Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

Для чего люминесцентной лампе дроссель

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

Светодиодные лампы успешно вытесняют другие типы источников света, но люминесцентные приборы используются все еще достаточно широко. Поэтому будет совсем нелишним узнать, что такое дроссель и для чего он нужен люминесцентной лампе (ЛЛ).

Что такое люминесцентная лампа и как она работает

Для того, чтобы понять, для чего лампе дроссель, необходимо познакомиться с принципом ее работы. Конструктивно люминесцентная лампа представляет собой герметично запаянную трубку, внутренние стенки которой покрыты люминофором – составом, светящимся под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Сама трубка заполнена смесью инертных газов с небольшой добавкой ртути, а в концы ее впаяны электроды, представляющие собой спирали из тугоплавкого материала (обычно сплавы вольфрама).

Рисунок, поясняющий конструкцию и принцип работы люминесцентной лампы

При подаче на электроды напряжения, через трубку начинает течь ток. Электроны воздействуют на атомы ртути, заставляя последние излучать в ультрафиолетовом спектре.

Ультрафиолет в свою очередь воздействует люминофор, который тоже начинает излучать, но уже в видимом, привычным для наших глаз спектре. Сам же ультрафиолет поглощается частично люминофором, частично стеклом колбы.

В результате мы получаем источник белого спектра, свободный от ультрафиолета.

Знакомая всем компактная люминесцентная лампа – это все та же обычная трубчатая, просто трубка у нее свернута в спираль. Поскольку разряд в лампе тлеющий, все отлично работает и, в отличие от дуговых ламп, не вызывает локального перегрева стекла в местах изгиба.Все эти КЛЛ – обычные люминесцентные лампы, только с изогнутой колбой

Для чего люминесцентной лампе пускорегулирующая аппаратура?

В теории все просто, но на практике много сложнее. Во-первых, через лампу необходимо ограничить ток. В противном случае тлеющий разряд перейдет в неуправляемый дуговой, поскольку сразу после появления тока сопротивление газового промежутка сильно падает из-за появившихся паров ртути. Произойдет короткое замыкание, и трубка выйдет из строя, а то и взорвется.

Во-вторых, при подаче рабочего напряжения на электроды, ток через лампу не потечет – в холодном приборе очень мало паров ртути – вся она конденсируется и оседает на стенках колбы в виде обычной металлической ртути. А инертный газ, как известно, имеет слишком большое сопротивление для обеспечения тлеющего разряда между относительно далеко расположенными электродами.

Для начала разряда или, как говорят, пуска лампы, необходимо либо подать на электроды повышенное напряжение, либо увеличить их эмиссию – способность испускать электроны. Если, к примеру, электроды подогреть, то хватит малейшего толчка, чтобы лампа запустилась. Именно поэтому электроды в ЛЛ выполнены в виде спиралей накаливания.

Электрод в люминесцентной лампе имеет вид спирали с двумя выводами – прямо лампа накаливания в миниатюреПри разогретых электродах высоковольтный разряд тоже нужен, но величина пускового напряжения существенно уменьшается. Это упрощает схему пуска.

Итак, для нормальной работы ЛЛ нужно обеспечить два условия:

1. Запустить прибор.

2. Обеспечить через него рабочий ток.

Именно этим и занимается пускорегулирующий аппарат (ПРА), который в обязательном порядке присутствует в любом люминесцентном светильнике. Он (аппарат) может быть двух типов – электромагнитного и электронного. О каждом типе ПРА мы поговорим отдельно.

ЭмПРА

Поскольку изначально мы говорили о дросселе (нередко его еще называют электромагнитным балластом), начнем с электромагнитного пускорегулирующего аппарата – ЭмПРА. Строго говоря, дроссель – не совсем ЭмПРА. Важная его часть – да, но не единственная. Но все по порядку.

Начнем с дросселя. По сути, это обычная катушка индуктивности. Одно из основных свойств любой катушки – способность оказывать электрическое сопротивление переменному току. Таким образом, включив дроссель последовательно с лампой, можно ограничить ее ток до нормальных величин.

Электромагнитные дроссели для люминесцентных лампы

Теперь пуск. Здесь кроме дросселя необходим еще один элемент – стартер. Кратенько коснемся его конструкции и принципа работы.

Конструкция стартера

Прибор представляет собой газосветную (неоновую) лампу 3, в которую впаяны электроды 2 и 1. Первый – просто электрод, а второй выполнен в виде изогнутой биметаллической пластины.

