Kapcsolóáramkörök gázkisüléses lámpákhoz

Azokat a mesterséges fényforrásokat, amelyek higanygőzben lévő gázközeg elektromos kisülését használják fényhullámok generálására, gázkisüléses higanylámpáknak nevezik.

A palackba szivattyúzott gáz lehet alacsony, közepes vagy magas nyomású. Alacsony nyomást használnak a lámpák kialakításában:

• lineáris fluoreszcens;

• kompakt energiatakarékosság:

• bakteriális;

• kvarc.

A lámpákban nagy nyomást alkalmaznak:

• higanyívfoszfor (DRL);

• fémhigany fémhalogenidek radioaktív adalékaival (DRI);

• íves nátrium tubuláris (DNaT);

• nátrium ívtükör (DNaZ).

Olyan helyekre vannak felszerelve, ahol nagy területeket kell megvilágítani alacsony energiafogyasztással.

DRL lámpa

Tervezési jellemzők

A négy elektródát használó lámpa eszköze vázlatosan látható a képen.

Az alapja a hagyományos modellekhez hasonlóan az érintkezőkhöz való csatlakozásra szolgál, amikor be van csavarva a tokmányba. Az üvegkörte hermetikusan megvéd minden belső elemet a külső hatásoktól. Nitrogénnel van feltöltve, és a következőket tartalmazza:

• kvarc égő;

• elektromos vezetékek az alapérintkezőkből;

• további elektródák áramkörébe épített két áramkorlátozó ellenállás

• a foszforréteg.

Az égő egy lezárt kvarcüveg cső formájában készül befecskendezett argonnal, amelybe:

• két pár elektróda - fő és kiegészítő, amelyek a lombik ellenkező végén találhatók;

• egy kis higanycsepp.

Argon - egy kémiai elem, amely az inert gázokhoz tartozik. A levegő leválasztása során nyerik, mélyhűtéssel, majd rektifikálással. Az argon színtelen, szagtalan egyatomos gáz, sűrűsége 1,78 kg/m3, forráspont = –186 °C. Az argont közömbös közegként használják kohászati ​​és kémiai folyamatokban, hegesztési technológiában (ld. elektromos ívhegesztés), valamint jelző-, reklám- és egyéb kékes fényt adó lámpákban.
A DRL lámpák működési elve

A DRL fényforrás egy elektromos ívkisülés argon atmoszférában, amely egy kvarccsőben lévő elektródák között áramlik. Ez a lámpára adott feszültség hatására két lépcsőben történik:

1. Kezdetben parázskisülés kezdődik a szorosan elhelyezkedő fő- és gyújtóelektródák között a szabad elektronok és a pozitív töltésű ionok mozgása miatt;

2. A nagyszámú töltéshordozó képződése a fáklya üregében a nitrogénközeg gyors lebomlásához és a főelektródákon keresztüli ív kialakulásához vezet.

Az indítási mód stabilizálása (az ív és a fény elektromos árama) körülbelül 10-15 percet vesz igénybe. Ebben az időszakban a DRL olyan terheléseket hoz létre, amelyek jelentősen meghaladják a névleges üzemmódú áramokat. Korlátozásuk érdekében jelentkezzen ballaszt — fulladás. 

A higanygőzben lévő szivárványsugárzás kék és lila árnyalatú, és erős ultraibolya sugárzás kíséri. Áthalad a fényporon, keveredik az általa alkotott spektrummal, és olyan erős fényt hoz létre, amely közel fehér.

A DRL érzékeny a tápfeszültség minőségére, és ha 180 V-ra csökken, kialszik és nem világít.

Alatt ívkisülés magas hőmérséklet jön létre, amely átkerül az egész szerkezetre. Ez befolyásolja az aljzatban lévő érintkezők minőségét, és a csatlakoztatott vezetékek felmelegedését okozza, ezért ezeket csak hőálló szigeteléssel használják.

A lámpa működése során a gáznyomás az égőben jelentősen megnő, és bonyolítja a közeg megsemmisítésének feltételeit, ami megköveteli az alkalmazott feszültség növelését. Ha a tápellátás ki van kapcsolva, a lámpa nem indul el azonnal: le kell hűlnie.

DRL lámpa bekötési rajza

A négyelektródás higanylámpát fojtószeleppel és biztosíték.

