Jaká schémata zapojení se používají pro osvětlení zářivek?

Pro udržení a stabilizaci vybíjecího procesu je do sítě střídavého proudu zapojen do série se zářivkou předřadný odpor ve formě tlumivky nebo tlumivky a kondenzátoru. Tato zařízení se nazývají předřadníky (balasty).

Síťové napětí, při kterém zářivka pracuje v ustáleném stavu, nestačí k jejímu zapálení. Pro vytvoření plynového výboje, tj. rozbití plynového prostoru, je nutné zvýšit emisi elektronů jejich předehřátím nebo přivedením zvýšeného napěťového impulsu na elektrody. Obojí zajišťuje startér zapojený paralelně s lampou.

Schéma spínání zářivky: a – s indukčním předřadníkem, b – s indukčně-kapacitním předřadníkem.

Zvažme, jak probíhá proces zapálení zářivky.

Startér je miniaturní doutnavka s neonovou náplní, která má dvě bimetalové elektrody, které jsou v normální poloze otevřené.

Při přivedení napětí dojde ve startéru k výboji a bimetalové elektrody se při ohybu zkratují. Po jejich uzavření se proud v obvodu startéru a elektrod, omezený pouze odporem tlumivky, zvýší na dvoj až trojnásobek provozního proudu výbojky a elektrody zářivky se rychle zahřejí. Současně bimetalové elektrody startéru, ochlazující se, otevírají jeho okruh.

Při přerušení obvodu startérem dochází v škrticí klapce ke zvýšenému napěťovému pulzu, v důsledku čehož dochází v plynném prostředí zářivky k výboji a k ​​jejímu zapálení. Po rozsvícení lampy je napětí na ní asi poloviční než napětí sítě. Toto napětí bude přítomno i na startéru, ale to nestačí k jeho opětovnému uzavření. Proto, když lampa svítí, startér je otevřený a nepodílí se na provozu obvodu.

Jednolampový startovací obvod pro zapínání zářivky: L – zářivka, D – tlumivka, St – startér, C1 – C3 – kondenzátory.

Kondenzátor zapojený paralelně se startérem a kondenzátory na vstupu obvodu jsou navrženy pro snížení úrovně rádiového rušení. Kondenzátor zapojený paralelně se startérem navíc pomáhá prodloužit životnost startéru a ovlivňuje proces zapalování lampy, pomáhá výrazně snížit napěťový impuls ve startéru (z 8000 -12 000 V na 600 – 1500 V) při současném zvyšování energie pulzu (prodlužováním jeho trvání).

Nevýhodou popsaného startovacího obvodu je nízký cos phi, nepřesahující 0,5. Zvýšení cos phi se dosáhne buď zapnutím kondenzátoru na vstupu, nebo použitím indukčně-kapacitního obvodu. V tomto případě však cos phi 0,9 – 0,92 v důsledku přítomnosti vyšších harmonických složek v proudové křivce, určených specifiky výboje plynu a předřadníku.

U svítidel se dvěma žárovkami je kompenzace jalového výkonu dosaženo rozsvícením jedné žárovky s indukčním předřadníkem a druhé s indukčně-kapacitním předřadníkem. V tomto případě cos phi = 0,95. Navíc takový předřadný obvod umožňuje výrazně vyhladit pulzace světelného toku zářivek.

Schéma spínání pro zářivky s předřadníky s dělenou fází

Nejpoužívanější pro zapínání zářivek o výkonu 40 a 80 W je dvoulampový impulsní zapalovací obvod s kompenzací předřadníků 2UBK-40/220 a 2UBK-80/220, pracující podle „rozdělené fáze“ systém. Jsou to kompletní elektrická zařízení s tlumivkami, kondenzátory a vybíjecími odpory.

Pouze indukční reaktance je zapojena do série s jednou z výbojek, což vytváří fázové zpoždění v proudu od přivedeného napětí. V sérii s druhou lampou se kromě tlumivky zapíná kondenzátor, jehož kapacitní reaktance je přibližně 2krát větší než indukční reaktance tlumivky, což vytváří proudový předstih, v důsledku čehož celkový výkon faktor souboru je asi 0,9 -0,95.

