації. Крім того, терморезистори можна застосовувати тільки після ретельного аналізу значення початкового електричного опору та температурного коефіцієнту електричного опору. До того ж електрична лампа розжарювання може працювати тільки в одному режимі, а саме в режимі номінального споживання електричної енергії. Задачею корисної моделі є удосконалення схеми включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу, в якій шляхом забезпечення можливості більш повільного введення лампи на максимальний режим при включенні та більш повільного виведення лампи з максимального режиму при вимкнені досягають зменшення термічного удару, в першу чергу, на нитку розжарювання, чим зберігають її від передчасного перегоряння та відповідно збільшують термін гарантованої служби лампи. Поставлена задача вирішується тим, що у схемі включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу, що містить електричну освітлювальну лампу розжарювання та послідовно з'єднаний з нею регулятор електричного опору ланцюга нитки розжарювання, згідно корисної моделі, регулятор електричного опору ланцюга нитки розжарювання являє собою паралельно з'єднані між собою з можливістю почергового послідовного з'єднання з електричною лампою розжарювання провідник з нескінченно малим електричним опором, провідник з нескінченно великим електричним опором та електричний вентиль у вигляді напівпровідникового діода. При цьому для забезпечення можливості почергового послідовного з'єднання провідника з нескінченно малим електричним опором, провідника з нескінченно великим електричним опором та напівпровідникового діода з лампою розжарювання регулятор електричного опору ланцюга нитки розжарювання оснащений блоками вибору режиму експлуатації лампи розжарювання, кожний з яких відповідно послідовно з'єднаний з провідником з нескінченно малим електричним опором, з провідником з нескінченно великим електричним опором та з електричним вентилем у вигляді напівпровідникового діода. Уведення послідовно з електричною освітлювальною лампою розжарювання запропонованого регулятора електричного опору ланцюга нитки розжарювання дозволяє під час включення та вимкнення схеми послідовно вводити або виводити відповідні провідники електричного опору та напівпровідниковий діод, що дозволяє у два рази зменшити або збільшити пусковий струм та змінний струм відповідно, який проходить через нитку розжарювання лампи, що сприяє при включенні та вимкненні удвічі зменшити відповідні струми, які проходять через нитку розжарювання, тобто уникнути термічного удару на нитку лампи розжарювання. При цьому при включенні удвічі збільшується час розігріву нитки розжарювання, а при вимкнені - удвічі збільшується час охолодження нитки розжарювання лампи, наслідком чого є збільшення терміну експлуатації електричної освітлювальної лампи розжарювання і схеми життєзабезпечення лампи розжарювання у цілому та розширення числа режимів експлуатації лампи розжарювання. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображені: на Фіг.1 - схема включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу; на Фіг.2 - схема включення декількох груп електричних освітлювальних ламп розжарювання в електричну мережу. Схема включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу містить лампу розжарювання 1 та послідовно з'єднаний з нею регулятор 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання, який являє собою паралельно з'єднані між собою з можливістю послідовного з'єднання з електричною освітлювальною лампою розжарювання 1 провідник 3 електричного струму з нескінченно малим електричним опором, провідник 4 електричного струму з нескінченно великим електричним опором та електричний вентиль 5 у вигляді напівпровідникового діода. Регулятор 2 оснащений блоком 6 вибору режиму експлуатації лампи розжарювання у положенні «Підключення провідника 3 електричного струму з нескінченно малим електричним опором», блоком 7 вибору режиму експлуатації лампи розжарювання у положенні «Підключення провідника 4 електричного струму з нескінченно великим електричним опором» та блоком 8 вибору режиму експлуатації лампи розжарювання у положенні «Підключення електричного вентиля 5». Електрична освітлювальна лампа розжарювання 1 та підключений до неї регулятор 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання паралельно підключені до джерела 9 змінного струму (Фіг.1). На Фіг.2 зображена схема включення декількох груп електричних освітлювальних ламп розжарювання в електричну мережу, де 101-10n - ланки електричної мережі; 11-1n - групи ламп розжарювання; 21-2n - регулятори електричного опору ланцюга нитки розжарювання; 31-3n - провідники електричного струму з нескінченно малим електричним опором; 41-4n - провідники електричного струму з нескінченно великим електричним опором; 51-5n електричні вентилі у вигляді напівпровідникового діода; 61-6n - блоки вибору режиму експлуатації лампи розжарювання у положенні «Підключення провідника 3 електричного струму з нескінченно малим електричним опором»; 71-7n - блоки вибору режиму експлуатації лампи розжарювання у положенні «Підключення провідника 4 електричного струму з нескінченно великим електричним опором» та 81-8n - блоки