Egy olvadó link védi az áramkört az esetleges rövidzárlatoktól, és a fojtó korlátozza a kvarccső közepén átfolyó áramot. A fojtó induktív ellenállása a világítótest teljesítményének megfelelően kerül kiválasztásra. Ha a lámpát feszültség alatt, fojtás nélkül kapcsolja fel, az gyorsan kiég.

Az áramkörben található kondenzátor kompenzálja az induktivitás által bevezetett reaktív komponenst.

DRI lámpa

Tervezési jellemzők

A DRI lámpa belső szerkezete nagyon hasonló a DRL által használthoz.

De az égő bizonyos mennyiségű adalékanyagot tartalmaz az indium, nátrium, tallium vagy más fémek hapogenidjéből. Lehetővé teszik, hogy a fénykibocsátást 70-95 lm / W-ra és még többre növelje jó színnel.

A lombik henger vagy ellipszis formájú, az alábbi ábrán látható.

Az égő anyaga lehet kvarcüveg vagy kerámia, amely jobb működési tulajdonságokkal rendelkezik: kevesebb sötétedés és hosszabb élettartam.

A modern kivitelben használt gömb alakú égő növeli a fényforrás fényerejét és fényerejét.

Működési elve

A DRI és DRL lámpákból történő fénygyártás során végbemenő alapvető folyamatok megegyeznek. A különbség a gyújtási rendszerben rejlik. A DRI nem indítható a rákapcsolt hálózati feszültségről. Ez az érték nem elég neki.

A fáklyán belüli ív létrehozásához nagyfeszültségű impulzust kell alkalmazni az elektródák közötti térben. Oktatását az IZU-ra bízták - egy impulzusos gyújtóberendezésre.

Hogyan működik az IZU

A nagyfeszültségű impulzus létrehozására szolgáló eszköz működési elve feltételesen ábrázolható egy egyszerűsített sematikus diagrammal.

Az üzemi tápfeszültség az áramkör bemenetére kerül. A D dióda, az R ellenállás és a C kondenzátor kondenzátor töltőáramot hoz létre. A töltés végén áramimpulzus érkezik a kondenzátoron keresztül a nyitott tirisztoros kapcsolón keresztül a csatlakoztatott T transzformátor tekercsében.

A fokozó transzformátor kimeneti tekercsében 2-5 kV-ig terjedő nagyfeszültségű impulzus keletkezik. Belép a lámpa érintkezőibe, és ívkisülést hoz létre a gáznemű közegből, amely fényt biztosít.

DRI típusú lámpa bekötési rajzai

Az IZU készülékeket kétféle kivitelű gázkisüléses lámpákhoz gyártják: két vagy három vezetékkel. Mindegyikhez külön kapcsolási rajz készül.Közvetlenül a blokkházon található.

Kétpólusú eszköz használata esetén a tápfeszültség a fojtótekercsen keresztül a lámpa talpának központi érintkezőjéhez és egyidejűleg az IZU megfelelő kimenetéhez csatlakozik.

A nulla vezeték az alap oldalsó érintkezőjéhez és annak IZU kivezetéséhez csatlakozik.

Három érintkezős készüléknél a nulla csatlakozási séma változatlan marad, és a fojtótekercs után a fázisellátás megváltozik. A két fennmaradó kimeneten keresztül csatlakozik az IZU-hoz, amint az az alábbi képen látható: a készülék bemenete a «B» kapcson, a kimenet pedig az alap központi érintkezőjéhez az «Lp» csatlakozón keresztül történik.

Így a kibocsátó adalékokat tartalmazó higanylámpák vezérlőberendezésének (előtétjének) összetétele kötelező:

• gázkar;

• impulzus töltő.

A meddőteljesítmény-értéket kompenzáló kondenzátor beépíthető a vezérlőkészülékbe. Beépítése meghatározza a világítóberendezés általános energiafogyasztásának csökkentését és a lámpa élettartamának meghosszabbítását helyesen kiválasztott teljesítményérték mellett.

Körülbelül 35 μF értéke a 250 W és 45-400 W teljesítményű lámpáknak felel meg. Ha a kapacitás túl magas, az áramkörben rezonancia lép fel, ami a lámpa fényének "villogásával" nyilvánul meg.