Navíc zapojení speciálně zvoleného kondenzátoru do série s induktorem jedné ze dvou žárovek poskytuje takový fázový posun mezi proudy první a druhé žárovky, při kterém bude hloubka oscilací celkového světelného toku dvou žárovek výrazně snížit.

Pro zvýšení ohřívacího proudu elektrody se v sérii s kondenzátorem zapíná kompenzační cívka, která je vypínána startérem.

Schéma zapojení pro zapínání dvoulampového spouštěcího aparátu 2UBK: L – zářivka, St – startér, C – kondenzátor, r – vybíjecí odpor. Pouzdro předřadníku 2UBK je znázorněno tečkovanou čarou.

Bezstartérové ​​obvody pro zapínání zářivek

Nevýhody spínacích obvodů startéru (značný hluk vytvářený předřadníky při provozu, hořlavost v nouzových režimech atd.), stejně jako nízká kvalita vyráběných spouštěčů, vedly k trvalému hledání bezstartérových, ekonomicky schůdných, racionálních předřadníků v primárně je používat v instalacích, kde jsou docela jednoduché a levné.

Pro spolehlivou funkci bezstartérových obvodů se doporučuje používat výbojky s vodivým páskem aplikovaným na žárovky.

Nejpoužívanější jsou transformátorové obvody pro rychlý náběh zářivek, ve kterých je jako předřadný odpor použita tlumivka a předehřev katod se provádí vláknovým transformátorem nebo autotransformátorem.

Bezstartérové ​​jednolampové a dvoulampové obvody pro zapínání zářivek: L – zářivka, D – tlumivka, NT – vláknový transformátor

V současné době výpočty prokázaly, že spouštěcí obvody pro vnitřní osvětlení jsou hospodárnější, a proto jsou převážně rozšířené. V obvodech spouštěče jsou ztráty energie přibližně 20 – 25%, v obvodech bez spouštěče – 35%

V poslední době jsou obvody pro zapínání zářivek s elektromagnetickými předřadníky postupně nahrazovány obvody s funkčnějšími a ekonomičtějšími elektronickými předřadníky (EPG).

Při výpočtu osvětlovacích sítí se zářivkami je třeba počítat s tím, že ani u kompenzovaných obvodů bez předřadníků nelze fázový posun zcela eliminovat. Při určování návrhového proudu sítí se zářivkami je proto nutné u obvodů s kompenzací jalového výkonu brát kosinus phi = 0,9 a když v obvodech nejsou kondenzátory, kosinus phi = 0,5. Navíc je nutné počítat se ztrátami výkonu v předřadnících.

Při výběru průřezů vodičů pro čtyřvodičové sítě se zářivkami je třeba vzít v úvahu některé vlastnosti takových sítí. Faktem je, že nelinearita proudově-napěťové charakteristiky zářivek, stejně jako přítomnost induktoru s ocelovým jádrem a kondenzátory v jejich cíli, má za následek nesinusovost proudové křivky a v důsledku toho výskyt vyšších harmonických, což výrazně mění proud nulového vodiče i při rovnoměrném fázovém zatížení.

Proud v nulovém vodiči může dosáhnout hodnot blízkých proudu ve fázovém vodiči, 85-87% If. Z toho vyplývá nutnost zvolit průřez nulového vodiče ve čtyřvodičových sítích zářivkového osvětlení rovný průřezu fázových vodičů a při pokládání vodičů do potrubí je třeba vzít přípustné proudové zatížení jako u čtyř vodičů. v jedné trubce.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

V naší prodejně Impulse-Electronic Components se nacházejí zářivky, jejichž připojení k domácí síti 220V vyžaduje určitá elektronická zařízení. Tyto informace mohou být užitečné především pro ty, kteří chtějí pochopit, jak tyto lampy fungují, a pro ty, kteří nechtějí používat hotové lampy, kde je toto vše již zohledněno, ale vyrobit si vlastní verzi. Na internetu je mnoho popisů a videí, které hovoří o pracovních schématech. Zde se pokusíme uvést ukázky z těchto článků a doporučit, jaké elektronické součástky jsou nezbytné pro běžný provoz zářivky. Na konci článku jsou odkazy na zdroje článků, ze kterých byly převzaty informace k tomuto článku

Za prvé, co je to zářivka a jak funguje?

