Увеличение тока за счет газового разряда в работающей люминесцентной лампе приводит к уменьшению напряжения на ее электродах. Поэтому, для продолжения процесса, в схему включения лампы приходится вводить балласт, препятствующий возрастанию тока. В качестве балласта в стартерной схеме подключения ламп используется электромагнитный дроссель. Он представляет собой катушку провода, намотанного на специальном ферромагнитном сердечнике. Индуктивные свойства дросселя, обусловленные его конструкцией, позволяют также применять его для создания условий запуска люминесцентных ламп.
Дроссель для запуска люминесцентной лампы
По обычной схеме дроссель для люминесцентной лампы подключается последовательно с ее катодами. Параллельно катодам подключается стартер. После подключения системы к источнику переменного электрического тока промышленной частоты и размыкания цепи электродами стартера, в дросселе возникает импульс напряжения, достаточно большой величины. При совпадении по фазе импульса напряжения дросселя с импульсом напряжения сети, суммарное значение напряжения способно превысить значение, необходимое для запуска лампы с подогретыми электродами, что должно привести к зажиганию лампы.
Виды дросселей
В процессе работы лампы, сопротивление дросселя ограничивает силу тока, протекающего по цепи, до определенного значения, необходимого для создания условий ее нормального функционирования. Определенная часть мощности расходуется при этом на нагревание дросселя, не выполняя никакой полезной работы. По величине потери мощности дроссели подразделяются на три вида: D — обычный уровень, С — пониженный и В — особо низкий уровень потерь. В зависимости от вида дросселя уровень потерь энергии на нем может составлять от 15 до 100 % мощности самой лампы.
Принцип действия
Включение дросселя в цепи переменного тока вызывает сдвиг фаз между напряжением и током. При обозначении дросселей обычно указывается косинус угла (cos ф), на значение которого ток отстает от напряжения. Еще его называют коэффициентом мощности. Активная мощность, определяется произведением напряжения, тока и косинуса фи.
Р = U I cosф
Низкая величина косинуса фи приводит к увеличению потребления реактивной энергии, вызывает дополнительную нагрузку на подводящие провода и трансформаторы. Для увеличения косинуса фи в схему работы люминесцентных ламп необходимо дополнительно подключать компенсационный конденсатор. Наиболее часто используется включение конденсатора, параллельного к устройству. Конденсатор с емкостью от 3 до 5 мкФ при работе с люминесцентными лампами мощностью 18 — 36 Вт, позволяет поднимать косинус фи до значения 0,85.
Все дроссели, работающие при частоте 50 Герц, издают шум различной интенсивности.
По параметру звукового шума, выпускаемые дроссели подразделяются на нормальный (Н), пониженный (П), очень низкий (С) и особо низкий (А) уровень.
Мощность включаемых ламп должна соответствовать расчетной мощности дросселя, иначе превышение допустимых параметров может привести к их преждевременному выходу из строя. В обозначении дросселей обычно указывается их мощность (от 4 до 80 Вт), частота и действующее напряжение переменного тока подключаемой сети, а также коэффициент мощности и величина ограничиваемого тока.
Электронный дроссель (ЭПРА)
Большинство недостатков светильников люминесцентных ламп со стартерной схемой включения можно устранить, используя электронные аппараты включения высокой частоты, иногда называемые электронными дросселями. Для получения высокочастотного напряжения, питающее низкочастотное напряжение выпрямляется в постоянное, а затем преобразуется в высокочастотное переменное. Напряжение с частотой от 20 до 40 кГц с выхода преобразователя через усилитель и высокочастотный дроссель поступает на лампу. Для создания условий запуска, параллельно электродам лампы подключается конденсатор, образующий с дросселем последовательный колебательный контур.
При подключении аппарата, благодаря резонансным явлениям в последовательном контуре, происходит резкое увеличение силы протекающего тока и напряжения на его участках. Этого тока достаточно для начального подогрева электродов лампы, а напряжения, возникающего на конденсаторе достаточно для образования газового разряда в люминесцентной лампе. Напряжение на электродах работающей лампы снижается до уровня напряжения свечения, а преобразователь автоматически изменяет частоту импульсов таким образом, чтобы в лампе устанавливалось протекание тока необходимой величины.
Большинство электронных аппаратов включения ламп стабилизируют силу тока при скачках питающего напряжения, а также корректируют коэффициент мощности. Коэффициент мощности лучших моделей электронных аппаратов может достигать 0,99.
Преимущества электронных аппаратов включения
Благодаря использованию переменного тока высокой частоты, светильники с электронными аппаратами включения люминесцентных ламп обладают рядом преимуществ:
· Использование высокочастотного разряда позволяет увеличить световую отдачу ламп. На коротких лампах это увеличение может достигать 40%.
· Запуск ламп становится возможным при низких температурах окружающей среды.
· Уменьшается эффект мерцания светового потока работающих ламп, что позволяет применять их в быту и на производстве для освещения вращающихся деталей.
· Отсутствует звуковой шум, издаваемый низкочастотным электромагнитным дросселем.
· Коэффициент мощности, приближающийся к единице, снимает задачу по компенсации реактивной энергии в сети.
· Запуск с первой попытки позволяет устранить эффект мигания ламп при включении, существенно увеличивая продолжительность их службы.
· Некоторые продвинутые электронные аппараты позволяют изменять мощность светового потока светильника за счет регулировки частоты преобразователя напряжения.
Электронный дроссель значительно легче и меньше по размерам низкочастотного дросселя. Последнее обстоятельство позволяет размещать электронные аппараты включения внутри корпусов миниатюрных люминесцентных ламп, которые находят все большее повсеместное распространение.
При использовании электронных аппаратов включения необходимо также соблюдать соответствие их мощности с мощностью и количеством подключаемых ламп. Это позволит гарантировать надежный запуск и длительную устойчивую работу светильника с люминесцентными лампами.
Источник: http://lifeandlight.ru
