Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

Содержание

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

Источник: https://LampaExpert.ru/vidy-i-tipy-lamp/lyuminestsentnaya/drossel-dla-lamp

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.

Источник: https://foratec-energo.com/zachem-nuzhen-drossel-dlya-lyuminestsentnyh-lamp/

Дроссели (ПРА) для люминесцентных ламп:устройство,принцип работы и ремонт

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы, которые являются представителями типа газоразрядных лам, невозможно зажечь как обычные лампы накаливания, просто подключив к ним напряжение питающей сети. Просто не произойдет ничего. Чтобы выполнить зажигание такой лампы необходима специальная схема или электронный пускорегулирующий аппарат.

В случае применения простейшей схемы для запуска тлеющего разряда в колбе газоразрядной лампы потребуется стартер и дроссель. Со стартером все понятно. Он требуется только для запуска, после чего он отключается. В работе всегда участвует дроссель. Его задача ограничивать ток, протекающий через лампы. Может показаться, что достаточно резистора.

Он и меньшие размеры имеет. Теоретически, в цепи на переменном токе можно ограничивать ток резистором, конденсатором, катушкой индуктивности. Но в отличие от резистора, она обладает реактивным сопротивлением. И это делает его наиболее уместным вариантом, для его использования в качестве балластного элемента.

В схеме он подключается последовательно с лампой.

Благодаря реактивному сопротивлению и выполняется защита от лавинообразного нарастания тока.

Устройство дросселя (ПРА)

Внешний вид дросселя

На фотографии представлен дроссель для люминесцентных ламп дневного света. По большому счету он является катушкой индуктивности с металлическим сердечником в корпусе (кожухе) из листового металла.

Более современные изготавливаются в термоустойчивом пластиковом корпусе, имеют более низкие массо-габаритные показатели. Это промышленное название (максимально близкий перевод — ограничитель). Его сопротивление по постоянному току порядка 60 Ом.

 При проверке мультиметром, в случае индикации бесконечного сопротивления – дроссель неисправен, в обрыве. Если сопротивление менее 55 Ом, это также означает неисправность дросселя. В этом случае он, скорее всего, имеет межвитковое замыкание.

Это случалось со старыми ПРА, когда начинает рассыпаться компаунд и происходит отслоение лака с проволоки. В простейшей схеме он выполняет функцию балласта.

Дроссель в разрезе

Сердечник дросселя обычно изготавливается из трансформаторной стали, при этом пластины, входящие в его набор, электрически не контактируют между собой. Это сделано для уменьшения вихревых токов.

Принцип работы дросселя

Основное, что делает дроссель – это производит сдвиг фазы переменного тока в момент перехода через ноль. За счет этого поддерживается тлеющий разряд в колбе газоразрядной лампы. Для ограничения тока, проходящего через электроды лампы выбран дроссель так как он имеет реактивное сопротивление. Кроме того, любая катушка индуктивности может накапливать энергию.

Для зажигания тлеющего разряда необходим импульс электрического тока, это тоже обеспечивается дросселем.

При подаче питания на схему происходит следующее:

  1. Ток идет по схеме через каушку, электроды лампы и стартер. Он сравнительно не велик, не более 50 мА.
  2. В колбе стартера происходит ионизация газа, температура растет.
  3. Биметаллические контакты замыкаются, сила тока возрастает до 600 мА. Дальнейший ток ограничивается дросселем
  4. Этого тока вполне достаточно для разогрева электродов лампы EL
  5. В лампе EL1 начинает протекать тлеющий разряд, образуется ультрафиолетовое излучение.
  6. Люминофорное покрытие под действием образовавшегося ультрафиолета начинает испускать свет с видимой длиной волны.

Важно помнить, что параметры лампы и дросселя коррелируют. Обычно самостоятельное изготовление дросселя лишено смысла. Сейчас на рынке очень много различной пуско-регулирующей аппаратуры. Дополнительно дроссель снижает помехи и сглаживает пульсации.

