Презентация "Схемы включения люминесцентных ламп" – проект, доклад

Схемы включения люминесцентных ламп

Люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп может в 10 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений. Наиболее распространены газоразрядные ртутные лампы высокого и низкого давления. Лампы высокого давления применяют в основном в уличном освещении и в осветительных установках большой мощности, в то время как лампы низкого давления применяют для освещения жилых и производственных помещений.

Ртутные лампы типа ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминесцентная)

Устройство лампы ДРЛ: 1.Колба; 2.Цоколь; 3.Горелка; 4.Основной электрод; 5.Поджигающий электрод; 6.Токоограничительный резистор

Ртутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути

Схема подключения ДРЛ представляет собой цепь из последовательно соединённых дросселя и самой ДРЛ, подключенных к сети переменного тока ~ 220 вольт. Полярность подключения роли не играет.

При включении ДРЛ разгораются не сразу – процесс может длиться 5 мин и более, как и при повторном включении работающей лампы – она должна остыть (5 – 15 мин).

Дроссель в этой схеме служит для стабилизации работы ДРЛ. Подключение ДРЛ напрямую, без дросселя не допускается – в этом случае лампа просто сгорит. Эти лампы имеют большой пусковой ток, иногда превышающий номинальный в 2,5 раза.

Технические характеристики, выпускаемых ДРЛ:

Газоразрядная ртутная лампа низкого давления — ГРЛНД Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную аргоном под давлением 400 Па и ртутью (или амальгамой)

Коридор, освещённый люминесцентными лампами

Люминесцентная лампа производства СССР мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Зарубежный аналог этой лампы — TLD 20W

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает низкотемпературный дуговой разряд[3]. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка.

Принцип работы люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Причин для этого две: - Для зажигания дуги в люминесцентной лампе требуется импульс высокого напряжения. - Люминесцентная лампа имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, после зажигания лампы ток в ней многократно возрастает. Если его не ограничить, лампа выйдет из строя. Для решения этих проблем применяют специальные устройства — балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартером и различные разновидности электронных балластов.

Особенности подключения люминесцентных ламп

Электромагнитный балласт «1УБИ20» серии 110 завода ВАТРА, СССР.

Современный Электромагнитный балласт «L36A-T» завода Helvar, Финляндия.

Электромагнитный балласт представляет собой электромагнитный дроссель, подключаемый последовательно с лампой. Последовательно нитям лампы подключается стартер, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор. Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс, а также ограничивает ток через лампу. В настоящее время преимуществами электромагнитного балласта являются простота конструкции, надёжность и низкая стоимость. Недостатков же такой схемы достаточно много: - Долгий запуск (1-3 сек в зависимости от степени износа лампы); - Большее потребление энергии, чем у электронной схемы — при напряжении 220 Вольт светильник 2 по 58 Ватт = 116 Ватт потребляет 130 Ватт; - Малый cos φ=0.5 (без компенсирующих конденсаторов); - Низкочастотный гул (50Гц), исходящий от дросселя, возрастающий со старением дросселя; - Мерцание лампы с удвоенной частотой сети, которое может повредить зрение, а иногда бывает опасным (из-за стробоскопического эффекта вращающиеся синхронно с частотой сети предметы могут казаться неподвижными. Поэтому люминесцентные лампы с электромагнитным балластом не рекомендуется применять для освещения подвижных частей станков и механизмов); - Большие габариты и масса; - При температуре ниже 10 °C яркость лампы значительно снижается ввиду уменьшения давления газа в лампе; - При отрицательных температурах лампы по классической схеме могут не зажигаться вообще, при этих условиях применяются автотрансформаторы.

Электромагнитный балласт

Подключение с электромагнитным балластом

При подключении подключения люминесцентных ламп применяется специальная пускорегулирующая аппаратура – ПРА. Различают 2 вида ПРА : электронная – ЭПРА (электронный балласт) и электромагнитная – ЭМПРА (стартер и дроссель). Наиболее распространённая схема подключения люминесцентной лампы – с применением ЭМПРА. Это стартерная схема подключения:

где: С - конденсатор компенсационный LL - дроссель EL - лампа люминесцентная SF - стартер

Чаще всего встречаются светильники с 2-мя люминесцентными лампами, соединёнными последовательно. Схемы подключения двух люминесцентных ламп: А – мощность люминесцентных ламп 20 (18) ВТ В – мощность люминесцентных ламп 40 (36) ВТ

При подключении ламп схемой А следует помнить, что мощность дросселя LL должна быть вдвое больше мощности каждой из ламп!

Электронный балласт

Электронный пускорегулирующий аппарат (балласт) для разрядных ламп используется для обеспечения режима зажигания и стабилизации тока, при включении люминесцентных ламп в сеть переменного тока с частотой 50 Гц, номинальным напряжением 220 В. ЭПРА обладают рядом преимуществ по сравнению с электромагнитными дросселями: ЭПРА позволяют подключить люминесцентные лампы без использования стартера. ЭПРА обеспечивают стабилизацию силы тока питания лампы, что увеличивает срок ее службы, поскольку токи на пусковых режимах значительно превышают номинальное значение, а это может привести к выходу лампы из строя. Исключение из схемы электронного балласта электромагнитного элемента (то есть самой дроссельной катушки) позволило избавиться от шума и повысить коэффициент полезного действия, так как исчезли потери на вихревые токи и нагрев дросселя. При помощи балласта зажигание лампы происходит практически мгновенно и без привычного мерцания. В дальнейшем, благодаря схеме автоматической стабилизации тока, обеспечивается ровное свечение без стробоскопических эффектов и вне зависимости от колебаний сетевого напряжения. Общее снижение энергопотребления осветительного прибора при использовании ЭПРА может достигать 60%, срок службы источников света (ламп) возрастает примерно на 50%. ЭПРА значительно повышают степень безопасности эксплуатации осветительных приборов, поскольку обеспечивают защиту от короткого замыкания и перегрева, подавление радиочастотных помех, отключение неисправных источников света, плавный автоматический перезапуск лампы. ЭПРА более легкие, чем электромагнитные дроссели.

- Схема подключения ЭПРА и 2-х люминесцентных ламп

Электронный пускорегулирующий аппарат

ЭПРА-В 2 х 40 Вт

Электронный балласт БЭ-120К