ZAŘÍZENÍ ZÁŘIVEK

Zářivka je světelný zdroj, kde záře je dosaženo vytvořením elektrického výboje v prostředí inertního plynu a par rtuti. V důsledku reakce se objeví okem neviditelná ultrafialová záře ovlivňující vrstvu fosforu umístěnou na vnitřním povrchu skleněné baňky.

U většiny zářivek je žárovka vyrobena ve tvaru válce. Objevují se složitější geometrické tvary. Na koncích lampy jsou elektrody, které svým designem připomínají spirály žárovek. Elektrody jsou vyrobeny z wolframu a připájeny na kolíky umístěné na vnější straně. Na tyto kolíky je přivedeno napětí.

PRINCIP FUNGOVÁNÍ

Obvod spínání lampy využívá tlumivku (předřadník). Jeho úkolem je generovat významný napěťový impuls, díky kterému se žárovka rozsvítí. Sada obsahuje startér, což je doutnavka s dvojicí elektrod v prostředí inertního plynu. Jedna z elektrod je bimetalová deska. Po vypnutí jsou elektrody zářivky otevřené.

Níže uvedený obrázek ukazuje schéma fungování zářivky.

JAK TOTO SCHÉMA FUNGUJE
Princip fungování zářivkových světelných zdrojů je založen na následujících principech:

• Napětí je posíláno do obvodu. Proud však nejprve nedosáhne lampy kvůli vysokému napětí prostředí. Proud prochází spirálami vláken a postupně je zahřívá. Proud je přiváděn do startéru, kde je napětí dostatečné pro vytvoření doutnavého výboje.
• V důsledku zahřívání kontaktů startéru proudem dochází ke zkratování bimetalové desky. Kov přebírá funkce vodiče a výboj končí.
• Teplota v bimetalovém vodiči klesá a kontakt v síti se otevře. Induktor vytváří vysokonapěťový impuls jako výsledek samoindukce. V důsledku toho se zářivka rozsvítí.
• Svítidlem protéká proud, který se snižuje na polovinu, když se snižuje napětí na induktoru. Nestačí znovu nastartovat startér, jehož kontakty jsou při rozsvícení kontrolky otevřené.

DOPLŇKY DO SCHÉMATU
Chcete-li vytvořit obvod pro zapínání dvou lamp instalovaných v jednom svítidle, potřebujete běžnou tlumivku. Lampy jsou zapojeny do série, ale každý světelný zdroj má paralelní startér.

SCHÉMA PŘIPOJENÍ

1. POUŽITÍ ELEKTROMAGNETICKÉ VÁHY (EMB)

Nejběžnějším typem zapojení pro zářivkový zdroj světla je obvod se startérem, kde se používají elektronické předřadníky. Princip činnosti obvodu je založen na skutečnosti, že v důsledku připojení napájení dochází ve startéru k výboji a ke zkratování bimetalových elektrod.

Proud v elektrickém obvodu vodičů a spouštěče je omezen pouze vnitřním odporem tlumivky. Tím se provozní proud v žárovce zvýší téměř trojnásobně, elektrody se rychle zahřejí a po ztrátě teploty vodičů dojde k samoindukci a zapálení lampy.

Nevýhody schématu:

• Oproti jiným metodám se jedná o dosti nákladnou variantu z hlediska spotřeby energie.
• Spuštění trvá minimálně 1 – 3 sekundy (v závislosti na stupni opotřebení světelného zdroje).
• Neschopnost pracovat při nízkých teplotách vzduchu (například v nevytápěném sklepě nebo garáži).
• Dochází ke stroboskopickému efektu blikání žárovky. Tento faktor negativně ovlivňuje lidský zrak. Takové osvětlení nelze použít pro výrobní účely, protože rychle se pohybující předměty (například obrobek v soustruhu) vypadají nehybně.
• Nepříjemné hučení plynových lamel. Jak se zařízení opotřebovává, zvuk se zvyšuje.