Классификация и разновидности дросселей

В разных схемах дроссели могут выполнять разные функции. Допустим в схеме осветителя на люминесцентной лампе у него одни задачи, в электронике при помощи катушки можно, допустим, произвести развязку разночастотных электронных схем, или использовать в LC-фильтре. Это и определяет классификацию.

 Вид дросселя зависит от его назначения в каждой конкретной схеме. Это могут быть фильтрующие, сглаживающие, сетевые, моторные, особого назначения. В любом случае, их объединяет общее свойство: высокое сопротивление по переменному току и низкое – по постоянному.

Этим можно добиться снижения электромагнитных помех и наводок. В однофазных цепях катушку индуктивности можно применить в качестве ограничителя (предохранителя) от бросков напряжения. Функцию сглаживания дроссель выполняет в фильтрах выпрямителей.

Обычно применяется LC-фильтр.

Схема подключения дросселя для люминесцентных ламп

Схема подключения дросселя для люминесцентной лампы

Это простейшая схема для одного источника света. В случае использования двух ламп можно ограничится одним дросселем, но в этом случае, он должен выдерживать суммарную мощность двух ламп.

Схема подключения дросселя для  двух люминесцентных ламп

В данной схеме конденсатор С1 желателен, но он не является обязательной частью схемы. Теоретически вместо стартеров можно поставить обычные кнопки без фиксации. После зажигания светильника эти кнопки необходимо отпустить.

Ремонт дросселя

Неисправность дросселя можно установить с помощью замены стартера и/или люминесцентной лампы на заведомо исправные. Если в этом случае освещения нет, то причина в нем. Неисправность дросселя можно определить и при помощи мультиметра в режиме измерения сопротивления. Работоспособный электромагнитный дроссель имеет сопротивление около 60 Ом.

Допустимое отклонение составляет около 10 процентов. Если сопротивление мало, то это указывает на межвитковое замыкание. Это случается на дросселе, который достаточно долго эксплуатируется. Причина заключается в отслоении лакокрасочной изоляции и замыкании витков. Бесконечное сопротивление указывает (либо вообще нет прозвонки) на обрыв, отсутствие контакта.

Скорее всего он просто сгорел, так был скачок напряжения.

Помните что при работе с любыми электроприборами необходимо соблюдать технику безопасности! 

Источник: https://vamfaza.ru/dlja-chego-nuzhny-drosseli-pra-dlja-ljuminescetnyh-lamp/

Дроссель для люминесцентных ламп: 36вт, электронный, устройство, назначение

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп

До настоящего времени дроссель для ламп был незаменимым узлом люминесцентного светильника (ЛЛ), выпущенная английской компанией General Electric в 1934 году.

Она создала первые трубки с горячим катодом, в которых использовался положительный разряд в колонке в ртутной атмосфере низкого давления, для генерации коротковолнового УФ-излучения. Последнее стимулировало флуоресцентное порошковое покрытие на внутренней поверхности разрядной трубки.

Хотя в той конструкции еще отсутствовали многие современные функции, но именно General Electric стал первопроходцем на рынке флуоресцентных ламп.

Дроссель для лампочек

Популярность люминесцентных ламп подтверждается тем фактом, что она и сегодня вырабатывает больше количества света на планете, чем любой другой источник. Пик производства был достигнут к 1970-му году. По современным оценкам, сегодня на их долю приходится около 80% мирового искусственного освещения.

Люминесцентное освещение

Люминесцентный вид освещения предлагает низкую стоимость системы, очень большой срок службы. Он полностью диммируемый и простой в использовании, и, кроме того, достигает высокой световой отдачи. Большая площадь трубки хорошо подходит для эффективного и безбликового освещения больших пространств.

Флуоресцентная лампа использует электричество, чтобы ртутный газ смог излучать ультрафиолетовый (УФ) свет. Когда этот свет, который невидим невооруженным глазом, взаимодействует с покрытием порошка люминофора внутри трубки, он начинает светиться и излучать яркий свет.

Для того чтобы контролировать пропускаемое электричество, используют дроссель или в западной терминологии — дроссель балласт или механизм управления.