Как только в лампе появится тлеющий разряд, электроды начнут нагреваться и, в конце концов, тот, который выполнен из биметалла, разогнется и замкнется с неподвижным. Разряд прекратится, электроды через некоторое время остынут, контакт разорвется.

Конденсатор 4 – искрогасящий. А теперь пора посмотреть, как такая схема будет работать.

Схема подключения люминесцентной лампы к ЭмПРА

При включении питания напряжение проходит через дроссель и поступает на электроды люминесцентной лампы. Сопротивление ее газового промежутка велико, разряда не происходит. Пройдя по спиралям электродов, напряжение прикладывается к стартеру. Порог поджигания его неоновой лампы порядка 180 В, поэтому она зажигается и тлеющий разряд начинает подогревать биметаллический электрод.

Через некоторое время контакты стартера замыкаются накоротко, разряд в неоновой лампочке гаснет, а через спирали ЛЛ начинает течь ток, разогревая их. Времени на этот процесс отведено немного (пока не остынет биметаллическая пластина стартера), но вполне достаточно для качественного их разогрева (примерно до 700 градусов Цельсия).

Как только биметаллическая пластина остынет, контакты стартера разомкнутся, и к электродам ЛЛ будет приложено полное напряжение сети. Одновременно в момент размыкания контактов стартера из-за разрыва цепи за счет самоиндукции дроссель создает короткий высоковольтный (до киловольта) импульс напряжения, поджигающий ЛЛ.

Лампа загорается, сопротивление ее газового промежутка падает и в действие включается дроссель, ограничивающий ток в цепи в пределах рабочего. После этого стартер в работе не участвует, поскольку на электродах работающей ЛЛ, а значит, и на его выводах напряжение гораздо ниже порога срабатывания его неоновой лампы.

Интересно отметить, что после пуска ЛЛ ее спиральные электроды остывают не полностью. Под воздействием тлеющего разряда в трубке на них образуется раскаленная область – так называемое катодное пятно, которое на фото ниже помечено стрелкой.
Катодное пятно видно невооруженным глазом Для того, чтобы дроссель поддерживал нужный для конкретной лампы ток, мощность его должна быть равной мощности лампы. С маломощным дросселем лампе не хватит тока для работы, и она тут же погаснет. Ток будет больше – лампа сгорит.

Теперь пару слов о конденсаторе С1. Поскольку дроссель является индуктивностью, на нем рассеивается большая реактивная мощность, причем попусту, просто грея прибор. Конденсатор С1, который называют компенсационным, частично устраняет эту проблему, увеличивая коэффициент мощности (грубо говоря КПД) дросселя.

ЭПРА

Теперь поговорим об электронных пускорегулирующих устройствах – ЭПРА. Задачи у этого устройства те же – пуск ЛЛ и ограничение через нее тока. И хотя задачи те же, выполняются они совершенно по-другому – при помощи электроники. Еще одно существенное отличие ЭПРА от ЭмПРА – первому не нужны дополнительные элементы – стартер и компенсационный стабилизатор.

Конструктивно электронный пускорегулирующий аппарат представляет собой моноблок, в котором размещена электронная схема, создающая высоковольтный разряд в момент пуска лампы и поддерживающая необходимый ток во время ее работы.

Электронное пускорегулирующее устройство и его «внутренности»

Как и электромагнитный собрат, электронный должен иметь ту же мощность, что и применяемые лампы. Отличие же в том, что если электромагнитный балласт рассчитан на работу с одной лампой (или с двумя 110-ти вольтовыми), то электронный в зависимости от конструкции и назначения может «в одиночку» поддерживать работу одной, двух и даже четырех ламп с рабочим напряжением 220 В.

К этому ЭПРА можно подключить четыре люминесцентных лампы с рабочим напряжением 220 В

Еще одно существенное отличие электронного балласта от электромагнитного – в процессе работы прибор преобразует сетевое напряжение частотой 50 Гц в напряжение частотой в несколько десятков килогерц. Что это дает? Люминофор ЛЛ имеет очень малую инерционность, а потому питаясь сетевым напряжением через ЭмПРА, лампа мерцает с частотой 100 Гц.

Из-за инерционности нашего глаза мы этого почти не замечаем, но, по сути, такая лампа представляет собой стогерцовый стробоскоп, в свете которого быстро движущиеся части машин могут казаться неподвижными, что очень опасно.

