Назначение и классификация трансформаторов для люминесцентных ламп, какую модель выбрать

Пользовательским недостатком конструкции первых ламп дневного света (так тогда называли такие светильники) было неприятное гудение балластного реостата. Со временем уровень шума удалось снизить, но необходимость в трансформаторе осталась. Разберёмся в том, что такое трансформатор для питания люминесцентных ламп, и как его правильно выбрать.

Содержание

Конструкция и принцип действия люминесцентной лампы

Существует три основных типа люминесцентных ламп: с холодным катодом, с горячим катодом и электролюминесцентные. Все они для создания света используют люминофоры, возбуждаемые электронами.

люминесцентная лампа

Эксплуатационные показатели:

  1. Цветовая температура – 5600 К.
  2. Светоотдача – 46… 105 лм/Вт.
  3. Сроки службы – 10 000 … 45 000 часов (без учета балластного реостата).

Данные устройства работают путем ионизации паров ртути в стеклянной трубке. Движущийся в газе поток электронов испускает фотоны.

Люминофорным покрытием ультрафиолетовый свет преобразуется в стандартный видимый.

Лампа состоит из стеклянной трубки, заполненной инертным газом (обычно аргоном) при низком давлении. На каждой стороне трубки имеется вольфрамовый электрод. При подаче напряжения в межэлектродном промежутке возбуждается тлеющий разряд, вызывающий свечение газа.

Трансформатор Feron 300 W

Назначение балласта

Обязательные электрические характеристики светильника дневного света:

  1. Потребляемый ток.
  2. Пусковое напряжение.
  3. Частота тока.
  4. Коэффициент амплитуды тока.
  5. Уровень освещённости.

Дроссель обеспечивает высокое начальное напряжение для инициирования тлеющего разряда, а затем быстро ограничивает ток для безопасного поддержания нужного уровня напряжения.

Основные функции балластного трансформатора рассматриваются далее.

балласт для люминесцентных ламп

Безопасность

Балласт регулирует мощность переменного тока для электродов. При прохождении переменного тока через дроссель напряжение повышается. Одновременно ограничивается сила тока, чем предотвращается короткое замыкание, которое приводит разрушению люминесцентного светильника.

Подогрев катодов

Для работы светильника необходим всплеск высокого напряжения: именно тогда происходит пробой межэлектродного промежутка, и загорается дуга. Чем холоднее лампа, тем выше необходимое напряжение. Напряжение «проталкивает» ток через аргон. Но у газа есть сопротивление, которое тем выше, чем холоднее газ. Поэтому требуется создать более высокое напряжение при максимально низких температурах.

Для этого требуется реализовать одну из двух схем:

  • с помощью пускового выключателя (стартёра), содержащего небольшую неоновую или аргоновую лампу мощностью 1 Вт. Она нагревает биметаллическую полосу в стартёре и облегчает инициирование газового разряда;
  • вольфрамовыми электродами, через которые проходит ток. При этом электроды нагреваются и ионизируют газ в трубке.

Подогрев катодов

Обеспечение высокого уровня напряжения

При разрыве цепи магнитное поле прерывается, импульс высокого напряжения посылается через светильник, и возбуждается разряд. Используются следующие схемы создания высокого напряжения:

  1. Предварительный подогрев. В этом случае электроды нагреваются до инициирования разряда. Пусковой выключатель замыкается, позволяя току протекать через каждый электрод. Переключатель стартера быстро охлаждается, размыкая переключатель и запуская напряжение питания на дуговой трубке, в результате чего и возникает разряд. Во время работы вспомогательное питание на электроды не подаётся.
  2. Быстрый запуск. Электроды нагреваются постоянно, поэтому балластный трансформатор включает две специальные вторичные обмотки, которые обеспечивают низкое напряжение на электродах.
  3. Мгновенный запуск. Электроды перед началом работы не нагреваются.  Для устройств мгновенного пуска трансформатор обеспечивает относительно высокое пусковое напряжение. Вследствие этого разряд легко возбуждается между «холодными» электродами.

схемы создания высокого напряжения

Ограничение электрического тока

Необходимость в этом возникает тогда, когда нагрузка (например, дуговой разряд) сопровождается падением напряжения на клеммах при увеличении тока.