Он представляет собой небольшое устройство, подключенное к электрической цепи источника света, которое ограничивает количество тока, проходящего через него.

Дроссель для лампочек

Поскольку напряжение в бытовой сети имеет более высокое значение, чем необходимо для работы светильника, дроссель первоначально дает источнику скачок напряжения для запуска, а затем только поддерживает минимальное количество для безопасной работы.

Процесс, который происходит внутри флуоресцентного света, вовлекает молекулы ртутного газа, нагреваемые электричеством. Без дросселя, контролирующего этот процесс, на лампу поступало бы много тока, который вывел бы ее из строя.

Флуоресцентные лампы используют два вида балластов:

  1. Магнитные, которые устарели и сегодня уже не используются в новых моделях ламп. Работа их построена на принципах электромагнетизма, когда электрический ток проходит через провод, он генерирует вокруг себя магнитную силу. Балласт содержит катушку из медной проволоки. Магнитное поле, создаваемое проводом, задерживает большую часть тока. Это количество может колебаться в зависимости от толщины и длины медной проволоки.
  2. Электронный дроссель для люминесцентных ламп использует более сложные схемы и компоненты, может с большей точностью контролировать ток, проходящий через люминесцентные лампы. По сравнению со своими магнитными аналогами они меньше, легче, эффективнее и, благодаря подаче энергии на гораздо более высокой частоте, практически не вызывают мерцание или жужжание.

Важно! Магнитные балласты не могут функционировать без помощи стартера. Этот небольшой цилиндрический элемент расположен позади светильника и заполнен газом, который при нагревании позволяет зажечь свет.

Характеристики

Базовые функции балластов: обеспечивает процесс подогрева катодов для старта процесса электронной эмиссии, создает напряжение стартового разряда и последующее ограничение рабочего тока.

В режиме переменного тока, он обеспечивает сдвиг фаз (cos f) между I и U, называемым коэффициент мощности. Эта величина обозначается в паспорте и маркировки балласта.

Активная мощность рассчитывается по соотношению: P = U х I х cosf, очевидно, что низкий cos f дает рост использования реактивной энергии.

Маркировка балласта

В связи, с чем балласты группируются по уровню мощности:

  • С— низкий показатель;
  • В— супернизкий;
  • D — средняя возможность поглощения.

Классификация и по уровню шума:

  • С — очень низкий шумовой эффект;
  • А — особо низкий показатель;
  • П — пониженный шум;
  • Н — норма.

Технические характеристики балласта должны соответствовать показателям мощности лампы, иначе она работать не будет.

Люминесцентные ламы требуют установку дросселей различной мощности:

  • Вт до 15.0 Вт — небольшие настольные светильники;
  • 16.0 Вт до 36.0 Вт — потолочные и настенные бытовые осветительные устройства;
  • 37.0 Вт до 80.0 Вт — мощные промышленные осветительные системы с несколькими единичными точками света.

На территории России выпуск люминесцентных ламп и комплектующих производятся достаточно большими партиями — от миллиона ламп в год. Производство организовано на предприятиях: «ЛИСМА-ВНИИС» им.

Лодыгина, «Фотон», Саранский завод точных приборов, компании «СЭПО-ЗЭМ». Среди западных производителей популярностью пользуются греческая компания Schwabe Hellas и финская Helvar.

Считается, что балласты и стартеры лучше приобретать известных марок, таких как Navigator или Luxe.

Как работает

Первоначально, подается переменное напряжение, которое пройдя через дроссель, попадает на лампу. Так как мощность передается через балласт, который является индуктором, он ограничивает ток и препятствует возникновению короткого замыкания в лампе. Далее ток проходит через нити накаливания и нагревает их, а также присутствующие в трубке газы.

Работа люминесцентных ламп

Разрядная трубка заполнена газообразным аргоном и имеет внутри фосфорное покрытие, а также содержит небольшое количество ртути.

Затем ток поступает на стартер, внутри которого есть биметаллическая полоса, расширяемая при нагревании и замыкающая цепи, минуя лампу и создавая короткое замыкание. Когда цепь замкнута, напряжение падает до нуля.