Используя лампы на производстве, с этим недостатком борются, причем весьма успешно – запитывают рядом расположенные светильники от разных фаз или сдвигают на одном из светильников фазу фазосдвигающими конденсаторами, заставляя мигать светильники «вразнобой».

Но, во-первых, – это дает лишь частичный эффект, а, во-вторых, все это требует дополнительных затрат. ЭПРА же, питая лампы напряжением с частотами в десятки килогерц, не допускает даже малейшего мерцания лампы, поскольку инерционность у люминофора хоть и мала, но она есть.

Что касается коэффициента мощности, который у ЭмПРА без компенсационного конденсатора едва дотягивает до 0.4 – 0.5, то электроника вообще не нуждается в таких компенсаторах – она является очень слабой реактивной нагрузкой.

Схему подключения мы рассматривать не будем – она зависит от типа и назначения ЭПРА и, как правило, наносится на корпус устройства вместе с характеристиками ламп, для которых ЭПРА предназначен.

Схема подключения ламп наносится на корпус устройства

Возвращаясь к компактным люминесцентным лампам (КЛЛ) стоит отметить, что в них используются как раз ЭПРА, встроенные в цоколь.

Конструкция КЛЛ

Достоинства и недостатки

Основные принципиальные отличия ЭПРА от ЭмПРА мы выяснили. Осталось подвести итог и разобраться в достоинствах и недостатках приборов обоих типов, которые для удобства восприятия мы сведем в сравнительную табличку.

Сравнительные характеристики ЭПРА и ЭмПРА

Из вышеприведенной таблички хорошо видно, что электронные аппараты имеют неоспоримое преимущество перед электромагнитными. Тем не менее, благодаря своей дешевизне и длительному сроку службы последние пока еще не сдали своих позиций.

Для чего нужен дроссель для люминесцентных ламп?

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп
Подключение лампы с электромагнитным дросселем

Электромагнитный дроссель находит применение в цепях коммутации люминесцентной лампы.

Назначение дросселя – формирование импульса для пробоя газонаполненной среды и поддержание необходимого напряжения и тока в схеме и на контактах элементов работающего светильника. Принцип работы дросселя основан на способности катушки индуктивности извлекать энергию из источника тока и сохранять ее в виде магнитного поля.

Чтобы выяснить, как работает дроссель, нужно рассмотреть свойства катушки индуктивности. Она плохо проводит переменный ток или совсем не проводит его. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и ее значение можно увеличить путем применения сердечника, оно таким образом повышается в несколько раз.

Во время замыкания контактов выключателя величина тока на катушке постепенно возрастает, а при размыкании сначала растет многократно, а затем плавно уменьшается. В соленоиде этот параметр не изменяется мгновенно.

Дроссель для люминесцентных ламп – это катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником. Он находит применение только в электрических цепях, в которых предусмотрено наличие электромагнитного ПРА.

На картинках показана схема подключения газоразрядной лампы низкого давления с использованием электромагнитного дросселя.

  • 2 – электроды лампы;
  • 1 – колба (трубка);
  • Ст – стартер;
  • С1 – конденсатор, находящийся в одном корпусе со стартером;
  • С2 – конденсатор, повышающий коэффициент мощности;
  • Д – дроссель.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

При замыкании выключателя ток протекает по следующему пути: «дроссель – электрод лампы – стартер – второй электрод лампы – сеть».

Величины этого тока очень мало для зажигания лампы. Но его значения хватает для нагревания электродов стартера и появления в нем тлеющего разряда. Напряжение этого разряда меньше напряжения сети, но больше напряжения работающей лампы.

Разогретый биметаллический электрод в стартере замыкается со вторым, после чего тлеющий разряд между ними гаснет, электроды остывают и занимают первоначальное положение.

В момент замыкания электродов в стартере ток в схеме значительно возрастает и электроды люминесцентной лампы начинают нагреваться. В то же время при размыкании цепи на дросселе (в результате самоиндукции) происходит скачок напряжения, который, складываясь с входным напряжением сети, создает условия для включения лампы.

К этому моменту температура на электродах лампы успевает повыситься до значения, необходимого для эмиссии, а дросселирующее устройство создает высоковольтный импульс.

Поэтому в лампе создаются условия для возникновения тлеющего разряда, который сначала происходит в аргоновой среде до тех пор, пока ртуть, помещенная в колбу, не перейдет полностью в парообразное состояние.