Стабилизация процесса

К люминесцентным светильникам предъявляются два требования:

  • чтобы запустить источник света, для создания дуги в парах ртути необходим скачок высокого напряжения;
  • как только лампа запускается, газ оказывает уменьшающееся сопротивление.

Эти требования варьируются в зависимости от мощности источника.

Лампа

Конструкция дросселя лампы дневного света

Проволока

Проводники представляют собой нити, изготавливаемые из вольфрама, который дополнительно легируется высокотемпературными силикатами калия или алюминия. Минимальная температура рекристаллизации проводника – не менее 2100С.

Сердечник

Один из электродов представляет собой биметаллическую полосу, которая изгибается при нагревании, вызывая контакт с другим электродом. Когда два электрода соприкасаются друг с другом, ток становится постоянным.

Дроссел

Заливочная масса

В колбы люминесцентных светильников бытового предназначения закачивается аргон. Инертные свойства аргона исключают корродирующее действие кислорода, особенно в источниках с горячей вольфрамовой нитью. Использование аргона предотвращает испарение проводников.

Корпус

Стеклянная трубка содержит небольшое количество ртути и аргон, находящийся под очень низким давлением. Трубка также содержит люминофорный порошок, который наносится на внутреннюю часть стекла. Стекло корпуса должно иметь высокую механическую и диэлектрическую прочность.

Дроссели

Разновидности и сравнительный анализ дросселей

Важно! На практике используются три типа электронного балласта: магнитные, полупроводниковые и электронные.

Электромагнитный дроссель

Магнитные трансформаторы не содержат печатных плат, и используются в газоразрядных лампах высокой интенсивности. Они работают при частоте переменного тока 50 Гц.

Конструктивно трансформатор магнитного типа представляет собой сердечник, выполненный из толстой проволоки с хорошей магнитной проводимостью, и катушечные обмотки, при помощи которых создаётся высокое напряжение.

Электромагнитный дроссель

Электронный дроссель

Электронные балластные трансформаторы собраны на pnp-транзисторах, которые включаются в электронный полумост.

Электронные балласты меньше и легче, чем магнитные, они могут действовать и при переменных значениях частоты тока.

Электронный дроссель

Полупроводниковый дроссель

Преимущество схемы заключается в том, что возможна передача значительной мощности, при нечувствительности к изменениям частоты питающего тока. Коммутация происходит быстрее, а величина магнитного поля уменьшается.

Полупроводниковый дроссель

Разнообразие дросселей по мощности в ваттах

Различают дроссели малой, средней и большой мощности. Первые (мощностью до 11…15 Вт) используются в миниатюрных и энергосберегающих светильниках, вторые (до 30…40 Вт) – в офисных лампах, а более мощные – для освещения залов, гостиных, холлов и прочих помещений значительной площади.

Различие по условиям пуска

Например, для люминесцентных ламп мощностью до 40 Вт самым распространённым режимом работы является режим быстрого запуска. Преимущества быстрого запуска заключаются в плавном нарастании напряжения, увеличении срока службы и возможности диммирования – плавного изменения яркости испускаемого светового потока.

Для ламп меньшей мощности (менее 30 Вт) характерен режим предварительного нагрева. Источники света, работающие в этом режиме, лучше, поскольку для непрерывного нагрева электродов не требуется дополнительная мощность. Однако такие лампы мерцают во время запуска и характеризуются коротким сроком службы.

люминесцентных ламп мощностью до 40 Вт

Маркировка дросселей по степени потери мощности

Общеприняты маркировки В, С и D. Наименьшей потерей мощности характеризуются дроссели В, сниженным уровнем потерь – С, обычным уровнем – D.

Как подобрать нужную модель по техническим характеристикам и производителю

Любой трансформатор рассчитан для использования с люминесцентными лампами определённой мощности. Выбор проводится с учётом следующих факторов:

  1. Количества обслуживаемых светильников.
  2. Суммарно потребляемой мощности.
  3. Качества поставляемой электроэнергии (амплитуды скачков по току, напряжению и частоте).
  4. Габаритных размеров устройства.
  5. Функциональных возможностей.

