Схеми включення люмінесцентних ламп зі стартерами
Найпростіша стартерная схема включення наведена на рис. 1. Основні елементи цієї схеми: стартер, включений паралельно лампі, і дросель, з'єднаний послідовно з нею.
Схема детекторного приймача з однолампових підсилювачем низької частоти.
Стартер являє собою невелику газорозряд-ву лампу тліючого розряду (рис. 2).
Скляна кол-ба наповнюється інертним газом (неон або суміш гелій-водень) і поміщається в металевий або пластмас-совий корпус, на верхній кришці якого є смо-тров вікно.
У деяких конструкціях стартерів оглядове вікно відсутня. Стартер має 2 електро-та. Розрізняють несиметричну і симетричну кон-струкції стартерів. У несиметричних стартерах 1 електрод нерухомий, а 2-ий - рухливий, виготовлений з біметалу.
Малюнок 1. Найпростіша стартерная схема включення.
В даний час найбільшого поширенням страненіе отримала симетрична конструкція старті-рів, у яких обидва електроди виготовляються з біме-талії. Ця конструкція має ряд переваг в порівнянні з несиметричною.
Напруга запалювання в стартері тліючого розряду вибирається таким чином, щоб воно було менше номінальної напруги мережі, але більше робочої напруги, що встановлюється на Люми-несцентной лампі при її горінні.
При включенні схеми (рис. 1) на на-напруга мережі воно повністю виявиться прикладеним до стартера. Електроди стартера розімкнуті, і в ньому виникає тліючий розряд. У ланцюзі буде проходити невеликий струм (20-50 мА). Цей струм на-Гревал біметалічні електроди, і вони, згинаючись, замкнутий ланцюг, і тліючий розряд в стартері припиниться. Через дросель іпоследовательно з'єднані катоди почне проходити струм, який буде підігрівати катоди ламп. Величина цього струму визначається індуктивним опором дроселя, що обирається таким чином, щоб струм попереднього підігріву катодів в 1,5-2,1 рази перевищував номінальний струм лампи. Тривалість попереднього підігріву катодів визначається часом, протягом якого електроди стар-тера залишаються замкнутими. Коли електроди стартера замкнуті, вони остигають, і після певного проміжку часу, званого часом контактування, електроди раз-поневіряються. Так як дросель має велику індуктівностио, то в момент розмикання електродів стар-тера в дроселі виникає великий імпульс напруги-ня, що запалює лампу.
Малюнок 2. Стартери тліючого розряду.
Після запалювання лампи в ланцюзі встановиться струм, рав-ний номінальному робочому струму лампи. Цей струм обу-зловить таке падіння напруги на дроселі, що на-напруга на лампі стане приблизно рівним половині номінальної напруги мережі. Так як стартер вклю-чен паралельно лампі, то напруга на ньому буде дорівнює напрузі на лампі і в зв'язку з тим, що воно недостатньо для запалювання тліючого розряду в стар-тере, його електроди залишаться роз'єднаними при горе-нии лампи.
Можливість запалювання лампи залежить від длитель-ності попереднього підігріву катодів і величини струму, що проходить через лампу в момент розмикання електродів стартера. Якщо розрив ланцюга відбудеться при малому значенні струму, то величина индуктированной в дроселі е. д. з. і, отже, прикладеного до лампи напруги може виявитися недостатньою для її запалювання, і лампа не загорається. Тому, якщо при першій спробі стартер не запалить лампу, він відразу ж автоматично буде повторювати описаний процес до тих пір, поки не відбудеться запалювання лампи. Паралельно електродів стартера включений кондом-Сатор ємністю 0,003-0,1 мкф. Цей конденсатор зви-но розміщується в корпусі стартера.