вибору режиму експлуатації лампи розжарювання у положенні «Підключення електричного вентиля 5». Схема працює наступним чином. Включають електричну освітлювальну лампу 1 розжарювання в електричну мережу у такій послідовності. У вихідному положенні послідовно з лампою 1 розжарювання за допомогою блоку 7 регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання в електричну мережу включають провідник 4 електричного струму з нескінченно великим електричним опором. В такому режимі електричний струм через електричну лампу 1 розжарювання не проходить, тобто відсутній. На наступному кроці за допомогою блоку 8 регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання лампи 1 послідовно з лампою вмикають електричний вентиль 5 у вигляді напівпровідникового діода. В такому режимі експлуатації змінний струм від джерела 9 проходить через нитку розжарювання тільки в один з двох напівперіодів (в залежності від обраної полярності включення діода 5), лампа споживає удвічі менше електричної енергії, що обумовлює роботу електричної освітлювальної лампи розжарювання у економічному (черговому, полегшеному) режимі експлуатації. У свою чергу, такий східчастий перехід від одного до іншого режимів експлуатації електричної освітлювальної лампи 1 розжарювання дозволяє уникнути кидка струму і захистити лампу 1 від термічного удару, що сприяє збільшенню у декілька разів її гарантійного терміну служби і відповідних елементів регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання. Наприклад, зменшується іскріння між відповідними контактами регулятора 2 у разі його виконання у вигляді механічного перемикача. Після цього (за необхідністю) за допомогою блоку 6 регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання послідовно з лампою 1 вмикають провідник 3 електричного струму з нескінченно малим електричним опором і через попередньо розігріту нитку розжарювання проходить удвічі більший (відносно попереднього режиму експлуатації) електричний струм. Такий східчастий перехід у режим номінального споживання електричною освітлювальною лампою 1 розжарювання несуттєво збільшує вплив термічного удару на її нитку розжарювання і відповідні елементи регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання. Вимкнення електричної лампи 1 розжарювання здійснюють у зворотному порядку, а саме у такий послідовності. У вихідному положенні послідовно з лампою 1 розжарювання в електричну мережу включають провідник 3 електричного струму з нескінченно малим електричним опором. В цьому режимі експлуатації через нитку розжарювання лампи 1 проходить нормативно припустимий електричний струм. За допомогою блоку 8 регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання послідовно з лампою 1 вмикають електричний вентиль 5. В такому режимі експлуатації лампи розжарювання змінний струм від джерела 9 проходить тільки у один з двох напівперіодів (в залежності від обраної полярності включення напівпровідникового діода 5), що обумовлює удвічі менший змінний струм і відповідно зменшення термічного удару, зокрема на нитку лампи. При цьому зменшується вплив на відповідні елементи регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання. Наприклад, зменшується іскріння між відповідними контактами регулятора 2 у разі його виконання у вигляді механічного перемикача. Після цього за допомогою блоку 7 регулятора 2 електричного опору ланцюга нитки розжарювання в електричну мережу послідовно з лампою 1 вмикають провідник 4 електричного струму з нескінченно великим електричним опором. В такому режимі експлуатації лампи 1 розжарювання через неї струм практично не проходить, тобто відсутній. Таким чином, при включенні або вимкнені електричної лампи 1 струм, що проходить через нитку розжарювання лампи 1, збільшується та відповідно зменшується не за один, а за два кроки. Це дозволяє використовувати електричну освітлювальну лампу розжарювання удвох режимах, а саме: у номінальному режимі експлуатації, тобто у режимі, коли через попередньо розігріту нитку розжарювання проходить струм, регламентований технічними умовами; у економічному (черговому, полегшеному) режимі експлуатації, тобто у режимі, коли через нитку розжарювання проходить робочий струм удвічі менший за струм, регламентований технічними умовами. Зменшення термічного удару на нитку розжарювання при включенні та вимкнені схеми забезпечує можливість відповідно удвічі збільшити час нагрівання та час охолодження нитки розжарювання. Запропоновану схему включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу можна використовувати при включенні в електричну мережу декількох груп ламп розжарювання, як зображено на Фіг.2. Використання схеми включення електричної освітлювальної лампи розжарювання в електричну мережу дозволяє забезпечити неперевершення струмом розжарювання у перехідних режимах його номінального значення як при включенні лампи розжарювання, так і при її виключенні. У свою чергу це запобігає передчасному перегорянню нитки розжарювання в обох випадках і збільшує в 5-10 разів гарантійний термін експлуатації електричної освітлювальної лампи розжарювання, а також окремих блоків регулятора електричного опору ланцюга нитки розжарювання лампи у цілому.