После этого разряд будет происходить в ртутных парах, и лампа войдет в стабильный рабочий режим.

Напряжение на работающей лампе меньше сетевого за счет его падения на дросселе. Поскольку для срабатывания стартера напряжение на нем должно превышать величину напряжения на включенной лампе, повторно разряд в этом приборе не зажжется.

Зажигание лампы происходит при условии совпадения по фазе импульса дросселируемого напряжения и напряжения сети.

Но поскольку совпадения этих значений относительно разбросаны по времени, стартер может срабатывать неоднократно перед тем, как лампа войдет в рабочий режим. В этом случае наблюдается мигание лампы в процессе включения.

Одновременно в стартере создаются радиопомехи, для подавления которых служит конденсатор, находящийся в общем со стартером футляре.

Так выглядит электромагнитный дроссель

Это означает, что кроме зажигания этого осветительного прибора дроссель необходим для ограничения возрастания тока разряда до величины, при достижении которой лампа выходит из строя.

Все, изложенное выше, объясняет, для чего нужен дроссель.

В результате того, что он ограничивает ток в схеме работающей лампы, он представляет собой дополнительную нагрузку (балласт) и на нем теряется какая-то часть мощности. По уровню этих потерь дроссели делятся на следующие классы: D – с обычными; C – с пониженными; B – с особо низкими.

Потери мощности в дросселях

КлассПотери мощности, Вт
дросселяС лампойС лампойС лампой
18 Вт36 Вт58 Вт
D121014
С10912
В2879
В1668

В силу физических свойств дросселя на нем происходит сдвиг по фазам между напряжением и током. Ток отстает от напряжения на величину, которую принято обозначать как cos φ. Чем выше его значение, тем экономичнее прибор, и наоборот, при понижении этой величины энергоэффективность снижается.

На рисунке показан график изменения тока и напряжения на люминесцентной лампе и лампе накаливания.

Основные виды дросселей

  • Электромагнитный дроссель для лампы, который подключается последовательно с лампой и в схеме необходимо наличие стартера.

К его достоинствам можно отнести низкую стоимость, простоту конструкции и достаточную надежность.

Недостатки: возможность появления шума и мерцания во время работы и при запуске; довольно продолжительный процесс включения; необходимость подключения конденсатора для снижения потерь.

Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы.

  • Электронный дроссель, для подключения которого не нужен стартер.

Положительные качества: быстрое включение; обеспечение работы лампы без миганий; компактность, малый вес.

В результате использования этого вида дросселей снижаются мерцания. Пульсаций при запуске лампы не происходит. Снижается вероятность появления шума при работе.

Дроссели можно разделить на две группы по типу сетей, в которых эксплуатируются лампы:

  1. однофазные (для использования в быту) на 220 В;
  2. трехфазные, которые устанавливаются в светильниках, работающих в сетях на 380 В. Это светильники для освещения промышленных предприятий, улиц и объектов сельскохозяйственного профиля.

Все эти виды дросселей также можно разделить по месту их расположения:

  • находящиеся внутри корпуса светильника, который обеспечивает им защиту от неблагоприятных факторов внешней среды и атмосферы;
  • помещенные в специальный кожух. Такое герметичное исполнение позволяет устанавливать эти приборы в осветительных сетях наружного освещения.

Ремонт светильников с перегоревшими дросселями

Светильники с перегоревшими электромагнитными дросселями можно отремонтировать самостоятельно, заменив отказавший элемент другим, например, применяемым в иных вариантах световой аппаратуры.

Например, в настольных светильниках с ЭмПРА можно использовать плату (с элементами, обеспечивающими горение лампы) от энергосберегающей лампы.

Для этого нужно найти экономичную перегоревшую лампочку (той же мощности, что и у ремонтируемой) с сохранившейся в хорошем состоянии электронной «начинкой».

Перегоревшая энергосберегающая лампа с электронной начинкой

Далее необходимо отделить от лампы цоколь вместе с платой и извлечь саму плату. При этом запомнить, где находятся выводы на высоковольтный конденсатор, на лампу и на входное напряжение питания 220 В.

Отделение платы

Все штырьки, расположенные на плате, и конденсатор (на картинке он зеленого цвета) необходимо выпаять.

Он пойдет в нижнюю, пластмассовую часть цоколя настольной лампы.