Montážní sada:
1. Škrticí klapku, můžete si ji vybrat na webu podle parametrů samotné lampy
2. Startér, výběr z tohoto odkazu

Níže uvedený obrázek ukazuje připojení bez tlumivky. Chybí startér. Obvod se používá v případě vyhoření žárovek. Je použit zvyšovací transformátor T1 a kondenzátor C1, který omezuje proud protékající žárovkou z 220voltové sítě.

Následující obvod se používá pro žárovky s vypálenými vlákny. Není však potřeba zvyšovacího transformátoru, což zjednodušuje konstrukci zařízení.

Níže je uveden způsob použití diodového usměrňovacího můstku, který eliminuje blikání žárovky.

Obrázek níže ukazuje stejnou techniku, ale ve složitějším provedení.

DVĚ POTRUBÍ A DVĚ KLOUBKY

Chcete-li připojit zářivku, můžete použít sériové připojení:

• Fáze z vedení je odeslána na vstup induktoru.
• Z výstupu induktoru jde fáze ke kontaktu světelného zdroje (1). Z druhého kontaktu je odeslána do startéru (1).
• Ze startéru (1) jde k druhému páru kontaktů téže žárovky (1). Zbývající kontakt je připojen k nule (N).

Stejným způsobem připojte druhou trubku. Nejprve induktor, poté jeden kontakt žárovky (2). Druhý kontakt skupiny je odeslán druhému startéru. Výstup startéru je kombinován s druhým párem kontaktů světelného zdroje (2). Zbývající kontakt by měl být připojen ke vstupu nula.

2. ELEKTRONICKÝ PŘEDŘADNÍK

Nevýhody obvodu elektronického předřadníku si vyžádaly hledání optimálnějšího způsobu připojení. Během výzkumu byla vynalezena metoda zahrnující elektronický předřadník. V tomto případě se nepoužívá frekvence sítě (50 Hz), ale vysoké frekvence (20 – 60 kHz). Je možné se zbavit blikajícího světla, které je škodlivé pro oči.

Externě je elektronický předřadník blok se svorkami vystavenými zvenčí. Vnitřek zařízení obsahuje plošný spoj, na který lze celý obvod sestavit. Jednotka je malých rozměrů, díky čemuž se vejde do pouzdra i malého osvětlovacího zařízení. Zapínání je oproti standardu EMPG mnohem rychlejší. Provoz zařízení nezpůsobuje akustické nepohodlí. Tento způsob připojení se nazývá starterless.

Není těžké pochopit princip fungování zařízení tohoto typu, protože na jeho zadní straně je schéma. Zobrazuje počet žárovek pro připojení a vysvětlivky. Jsou zde informace o výkonu žárovek a dalších technických parametrech zařízení.

Koupit elektronický předřadník (vybraný podle parametrů a počtu žárovek)
1. Elektronický předřadník

Spojení se provádí následovně:

1. První a druhý kontakt jsou připojeny ke dvojici kontaktů lampy.
2. Třetí a čtvrtý kontakt jsou směrovány na zbývající pár.
3. Napájení je přivedeno na vstup.

3. POUŽITÍ NÁSOBIČŮ NAPĚTÍ

Tato možnost umožňuje připojit zářivku bez použití elektromagnetické váhy. Obvykle se používá ke zvýšení životnosti žárovek. Schéma zapojení pro vypálené žárovky umožňuje, aby světelné zdroje fungovaly ještě nějakou dobu, pokud jejich výkon není větší než 20 – 40 W. Vlákna jsou povolena jak vhodná pro práci, tak přepálená. V každém případě musí být vodiče závitu zkratovány.

V důsledku usměrnění se napětí zdvojnásobí, takže žárovka se rozsvítí téměř okamžitě. Kondenzátory C1 a C2 jsou vybírány na základě provozního napětí 600 voltů. Nevýhodou kondenzátorů je jejich velká velikost. Jako kondenzátory C3 a C4 se dává přednost slídovým zařízením dimenzovaným na 1000 voltů.

Zářivky nejsou kompatibilní se stejnosměrným proudem. Velmi brzy se v zařízení nahromadí tolik rtuti, že světlo znatelně slábne. Chcete-li obnovit jas záře, změňte polaritu otočením žárovky. Případně můžete nainstalovat vypínač, abyste nemuseli lampu pokaždé vyjímat.