Программируемые трансформаторы обладают очевидными преимуществами:

  • возможностью обеспечения параллельной работы всех источников света, которые установлены в помещении;
  • малым временем запуска (не более 700 мс). Поэтому, если одна лампа выходит из строя, другие остаются зажжёнными;
  • регулируемой продолжительностью задержки при включении;
  • возможностью использования и в других приложениях (например, для работы датчиков присутствия).

Дроссель

Важно! Программируемые трансформаторы гарантируют пониженные значения энергопотребления, быстрый предварительный нагрев катодов ламп до оптимальной стартовой температуры и быстрое зажигание светильников. Они допускают кратковременную перегрузку и, следовательно, могут использоваться для временного повышения светового потока.

Добротная схема балласта должна сохранять свою работоспособность при нагреве корпуса до 90С (с гарантией не менее трёх лет).

При выборе учитывают максимальный ток, потребляемый светильником. Например, трансформатор, который рассчитан на ток 200 мА, нельзя применять в схемах пуска с токами более 250 мА.

Конструкция трансформатора предусматривает регулирование светового потока в диапазоне, который установлен санитарно-гигиеническими требованиями. Они определяются по ГОСТ Р 55710-2013.

Дроссель

Основные неполадки и способы ремонта

Нет зажигания лампы

Убедитесь, что настенный выключатель в порядке. Выключите переключатель, выньте трубки и вновь вставьте, чтобы убедиться, что они полностью зафиксированы. Если лампа действует прерывисто, это обычно указывает на перегрев балласта.

Проблемы с изоляцией

Возникают, если температура превышает 90С. Изоляция должны быть такой, чтобы обеспечивалась хорошая циркуляция воздуха. Для этого между всеми компонентами светильника и смежными элементами помещения должен быть зазор не менее 7…8 мм.

Лопнувшая изоляция сетевого провода

Концы чернеют

Конец трубки становится черным, если у светильника слишком быстрый цикл переключения или, если неисправен катод. Поэтому лучше оставлять лампы включенными, а не быстро их выключать и снова включать. Каждое переключение вызывает постепенную эрозию электронно-эмиссионных материалов, покрывающих электроды.

Полосы внутри лампы

Дефект связан с потерей герметичности корпуса. Такую лампу необходимо заменить.

Обзор популярных моделей

Schwabe Hellas

Популярный немецкий бренд, продукция которого сертифицирована соответственно требованиям ISO 9001: 2000 и ISO 14001: 2005.   Знаки качества применяются ко всем стандартным балластам Schwabe Hellas, которые отвечают европейским нормам напряжения и электромагнитной совместимости.

Schwabe Hellas

Helvar 65W, Helvar 85W

Производство сосредоточено в Шотландии и Северной Ирландии.  Выпускаются магнитные балласты Многолетний опыт разработки балласта и превосходные производственные знания гарантируют высокое и равномерное качество продукции. Магнитные балласты Helvar имеют классы энергоэффективности B2 и B1.

Helvar 65W

Правила эксплуатации

При обслуживании устройств необходимо придерживаться определённых правил. Предварительно (до отсоединения балласта) производится маркировка проводов. Это сэкономит время монтажа. Неправильное подсоединение приводит к перегреву проводов, а часто светильник вообще не включается.

Важно! При регулировке учитываются исходные требования к работе светильников, которые управляются трансформатором.

В частности, необходимо установить, что приоритетнее – максимальная светоотдача, минимальное время пуска или отсутствие перегрева корпуса.

При установке балластов следует учесть, что каждый трансформаторов способен питать до четырёх светильников (конкретное количество указывается в инструкции пользователя).

балласт для люминесцентных ламп

Важный параметр трансформатора – коэффициент балласта. Его значение определяет светоотдачу конкретной системы светильников.  Для стандартных 40-ваттных ламп значение балластного коэффициента должно быть не ниже 0,95; с уменьшением мощности значение снижается, но не должно быть ниже 0,87. В продаже встречаются трансформаторы и с более низким балластным фактором (от 0,70 до 0,75), но их можно применять лишь с лампами, работающими в режиме быстрого запуска.

Важно! Более низкий балластный коэффициент уменьшает выходной сигнал, и гарантирует потребление пропорционально меньшей мощности.

Тщательный выбор трансформатора к светильникам с определенным балластным фактором оптимизирует потребление энергии, и позволяет точнее настроить уровни освещения.

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Добавить комментарий
Adblock
detector