Снимаем нижнюю пластину

Для этого снимаем нижнюю пластину в месте, отмеченном на рисунке, и вытаскиваем из вскрытого кожуха находящиеся в нем детали, которые были соединены при помощи латунных трубок с электродами лампы.

Вместо удаленных нами элементов к проводам, идущим на электроды, присоединяем конденсатор, выпаянный с платы, и помещаем во вскрытый кожух. После этого отделенную нами пластину возвращаем на место и приклеиваем клеем.

Присоединяем конденсаторПомещаем во вскрытый кожух

Далее создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами, выходящими с преобразующей электронной платы, снятой с энергосберегающей лампы.

Создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами

Для этого провода с коммутирующего разъема припаиваем к контактам платы на выходе (на рисунке они находятся слева).

Плату помещаем в защитный корпус.

Зачем это нужно сделать?

Так как элементы на плате находятся под высоким напряжением, в целях электробезопасности нужно закрыть к ним доступ.

Через провода, находящиеся справа на рисунке, в схему подается входное напряжение от сети 220 В.

Для подключения используем вилку и розетку.

Включенная лампа

Включаем созданную конструкцию в сеть. Лампа загорается, светильник работает.

Такие и многие другие самоделки позволяют экономить деньги на покупке товаров, взамен вышедших из строя. При наличии некоторого объема знаний и опыта всегда есть возможность сделать нужные изменения и ремонт светильника своими руками.

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп?

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

Дроссель для люминесцентных ламп – это обязательное устройство для нормального функционирования осветительного прибора. Разобравшись в принципе работы такого приспособления можно правильно подключить светильник к электрической цепи самостоятельно.

Для чего нужен?

Люминесцентная лампа не может работать по принципу простой лампы накаливания. Чтобы обеспечить ее функционирование необходимо дополнительное устройство, которое способно создать импульс для электрического пробоя наполненной газом среды. Таким элементом является дроссель. Он поддерживает требуемую мощность в процессе работы светильника.

Чтобы задействовать люминесцентную лампочку необходимо не только обеспечение доступа тока, а и подача напряжения к ней. Для этого подключают дроссель, который ограничивает нарастание движения электрического заряда при подключении к электросети.

Основными функциями ограничивающего ток устройства являются:

  • обеспечение беспрерывной работы лампы независимо от возникающих в электрической сети отклонений напряжения;
  • организация подачи оптимального и безопасного для конкретного светильника тока, способствующего быстрому разогреву при зажигании электродов;
  • стабилизация разрядов тока при номинальных показателях.

С помощью дросселя в люминесцентной колбе происходит формирование разряда за счет образования в обмотке импульса повышенного напряжения.

Принцип работы

Дроссель функционирует в лампе вместе со стартером. Принцип их действия имеет такую последовательность:

  • при возникновении напряжения в лампе электрические заряды поступают в стартер, который состоит из заполненного инертным газом баллона с контактами и конденсатора;
  • за счет напряжения газ ионизируется и по цепи дросселя проходит ток;
  • происходит возрастание силы тока до 0,5 Ампер за счет разогрева контактов из биметалла и газа;
  • далее происходит нагревание катодов, и освобождаются электроды, подогревая в трубке светильника ртутные пары;
  • ионизация завершается при мгновенном замыкании контактов завершение ионизации происходит при мгновенном замыкании контактов;
  • при понижении температуры стартера осуществляется их быстрое размыкание и прекращение подачи тока к катоду и стартеру.

Заряд, сформировавшийся в ртутных парах, обеспечивает ультрафиолетовое излучение, под воздействием которого возникает освещение видимое человеком.

Технические характеристики

Приобретая дроссель нужно внимательно изучать технические характеристики устройства. Он должен соответствовать параметрам газоразрядного осветительного прибора. Существенную роль играет индуктивность дросселя. Такая величина обозначает индуктивное сопротивление устройства, способствующее регулировке поступающего к светильнику электричества.

Немаловажной величиной является коэффициент потери мощности при поддержке необходимых параметров эклектического питания лампы. Также имеет значение качество изделия.

В основном технические данные отличаются в зависимости от мощности дросселя. Согласно такому значению приспособление делят на три группы – «B», «D» и «C». Некоторые электронные модели имеют показатели климатических условий использования.