Конденсатор виконан-вується 2 функції: знижує рівень радіоперешкод, метушні-кающих при контактуванні електродів стартера і створюваних лампою; з іншого боку, цей конденсатор-тор впливає на процеси запалювання лампи. Конденсатор зменшує величину імпульсу напруги-ня, утвореного в момент розмикання електродів стар-тера, і збільшує його тривалість. При відсутності конденсатора напруга на лампі дуже швидко віз-розтане, досягаючи декількох тисяч вольт, але тривалість його дії дуже невелика. У цих усло-віях різко знижується надійність запалювання ламп. Кро-ме того, включення конденсатора паралельно електро-дам стартера зменшує ймовірність зварювання або, як кажуть, залипання електродів, що виходить в ре-док освіти електричної дуги в момент розмикання електродів. Конденсатор сприяє швидкому гасінню дуги.
Малюнок 3. Схема компенсує котушки.
Застосування конденсаторів в стартер не забезпечує повного придушення радіоперешкод, створюваних люмінесцентною лампою. Тому необхідно додатково на вході схеми (рис. 1) встановити 2 конденсатора ємністю не менше 0,008 мкф кожен, з'єднаних послідовно, і середню точку заземлити.
У ряді випадків використання люмінесцентних лам, потрібно створювати такі умови, коли струм через лампу випереджав би по фазі напруга мережі. Такі схеми називаються випереджаючими. Для виконання цієї умови послідовно з дроселем включається конденсатор, ємність якого розраховується таким чином, щоб його опір місткості було більше індуктивного опору дроселя.
В випереджаючому баласті в період запалювання лампи струм попереднього підігріву катодів має недостатню величину. Для усунення цього явища необхідно на час запалювання лампи збільшити струм попереднього підігріву, що можна зробити, якщо частково компенсувати ємність індуктивністю. У ланцюг стартера включається додаткова індуктивність у вигляді компенсує котушки (рис. 3). При замиканні електродів стартера ця компенсує котушка включається послідовно з дроселем і конденсатором, загальна індуктивність схеми віку-ет, а разом з нею збільшується струм попереднього підігріву. Після розмикання електродів стартера когось пенсирующие котушка відключається, і в робочому режимі лампи вона не бере. Індуктивність додаткової котушки компенсує ємність конденсатора, установ-ленного в стартері. Тому в схему вводиться додаткового-вальний конденсатор ємністю не менше 0,008 мкф, що включається паралельно лампі і виконує в цьому випадку роль Помехоподавляющие конденсатора.
Схеми підключення двох люмінесцентних ламп.
Один з недоліків розглянутих схем - низький коефіцієнт потужності. Він становить величину 0,5-0,6. Пускорегулюючі апарати (ПРА), виконані на основі цих схем, відносяться до групи так званих некомпенсованих апаратів. При використанні та-ких апаратів, згідно з правилами пристрою електро-установок (ПУЕ), для підвищення низького коефіцієнта потужності необхідно передбачати групову когось компенсація коефіцієнта потужності, що забезпечує до-ведення його для всієї освітлювальної установки до вели-чини 0,9-0, 95.
При неможливості або економічної нееффектів-ності застосування групової компенсації коефіцієнта потужності використовують схеми, в яких додатково паралельно лампі включається конденсатор достатньої ємності, обраний таким чином, щоб коефіцієнт потужності схеми підвищився до величини 0,85-0,90 (рис. 1). ПРА, виготовлений за цією схемою, називають компенсованим. Розрахунки показують, що при напрузі 127 в для ламп потужністю 15 і 20 Вт конденсатор повинен мати ємність 3,5-4 МКФ, для ламп потужністю 30 і 40 Вт при напрузі 220 В ємність кон-денсатора становить 3-5 МКФ.
Основний недолік стартерних схем запалювання - їх низька надійність, яка обумовлена, ненадійністю роботи стартера. Надійна робота стартера також залежить від рівня напруги в мережі живлення. Зі зниженням напруги в мережі живлення збільшується час, необхідний для розігріву біметалевих електродів, а при зменшенні напруги більш ніж на 20% номінального стартер взагалі не забезпечує контактування електродів, і лампа не буде запалюватися. Значить, із зменшенням напруги в мережі живлення час запалювання лампи збільшується.