A nagyfeszültségű impulzusok jelenléte egy működő lámpában meghatározza a rendkívül magas feszültségű vezetékek használatát a csatlakozó áramkörben, az előtét és a lámpa közötti minimális hosszúsággal, legfeljebb 1-1,5 m-rel.

DRIZ lámpa

Ez a DRI lámpa fent leírt változata, amelynek az izzó belsejében részben tükrözött bevonat van, amely visszaveri a fényt, és ez egy irányított sugárnyalábot alkot.Lehetővé teszi a sugárzás fókuszálását a megvilágított tárgyra, és csökkenti a többszörös visszaverődésből eredő fényveszteséget.

HPS lámpa

Tervezési jellemzők

Ennek a gázkisüléses lámpa burájának belsejében higany helyett nátriumgőzt használnak, amely inert gázok környezetében található: neon, xenon vagy mások, illetve ezek keverékei. Emiatt „nátriumnak” nevezik őket.

Az eszköz ezen módosításának köszönhetően a tervezők a legnagyobb működési hatékonyságot tudták biztosítani számukra, amely eléri a 150 lm / W-t.

A DNaT és a DRI működési elve megegyezik. Ezért a bekötési rajzaik megegyeznek, és ha az előtét jellemzői megegyeznek a lámpák paramétereivel, akkor mindkét kivitelben felhasználható az ív meggyújtására.

A fémhalogén- és nátriumlámpák gyártói meghatározott terméktípusokhoz gyártanak előtétet, és azokat egyetlen házban szállítják. Ezek az előtétek teljesen működőképesek és használatra készek.

DNaT típusú lámpák kapcsolási rajzai

Egyes esetekben a HPS ballaszt kialakítása eltérhet a fenti DRI indítási sémáktól, és az alábbi három séma valamelyike ​​szerint hajtható végre.

Az első esetben az IZU párhuzamosan csatlakozik a lámpa érintkezőihez. Az égő belsejében lévő ív begyújtása után az üzemi áram nem halad át a lámpán (lásd az IZU kapcsolási rajzát), ami villamosenergia-fogyasztást takarít meg. Ebben az esetben a fojtót nagyfeszültségű impulzusok befolyásolják. Ezért megerősített szigeteléssel készült a gyújtóimpulzusok elleni védelem érdekében.

Ezért a párhuzamos csatlakozási sémát kis teljesítményű lámpákkal és legfeljebb két kilovoltos gyújtási impulzussal használják.

A második sémában az IZU-t használják, amely impulzustranszformátor nélkül működik, és a nagyfeszültségű impulzusokat egy speciális kialakítású fojtó állítja elő, amelynek van egy csapja a lámpafoglalathoz való csatlakozáshoz. Ennek az induktornak a tekercsének szigetelése is megnő: nagyfeszültségnek van kitéve.

A harmadik esetben a fojtó, az IZU és a lámpaérintkező sorba kapcsolásának módszerét alkalmazzák. Itt az IZU-ból származó nagyfeszültségű impulzus nem megy a fojtóba, és tekercseinek szigetelése nem igényel erősítést.

Ennek az áramkörnek az a hátránya, hogy az IZU megnövekedett áramot fogyaszt, aminek következtében további fűtése következik be. Ez szükségessé teszi a szerkezet méreteinek növelését, amelyek meghaladják az előző sémák méreteit.

Ezt a harmadik tervezési lehetőséget leggyakrabban a HPS lámpák működéséhez használják.

Minden séma használható meddőteljesítmény kompenzáció kondenzátor csatlakoztatása a DRI lámpa csatlakozási rajza szerint.

A nagynyomású lámpák világítási gázkisüléssel történő bekapcsolására szolgáló felsorolt ​​áramköröknek számos hátránya van:

• alulértékelt fényforrás;

• a tápfeszültség minőségétől függően;

• stroboszkópos hatás;

• fojtószelep és ballaszt zaj;

• megnövekedett villamosenergia-fogyasztás.

A legtöbb ilyen hátrányt az elektronikus trigger eszközök (EKG) használatával lehet kiküszöbölni.

Nemcsak az áram 30% -os megtakarítását teszik lehetővé, hanem a világítás zökkenőmentes szabályozását is lehetővé teszik. Az ilyen eszközök ára azonban még mindig meglehetősen magas.