Электромагнитный дроссель для люминесцентных ламп

Виды

Дроссели бывают двух видов:

  1. Электронный. Такое приспособление работает без подключения стартера. Основными его достоинствами считаются – высокая скорость включения, небольшие габариты и вес изделия, а также способность обеспечить равномерное свечение лампы без мерцаний. Работает электронный дроссель совершенно бесшумно.
  2. Электромагнитный. Такое устройство для люминесцентных светильников подсоединяется параллельно со стартером. Дроссель электромагнитный имеет несложную конструкцию и надежен в использовании. Такие изделия отличаются невысокой стоимостью. К недостаткам данного приспособления причисляют – длительное включение, наличие характерного шума во время работы, возможность мерцаний при запуске, необходимость установки конденсатора.

Согласно типу сетей, в которые подключаются светильники, дроссели различают:

  • бытовые однофазные устройства – 220 Вольт;
  • трехфазные приспособления для люминесцентных ламп промышленного применения – 380 Вольт.

В некоторых моделях дроссель располагается в специальном кожухе, что позволяет размещать его в светильниках наружного расположения. Многие устройства для обеспечения свечения размещены внутри лампу. Такой вариант позволяет надежно защитить дроссель от влияния различных внешних факторов.

Электронный дроссель для люминесцентных ламп

Устройство и схема

Конструкция дросселя вмещает в себя такие компоненты:

  • сердечник, на который намотана проволока из изолирующего материала;
  • специальная смесь для дополнительной защиты обмоточного провода, изготовлена из устойчивых к возгоранию веществ;
  • термоустойчивый корпус для размещения намотки.

Стандартная схема подключения со стартером – это наиболее простой и распространенный вариант подключения люминесцентных ламп. Несмотря на некоторые недостатки, такое подсоединения имеет хорошие показатели.

Стандартная схема подключения люминесцентных ламп

Подключение

Чтобы подключить дроссель по схеме со стартером следует выполнить несколько простых действий:

  • подсоединить стартер к контактам, которые находятся по бокам на выходе осветительного прибора;
  • на свободные выводы подключить дроссель;
  • конденсатор соединить с питающими контактами.

Подключение всех элементов проводится параллельно. За счет конденсатора можно значительно уменьшить сетевые помехи.

Подключение электромагнитного дросселя к люминесцентной лампе

Как проверить исправность?

Дроссель является достаточно прочным и надежным составным элементом люминесцентной лампы. Поэтому выходит из строя устройство очень редко.

Но все же иногда может возникать обрыв его обмотки или перегорание. Также при нарушении изоляционного слоя между витками дроссель перестает функционировать. Как определить исправность дросселя?

Проверка проводится мультиметром. Прибор, настроенный на величину сопротивления подключают к выводам дросселя. При нарушениях в обмотке на измерительном приборе высвечивается бесконечное сопротивление. Минимальные показатели этого значения свидетельствуют о непригодности изоляции или замыкании между витками.

Дроссель для ламп: схема подключения, принцип работы, замена,

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

Дроссель (балласт) является обязательным атрибутом практически любого люминесцентного светильника. В этой статье мы рассмотрим, что это за прибор, как он работает и для чего вообще нужен дроссель в люминесцентных лампах.

Для чего нужна пускорегулирующая аппаратура

Прежде чем мы начнем разговор о дросселе, разберемся, что такое пускорегулирующая аппаратура и для чего она нужна. Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо понять, как работает люминесцентная лампа (ЛДС). Взглянем на ее схематическое изображение.

Схема, поясняющая устройство ЛДС

Перед нами стеклянная колба в виде трубки, в концы которой впаяны две спирали из вольфрама – анод и катод. Сама трубка заполнена инертным газом с небольшим добавлением ртути. Если на анод и катод подать рабочее напряжение, то лампа не засветится – слишком велико сопротивление инертного газа, и тока между электродами не будет.

Для того чтобы прибор запустить, необходимо разогреть спирали. Как только они разогреются, начнется термоэлектронная эмиссия, такая же, как в обычной электронной вакуумной лампе для радиоприемников.

Между электродами начнет течь ток, а пары ртути станут излучать ультрафиолет. Попадая на люминофор, ультрафиолет заставляет его ярко светиться.

Само же УФ излучение практически полностью поглощается стеклом и люминофором.

Пуск ДЛС обеспечивает специальный прибор – стартер, который кратковременно подает на спирали напряжение (о схеме его включения поговорим позже). Он является пусковой частью пускорегулирующей аппаратуры.

Стартеры для запуска ДЛС

Заставить лампу работать (как говорят, «запустить») можно и другим способом, кратковременно подав на электроды повышенное напряжение.  Именно так и работают электронные пускорегулирующие аппараты, о которых поговорим позже.