После того биметаллическая полоса остынет, она возвращается в исходное положение, открывая цепь. Так как в балласте имеется индуктор и собственное магнитное поле.

Во время размыкания цепи, магнитное поле разрушается и это создается «индуктивный удар с всплеском высокого напряжения, проходящего через нить накала, создавая дугу, для возбуждения фотонов в газовой среде аргона. Их эмиссия вызывает излучение ультрафиолетового света, который, проходя через фосфорное покрытие лампы, преобразуется в видимый свет.

Назначение дросселя

Принципиальные схемы электронных балластов разные. Но все они поддерживают фактическую типовую структурную схему:

  1. Сначала подключается последовательный резистор. Он подключен для ограничения тока перегрузки и короткого замыкания. В некоторых электронных балластах вместо последовательного резистора используется предохранитель. Этот резистор имеет очень низкое значение до 22 Ом.
  2. Затем подключается схема фильтра электромагнитных помех, который состоит из одного последовательного индуктора и одного параллельного конденсатора.
  3. Затем используется выпрямительная схема для преобразования переменного тока в постоянный. Схема мостового выпрямителя состоит из четырех PN диодов.
  4. Конденсатор подключен параллельно для фильтрации постоянного тока, поступающего из выпрямительной цепи.

Применяется инверторная схема с использованием двух транзисторов. Эти транзисторы создают высокочастотный переменный ток и повышающий трансформатор. С частотой в электронном балласте от 20.0 кГц до 8.00 кГц. Как правило, транзистор создает прямоугольный токовый сигнал.

Повышающий трансформатор повышает уровень напряжения до 1000.0 В. В начальный момент и после того, как лампочка накаливания загорается, напряжение на ней снижается до 230 В.

Таким образом главное назначение дросселя в люминесцентной лампе — сдерживать ток при работе осветительного прибора.

Конструкция

Конструктивно он выполнен из индуктивной катушки, намотанной на ферримагнитный сердечник, имеющего сходство с трансформатором, но с одной обмоткой из медного эмаль-провода.

Типовая структура дросселя:

  • Проволока с изолированным покрытием;
  • сердечник ферритовой конструкции, обеспечивающий индуктивность;
  • компаунд для заливки — негорючее вещество, для дополнительного обеспечения межвитковой изоляции;
  • корпус из термоустойчивых полимеров для размещения функциональных узлов.

Катушка

Дроссель в схеме ЛЛ должен выполнить скачок, чтобы возникло ЭДС самоиндукции катушки по правилу Ленца. Чтобы увеличить эти свойства, провод накручивают на сердечник, тем самым увеличивая электромагнитный поток.

Таким образом, по устройству балласт — это обыкновенная катушка, работающая по типу электротрансформатора.

Катушка дросселя

Обратите внимание! Перед применением нужно их точно рассчитать, чтобы обеспечить работоспособность ламп. Особенно в момент старта свечения, когда потребуется разряд достаточно высокого напряжения, чтобы пробить газовую среду.

После чего балласт, примет на себя функции гасящего устройства. Поскольку для того чтобы ЛЛ светилась, больших параметров тока не требуется, в связи с чем этот класс светильников обладает повышенной экономичностью.

Сердечник для балласта

Индуктивность дросселя люминесцентных ламп обеспечивается сердечником, поэтому он выполняется из пластин с ферромагнитными свойствами, изолированные друг от друга, чтобы препятствовать токам Фуко, создающим недопустимые помехи в работе. Он служит мощным функциональным барьером, как при снижении входного напряжения, так и при его подъеме.

Сердечник

Конструкция относится к низкочастотным схемам. Переменный ток в бытовых электросетях имеет большой диапазон колебаний: от 1.0 до миллиарда Гц и выше и группируется по таким градациям:

  1. Звуковые низкие частоты с диапазоном от 20.1 Гц до 20.1 кГц.
  2. Ультразвуковые от 20.1 кГц до 100.1 кГц.
  3. Сверхвысокие свыше 100.1 кГц.

