Люмінесцентні світильники-принцип роботи - все про електромонтажі і проектуванні
Люмінесцентні світильники - принцип роботи
Люмінесцентні світильники є найпоширеніший тип світильників для освітлення адміністративних будівель. Останнім часом вони знаходять застосування і для освітлення житлових будівель. При проектуванні освітлення світильники з люмінесцентними лампами часто розглядаються як основний тип використовуваних світильників. Джерелом світла в таких світильниках є люмінесцентна лампа. яка відноситься до широкого класу газорозрядних ламп, які використовують властивість деяких газів і парів металів світитися в електричному полі. Люмінесцентна лампа являє собою довгу тонку скляну трубку, покриту всередині люмінофором. Трубка заповнена інертним газом, в який додані пари ртуті. По краях трубки розташовані катоди, що представляють собою вольфрамові спіралі (напруженням) покриті шаром оксиду барію. Спіралі підключені до штирькам, які виходять назовні і службовцям для підключення лампи.
Люмінесцентні лампи для малогабаритних світильників можуть бути виконані у вигляді кільця, спіралі або мати іншу форму, що дозволяє зменшити габарити лампи.
Існує велика кількість різних схем включення люмінесцентних ламп. Розглянемо принцип роботи лампи на прикладі простої схеми зі стартером і дроселем, показаної на Рис. 1. Дросель і стартер є електромагнітну пускорегулюючі апаратуру (ПРА).
Рис.1 Запуск люмінесцентної лампи з використанням електромагнітного ПРА
При подачі напруги на вхід схеми практично всю напругу прикладається до стартера, який представляє собою неонову лампочку, у якій електроди виготовлені з біметалевих пластин. Між пластинами неонової лампочки виникає тліючий розряд, що розігріває пластини. Під дією температури пластини згинаються і замикаються між собою. Біметалічні пластини виготовляють шляхом з'єднання двох пластин з різнорідних металів, що мають різний коефіцієнт лінійного температурного розширення, внаслідок чого нагрів призводить до вигину таких з'єднаних пластин. Після замикання пластин обидва напруження люмінесцентної лампи розігріваються проходять по ним струмом. А пластини неонової лампочки стартера остигають і розмикаються. У дроселі виникає перехідний процес, викликаний різким зменшенням проходить по ньому струму: між Розжарите люмінесцентної лампи з'являється імпульс напруги, що значно перевищує за величиною напруга мережі живлення. У лампі виникає газовий розряд, що супроводжується світінням, який вже підтримується тільки електричним полем між катодом. Дросель обмежує струм через лампу. Конденсатор С1 необхідний для підвищення коефіцієнта потужності світильника. Конденсатор С2 служить для придушення високочастотних перешкод.
Випускається велика номенклатура різних стартерів в залежності від потужності ламп. У світильниках часто дві люмінесцентні лампи включають послідовно. Стартери для такого включення мають іншу напругу включення, ніж використовувані для однієї лампи.
Розряд в лампі супроводжується ультрафіолетовим випромінюванням, довжина хвилі якого лежить за межами видимого оком світла (приблизно 254 нм). Це випромінювання збуджує в люмінофорі світіння з довжинами хвиль видимого світла. Ультрафіолетове випромінювання практично повністю затримується стінками скляної трубки.
Світильники з електромагнітними ПРА мають ряд недоліків: дроселі, що входять до складу ПРА, сильно гріються і гудуть; низький коефіцієнт потужності - доходить до 0,5; світильники погано включаються при зниженому, навіть на 10%, напрузі мережі; світіння ламп супроводжується мерехтінням з частотою мережі, що призводить до стомлюваності очей; можливе виникнення стробоскопічного ефекту - зорової ілюзії нерухомості обертового предмета.
Електромагнітні ПРА поступово витісняються електронними ПРА (ЕПРА), в яких всі функції по запуску лампи і регулювання режимом її роботи виконує електронна схема. В електронному ПРА напруга з частотою 50 Гц перетворюється в напругу з частотою в декілька десятків кГц. Для обмеження струму в лампі тут також є дросель, але на підвищеній частоті втрати потужності в ньому нехтує малі. Електронні ПРА дозволяють зменшити мерехтіння ламп і усунути стробоскопічний ефект, підвищити коефіцієнт потужності до 0,9 - 0,95, здійснювати плавне запалювання ламп і значно збільшити тривалість їх роботи. Спеціальні електронні ПРА дозволяють дімміровать люмінесцентні світильники, змінюючи їх світловий потік в широких межах. Для таких ЕПРА замість вимикача встановлюється спеціальний диммер, розрахований для роботи з даним типом ЕПРА. Економія електроенергії при переході від електромагнітних ПРА до електронних становить 20 - 30%, а при використанні дімміруемих світильників значно більше. Тому при проектуванні освітлення найчастіше підбирають світильники саме з електронним ПРА. А компактні люмінесцентні лампи (часто звані енергозберігаючими) для малогабаритних світильників містять схему електронного ПРА всередині корпусу лампи.
Мерехтіння ламп і стробоскопічний ефект в світильниках з електромагнітним ПРА можна істотно знизити при освітленні великих приміщень, в яких значна кількість світильників рівномірно розподілено по трьох фазах електромережі. При цьому спад світлового потоку в світильниках однієї фази компенсується підвищенням світлового потоку в інших фазах. Підбираючи світильники при проектуванні освітлення необхідно враховувати, що світильники з електронним ПРА мають незрівняне перевагу, якщо в приміщенні передбачається встановити невелику кількість світильників. Коли немає можливості розподілити їх рівномірно по всім трьом фазам електричної мережі.
До ЗМІСТУ (Всі статті сайту)