Но после пуска ЛДС начинаются новые проблемы: тлеющий разряд в колбе переходит в дуговой и мгновенно приводит к короткому замыканию. Чтобы этого не произошло, ток через лампу во время ее работы необходимо ограничивать. Эту роль исполняет еще один прибор – электромагнитный балласт. Он является регулирующей частью пускорегулирующей аппаратуры.

ЭмПРА для ЛДС мощностью 36 Вт

Таким образом, без стартера лампа не запустится, без балласта – сгорит. Комплекс этих двух устройств и называют пускорегулирующим. Теперь, я думаю, тебе понятно, для чего пускорегулирующая аппаратура нужна, и что без нее никак не обойтись.

Важно! Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы. В противном случае лампа либо тут же погаснет, либо не запустится вовсе, либо сгорит.

Схема подключения люминесцентной лампы

Теперь пора узнать, как подключить ЛДС к дросселю и стартеру.

Схема подключения одной люминесцентной лампы

Как это работает? При подаче на светильник напряжения практически все оно, протекая через дроссель, прикладывается к стартеру, поскольку тока через саму лампу нет.

За счет тлеющего разряда биметаллическая пластина в стартере разогревается и замыкает цепь, подавая на спирали полное напряжение сети. Тлеющий разряд в стартере гаснет, биметаллическая пластина остывает и размыкает цепь, но к этому времени спирали лампы уже разогреты.

За счет обратной самоиндукции дроссель формирует короткий высоковольтный (около 1 кВ) разряд и зажигает лампу.

Важно! Если старта не произошло, то процесс пуска повторяется. Ты наверняка видел старые ЛДС, которые часами «моргают», не могут зажечься.

Теперь напряжение на стартере недостаточно для начала в нем тлеющего разряда, и в дальнейшей работе светильника он не участвует.

В работу включается балласт, который ограничивает ток через газоразрядный прибор на заданном уровне. Величина его зависит от мощности дросселя.

Именно поэтому я упоминал выше, что мощность дросселя должна соответствовать мощности ЛДС. В противном случае ток будет слишком мал или слишком  велик.

Наглядная иллюстрация работы люминесцентного светильника со стартером и электромагнитным дросселем

Пару слов по поводу конденсатора, стоящего на входе схемы.

Имея большую индуктивность, балласт потребляет не только активную, но и реактивную энергию, причем последняя расходуется впустую – на нагрев самого дросселя.

Конденсатор, который называют компенсирующим, уменьшает расход реактивной энергии, увеличивая КПД конструкции и облегчая режим работы самого дросселя.

Можно ли подключить к одному дросселю две ЛДС? Тут все будет зависеть от рабочего напряжения самих ламп. Если они рассчитаны на напряжение 220 В, то придется собрать схему с двумя дросселями, точнее, собрать две схемы, которые я привел выше. Но если лампы рассчитаны на напряжение 110 В, то такое вполне возможно.

Схема подключения двух люминесцентных ламп к одному дросселю

Принцип работы этой схемы такой же, как и предыдущей, только каждый стартер отвечает за пуск своей ЛДС.

Собирая такую схему, нужно взять стартеры на 110 В и выбрать дроссель, мощность которого равна суммарной мощности ламп. Кроме того, мощность используемых ламп должна быть одинаковой. Именно такая схема используется в растровых светильниках, которые применяются в офисах.

В них установлено 4 лампы по 18 Ватт. Лампы запитаны попарно, установлено 2 дросселя.

Нередко на дросселе отечественного производства можно увидеть аббревиатуру ЭмПРА. Именно так правильно называется электромагнитный дроссель – Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат.

Зачем нужен дроссель в схеме

В принципе, зачем нужен дроссель для ламп, мы выяснили: чтобы ограничить через них ток на рабочем уровне. Как он включается, мы тоже знаем. Осталось узнать, как и за счет чего он ограничивает ток, поэтому пора поговорить об устройстве дросселя и принципе его работы.

Дросселем в радиотехнике называют обмотку, навитую на сердечник того или иного типа. Но такой дроссель при частоте 50 Гц имеет относительно низкую индуктивность. Чтобы повысить индуктивность дросселя для люминесцентных ламп без увеличения его габаритов, применяют разомкнутый магнитопровод, оставляя между секциями пластин небольшие зазоры.

