Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта Power Coup Electric. В сегодняшней статье мы расскажем вам про ЭмПРА (электромагнитный пускорегулирующий аппарат) на примере включения люминесцентных ламп.
Для поддержания и стабилизации процесса разряда последовательно с люминесцентной лампой включается балластное сопротивление в сети переменного тока в виде дросселя или дросселя и конденсатора. Эти устройства называют пускорегулирующими аппаратами (ПРА).
Напряжение сети, при котором работает люминесцентная лампа в установившемся режиме, недостаточно для ее зажигания. Для образования газового разряда, т. е. пробоя газового пространства, необходимо повысить эмиссию электронов путем их предварительного разогрева или подачи на электроды импульса повышенного напряжения. То и другое обеспечивается с помощью стартера, включенного параллельно лампе.
Схема включения люминесцентной лампы
На рисунке выше показана схема включения люминесцентной лампы:
- а — с индуктивным балластом
- б — с индуктивно-емкостным балластом
Как происходит процесс зажигания люминесцентной лампы
Стартер представляет собой миниатюрную лампочку тлеющего разряда с неоновым наполнением, имеющую два биметаллических электрода, которые в нормальном положении разомкнуты.
При подаче напряжения в стартере возникает разряд и биметаллические электроды, изгибаясь, замыкаются накоротко. После их замыкания ток в цепи стартера и электродов, ограниченный только сопротивлением дросселя, возрастает до двух-трехкратного значения рабочего тока лампы и происходит быстрый разогрев электродов люминесцентной лампы. В это же время биметаллические электроды стартера, остывая, размыкают его цепь.
В момент разрыва цепи стартером в дросселе возникает импульс повышенного напряжения, вследствие которого происходят разряд в газовой среде люминесцентной лампы и ее зажигание. После того как лампа зажглась, напряжение на ней составляет около половины сетевого. Такое напряжение будет и на стартере, однако этого оказывается недостаточно для его повторного замыкания. Поэтому при горящей лампе стартер разомкнут и в работе схемы не участвует.
Одноламповая стартерная схема включения
На рисунке выше представлена одноламповая стартерная схема включения люминесцентной лампы:
- Л — люминесцентная лампа
- Д — дроссель
- Ст — стартер
- С1 — С3 — конденсаторы
Конденсатор, включенный параллельно стартеру, и конденсаторы на входе схемы предназначены для снижения уровня радиопомех. Конденсатор, включенный параллельно стартеру, кроме того, способствует увеличению срока службы стартера и влияет на процесс зажигания лампы, способствуя значительному снижению импульса напряжения в стартере (с 8000 — 12 000 В до 600 — 1500 В) при одновременном увеличении энергии импульса (за счет увеличения его продолжительности).
Недостатком описанной стартерной схемы является низкий cos φ, не превышающий 0,5. Повышение cos φ достигается либо включением конденсатора на вводе, либо применением индуктивно-емкостной схемы. Однако и в этом случае cos φ = 0,9 — 0,92 в результате наличия высших гармонических составляющих в кривой тока, определяемых спецификой газового разряда и пускорегулирующей аппаратурой.
В двухламповых светильниках компенсация реактивной мощности достигается при включении одной лампы с индуктивным, а другой с индуктивно-емкостным балластом. В этом случае cos φ = 0,95. Кроме того, такая схема ПРА позволяет сгладить в значительной степени пульсации светового потока люминисцентных ламп.
Схема включения ламп и ЭмПРА с расщепленной фазой
Наибольшее распространение для включения люминесцентных ламп мощностью 40 и 80 Вт получила у нас двухламповая импульсная схема стартерного зажигания с применением балластных компенсированных устройств 2УБК-40/220 и 2УБК-80/220, работающих по схеме «расщепленной фазы». Они представляют собой комплектные электрические аппараты с дросселями, конденсаторами и разрядными сопротивлениями.
Монтажная схема включения двухлампового стартерного аппарата 2УБК
На рисунке выше представлена монтажная схема включения двухлампового стартерного аппарата 2УБК:
- Л — люминесцентная лампа
- Ст- стартер
- С — конденсатор
- r — разрядное сопротивление
- корпус ПРА 2УБК показан пунктиром
Последовательно с одной из ламп включается только дроссель-индуктивное сопротивление, что создает отставание тока по фазе от приложенного напряжения. Последовательно со второй лампой, помимо дросселя, включается конденсатор, емкостное сопротивление которого больше индуктивного сопротивления дросселя примерно в 2 раза, создающий опережение тока, в результате чего суммарный коэффициент мощности комплекта получается порядка 0,9 -0,95.
Кроме того, включение последовательно с дросселем одной из двух ламп специально подобранного конденсатора обеспечивает такой сдвиг фаз между токами первой и второй ламп, при котором глубина колебаний суммарного светового потока двух ламп будет существенно уменьшена.
Для увеличения тока подогрева электродов последовательно с емкостью включается компенсирующая катушка, которая отключается стартером.
Бес-стартерные схемы включения люминесцентных ламп
Недостатки стартерных схем включения (значительный шум, создаваемый ЭмПРА при работе, возгораемость при аварийных режимах и др.), а также низкое качество выпускаемых стартеров, привели к настойчивым поискам бес-стартерных экономически целесообразных рациональных ПРА с тем, чтобы в первую очередь применить их в простых и дешевых установках.
Для надежной работы бес-стартерных схем, рекомендуется применять лампы с нанесенной на колбы токопроводящей полосой.
Наибольшее распространение получили трансформаторные схемы быстрого пуска люминесцентных ламп в которых в качестве балластного сопротивления используется дроссель, а предварительный подогрев катодов осуществляется накальным трансформатором либо автотрансформатором.
Бес-стартерные одноламповая и двухламповая схемы включения
На рисунке выше показаны, бес-стартерные одноламповая и двухламповая схемы включения люминесцентных ламп:
- Л — люминесцентная лампа
- Д — дроссель
- НТ — накальный трансформатор
В настоящее время расчетами установлено, что стартерные схемы для внутреннего освещения более экономичны, и поэтому они имеют преимущественное распространение. В стартерных схемах потери энергии составляют примерно 20 — 25%, в бес-стартерных — 35%
В последнее время схемы включения люминесцентных ламп с электромагнитными ПРА (ЭмПРА) постепенно вытесняются схемами с более функциональными и экономичными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА).
Смотрите также по теме:
Электронный пускорегулирующий аппарат. Что нужно знать про ЭПРА?
Как выбрать блок розжига металлогалогенных ламп?
Уличные светодиодные светильники, их разновидности и отличия.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]