Дополнительная информация. Сердечник присутствует только у низкочастотных дросселей, в высокочастотных вариантах сердечники не устанавливаются. Для намотки медного провода, применяют пластиковые каркасы или обыкновенные резисторы. В этом случае трансформатор выполнен в форме секционной, многослойной намотки.

Как подобрать

В паспортной документации для дросселя указывается, какие типы, и конфигурации ламп предназначены для работы с ним. Для правильного выбора нужно обратить внимание на следующие данные:

  1. Контрольный список параметров выбора дросселя ЛЛ.
  2. Тип запуска — мгновенный или запрограммированный.
  3. Обычный балластный коэффициент (от 0,77 до 1,1) является значением по умолчанию для большинства ламп.
  4. Входное напряжение — 120/230/380В.
  5. Минимальная начальная температура от −17С до 20С.
  6. Схема — параллель это норма. Это позволяет другим лампам оставаться зажженными, даже если одна лампа в приборе гаснет.
  7. Контроль анти-стратификации — нежелательные яркие и тусклые области, которые могут образовывать структуру стоячей волны по всей длине лампы. Полоски более вероятны, когда лампа работает при низких температурах.
  8. Оценка звука: балласт с рейтингом «А» будет тихо гудеть; балласт с рейтингом «D» вызовет ярко выраженный шум.
  9. Гарантия производителя.

Как подключить дроссель

Установка люминесцентного дросселя не сложная, но, как и всегда, при работе с электрическими цепями, лучше доверить ее квалифицированному специалисту, если у пользователя не соответствующей группы допуска по электробезопасности.

Алгоритм установки дросселя на ЛЛ:

  1. При установке люминесцентного осветительного прибора сначала отключают питание от сети.
  2. Снимают пластину рассеивателя, закрывающую лампу и удаляют саму лампу.
  3. При получении доступа к дросселю снимают с него крышку и отсоединяют все провода. Перед этим рекомендуется удостовериться, что питание прибора не выполняется, используя тестер напряжения.
  4. После приобретения необходимого балласта выполняют зачистку проводов для подсоединяют по указанной схеме.
  5. Включают электропитание только тогда, когда все вышеперечисленные шаги были выполнены в обратном порядке ибалласт будет полностью установлен.

Обратите внимание! Согласно европейским нормам старые дросселя утилизируют, поскольку они содержат токсины, вредные для окружающей среды.

Как заменить

В последнее время очень часто такая операция вызвана необходимостью замены магнитных дросселей на электронные. Этот процесс довольно прост и понятен, но также должен выполнятся специалистами электриками.
Процесс замены балласта с магнитного на электронный:

  1. Отключают питание на прибор.
  2. Открывают светильник, снимают колбу и балластный кожух.
  3. С помощью кусачек обрезают силовые (коричневые) и нейтральные (синие) провода, идущие в прибор.
  4. Закрывают провода проволочными гайками.
  5. Кусачками, отрезают провода и снимают магнитный балласт.
  6. Присоединяют электронный балласт в место, где был магнитный.
  7. Подключают провода питания и нейтрали к соответствующим балластным проводам.
  8. Закрепляют провода проволочными гайками.
  9. Возвращают колбу лампы и дроссельный кожух обратно.
  10. Включают питание на лампу.

Правильно установленные и функционирующие электрические осветительные балласты должны долго проработать, обеспечивая безопасный, хорошо регулируемый ток для ламп освещения без раздражающего мерцания и гудения.

Схема дневного освещения

Дроссель, хоть и выполняет сегодня важную роль в установке ЛЛ, но уже не является незаменимым, его место занял электронный пускорегулирующий аппарат ЭПРА (электронный балласт).

Собственникам помещений,планирующим устанавливать такое освещение нужно учитывать, что 1 июля 2018 года в России запрещено применение трубчатых ЛЛ, а также ртутных ламп, а с начала 2020 года будут запрещены люминесцентные и натриевые светильники.

Источник: https://rusenergetics.ru/svet/drossel-dlya-lyuminestsentnykh-lamp

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.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c9ca52b27839400b33cc158/5dbe89888f011100ad33c0d0

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

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