Дроссель для ЛДС – та же катушка индуктивности, но с незамкнутым магнитопроводом

Почему дроссель оказывает сопротивление току? Проходя через катушку дросселя, переменный ток намагничивает сердечник, запасая в нем магнитную энергию.

Причем при одной полуволне она запасается с одним знаком, при другой – с другим. Но чтобы запасти энергию с другим знаком, нужно сначала «уничтожить» предыдущий: перемагнитить сердечник, который, конечно, “сопротивляется” и не дает это сделать быстро.

Именно за счет такого постоянного перемагничивания ток ограничивается.

Вполне очевидно, что дроссель будет выполнять свои функции только в цепи переменного тока.

Преимущества и недостатки электромагнитного дросселя

Теперь поговорим о преимуществах и недостатках. К преимуществам электромагнитного дросселя можно отнести:

  1. Относительно невысокую стоимость.
  2. Простоту конструкции.
  3. Долговечность.

Недостатков у этого прибора, увы, немного больше. Это:

  1. Большие массогабаритные показатели.
  2. Мерцание лампы с удвоенной частотой питающей сети.
  3. Гудение.
  4. Низкий КПД из-за большого индуктивного сопротивления.
  5. При отрицательных напряжениях может не запустить лампу.
  6. Долгий запуск (от 1 до 3 сек.).
  7. При тяжелом пуске лампа может долго «моргать», из-за чего у нее перегорают спирали.

Можно ли обойтись без него

Выше я писал, что дроссель – неотъемлемая часть пускорегулирующей аппаратуры, а значит, обойтись без него нельзя. Но дроссель дросселю рознь. Существуют приборы, которые ограничивают ток другим, электронным методом. Их называют ЭПРА – Электронный Пускорегулирующий Аппарат.

ЭПРА для люминесцентных ламп

Как видно из схемы, нанесенной на корпус прибора, этот может обслуживать сразу 4 ЛДС, причем для их пуска стартеры не потребуются. Оправдана ли замена ЭмПРА на ЭПРА? Безусловно, поскольку ЭПРА:

  1. Имеет небольшие массогабариты.
  2. Не гудит.
  3. Не вызывает мерцания лампы с частотой сети.
  4. Имеет высокий КПД (на 30-50% выше, чем у ЭмПРА).
  5. Запускает ЛДС практически мгновенно.

Электронный дроссель сложнее и дороже электромагнитного, но цена вполне компенсируется достоинствами.

Типовые неисправности — замыкание, перегрев, обрыв

А теперь рассмотрим возможные неисправности электромагнитных дросселей и научимся их (дроссели) проверять. Самые распространенные неисправности ЭмПРА:

  1. Перегрев. Обычно вызывается неправильной эксплуатацией (светильник не имеет вентиляции или стоит в жарком помещении), напряжением сети выше нормального и производственным браком (межвитковое замыкание).
  2. Обрыв обмотки. Может быть вызван перегревом, механическим повреждением или просто производственным браком.
  3. Замыкание. Может быть как межвитковое, так и полное. Причины те же: брак, перегрев, механическое повреждение.

Как проверить электромагнитный дроссель

Сделать это несложно, причем никаких измерительных приборов не потребуется. Достаточно собрать простую схему прямо на коленках, подключив лампу накаливания параллельно стартеру и через дроссель запитанную от розетки:

Схема проверки дросселя

Важно! Мощность лампы для проверки должна примерно равняться мощности проверяемого дросселя (балласта).

Итак, собираем схему, включаем. В результате видим:

  1. Лампа не горит. В балласте обрыв.
  2. Горит на полную яркость. Замыкание.
  3. Моргает или горит вполнакала. Балласт, возможно, исправен.

Пусть теперь схема поработает хотя бы с полчаса. Если балласт нагрелся выше 70 градусов Цельсия, то, скорее всего, он имеет межвитковое замыкание. Такой прибор просто не запустит ЛДС, а если и запустит, то из него в скором времени пойдет дым.

Возможен еще один тип неисправности – пробой на корпус. Тут уже понадобится мультиметр, который поставлен в режим измерения максимально больших сопротивлений.

Измеряем сопротивление между клеммами и корпусом дросселя, мультиметр должен показывать «бесконечность».

Вот и подошла к концу беседа об электромагнитных дросселях.

Теперь ты знаешь, для чего они нужны, как устроены и даже сможешь самостоятельно проверить этот простой, но такой необходимый прибор.

ПредыдущаяСледующая

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.