У люмінесцентної лампи в міру старіння спостерігається збільшення її робочої напруги, а у стартера, навпаки, з ростом терміну служби напруга запалювання тліючого розряду зменшується. В результат цього можливо, що при палаючої лампі стартер почне спрацьовувати і лампа гасне. При розмиканні електродів стартера лампа знову спалахує і спостерігається миті-ня лампи. Таке миготіння лампи, крім спричиненої їм неприємного зорового відчуття, може привести до перегріву дроселя, виходу його з ладу і псування лампи. Подібні ж явища можуть мати місце при використанні старих стартерів в мережі зі зниженим »рівнем напруги. При появі спалахів лампі необхідно замінити стартер на новий.
Стартери мають значні розкид часу контактування електродів, і воно дуже часто недостатньо для надійного попереднього підігріву катодів ламп. В результаті стартер запалює лампу після декількох проміжних спроб, що збільшує тривалість перехідних процесів, що знижують термін служ-би ламп.
Загальний недолік всіх однолампових схем - неможливе вість зменшити створювану однієї люмінесцентними-ної лампою пульсацію світлового потоку. Тому такі схеми можна застосовувати в приміщеннях, де встановлюється кілька ламп, а в разі їх використання для групи ламп рекомендується з метою зменшення пульсу-ції світлового потоку лампи включати в різні фази трифазного ланцюга. Необхідно прагнути до того, щоб освітленість в кожній точці створювалася не менше ніж від 2-3 ламп, включених в різні фази мережі.
Дволампові схеми включення
Застосування двох-лампових схем включення дає можливість зменшити пульсацію сумарного світлового потоку, так як куль-сації кожної лампи відбуваються не одночасно, а з деяким зрушенням за часом. По-цьому сумарний світловий потік 2-х ламп ніколи не буде дорівнює 0, а коливається біля деякого середовищ-нього значення з частотою, меншою, ніж при одній лам-пе. Крім того, ці схеми забезпечують високий коеф-фициент потужності комплекту лампа-ПРА
Малюнок 4. Схема з розщепленої фазою
Найбільшого поширення набула двухлампо-вая схема, яка називається часто схемою з розщепленої фазою (рис. 4). Схема складається з 2-х елементів-гілок, що відстає і випереджає. У 1-ій гілки ток відстає по фазі від напруги на кут 60 °, а в 2-ій - опе-Режан на кут 60 °. Завдяки цьому струм у зовнішній це-пі буде майже збігатися по фазі з напругою, і коефіцієнт потужності всієї схеми складе величину 0,9-0,95. Цю схему можна віднести до групи компенсуючого-рова, і в порівнянні з однолампових некомпенсованою схемою вона має ту перевагу, що не потрібно приймати додаткових заходів для підвищення ефектив-ності коефіцієнта потужності.
При виготовленні ПРА за цією схемою загальна витрата конструкційних матеріалів менше, ніж для однолампових апаратів. В даний час випускається велика кількість різних типів апаратів, виконаних за цією схемою.
Схема послідовного включення люмінесцентних ламп.
Послідовне включення люмінесцентних ламп, в деяких практичних випадках може виникнути необхідність у послідовному включенні люмінесцентних ламп: наприклад, буде потрібно включити в мережу з напругою 220 В дві лампи потужністю 15 або 20 Вт, що мають робочу напругу близько 60 В.
Для послідовного включення повинні бути взяті 2 однакові по потужності лампи. Не рекомендується включати послідовно лампи різної потужності, так як робочий струм у таких ламп неоднаковий за величиною. В якостей баластного опору може бути використаний стандартний дросель, розрахований на сумарну потужність послідовно включаються ламп.
У схемі на рис. 5а стартери повинні бути взяті на половину напруги мережі, т. Е. Для мережі 220 В стартер вибирається на напругу 127 В. Недолік цієї схеми - при несиметричною конструкції стартера можливі випадки їх неодночасної роботи, що може привести до холодних запалювання ламп.
У схемі на рис. 56 попередній підігрів 2-х катодів ламп здійснюється спеціальним накальную трансформатором, що відключається стартером після розмикання його електродів. У цій схемі використовуєте 1 стартер, розрахований на номінальну напругу мережі.