Схеми за включване на флуоресцентни лампи с електромагнитни баласти

дЗа поддържане и стабилизиране на процеса на разреждане, последователно с флуоресцентната лампа, баластното съпротивление в променливотоковата мрежа се включва във формата задави се или дросел и кондензатор… Тези устройства се наричат баласти (баласти).

Мрежовото напрежение, при което флуоресцентната лампа работи в стабилно състояние, е недостатъчно, за да се запали. За образуването на газов разряд, т.е.разпадане на газовото пространство, е необходимо да се увеличи излъчването на електрони чрез предварително нагряване или чрез прилагане на импулс на повишено напрежение към електродите. И двете се осигуряват от стартер, свързан паралелно с лампата.

Схема на включване на флуоресцентна лампа: а — с индуктивен баласт, б — с индуктивно -капацитивен баласт.

Обмисли как протича процесът на запалване на флуоресцентна лампа.

Стартер е миниатюрна неонова лампа с нажежен разряд с два биметални електрода, които са нормално отворени.

При подаване на напрежение в стартера възниква разряд и биметалните електроди, огъващи се, са късо съединени. След като се затворят, токът в стартерната и електродната верига, ограничен само от съпротивлението на дросела, се увеличава до два-три пъти работния ток на лампата и електродите на флуоресцентната лампа бързо се нагряват. В същото време биметалните електроди на стартера, охлаждайки се, отварят веригата му.

В момента, в който веригата е прекъсната от стартера, в дросела възниква повишен импулс на напрежение, в резултат на което възниква разряд в газообразната среда на флуоресцентната лампа и нейното запалване. След като лампата е запалена, напрежението в нея е около половината от мрежовото напрежение. Това напрежение ще бъде на стартера, но това не е достатъчно, за да го затворите отново. Следователно, когато лампата е включена, стартерът е отворен и не участва в работата на веригата.

Стартова верига с една лампа за включване на флуоресцентна лампа: L — флуоресцентна лампа, D — дросел, St — стартер, C1 — C3 — кондензатори.

Кондензатор паралелно със стартера и кондензатори на входа на веригата са проектирани да намалят RFI. Кондензатор, свързан паралелно със стартера, освен това спомага за увеличаване на живота на стартера и влияе върху процеса на запалване на лампата, допринасяйки за значително намаляване на импулса на напрежението в стартера (от 8000 -12000 V до 600-1500 V ), като същевременно увеличава импулсната енергия (чрез увеличаване на нейната продължителност).

Недостатъкът на описаната стартерна верига е ниската cos phi, която не надвишава 0,5. Увеличаването на cos phi се постига или чрез включване на кондензатор на входа, или чрез използване на индуктивно-капацитивна верига. В този случай обаче cos phi 0,9 — 0,92 в резултат на наличието на по -високи хармонични компоненти в кривата на тока, определени от спецификата на газовия разряд и управляващото устройство.

При осветителите с две лампи компенсацията на реактивната мощност се постига чрез включване на една лампа с индуктивен баласт, а другата с индуктивно-капацитивен баласт. В този случай cos phi = 0.95. В допълнение, такава схема на управляващо устройство позволява да се изгладят до голяма степен пулсациите на светлинния поток на луминесцентните лампи.

Схема за включване на флуоресцентни лампи с разделени фази

Най-широко използваният за включване на флуоресцентни лампи с мощност 40 и 80 W е двулампова импулсна стартерна верига за запалване, използваща устройства с компенсация на баласт 2UBK-40/220 и 2UBK-80/220, работещи в съответствие с «разделена фаза» схема. Те са цялостни електрически устройства с дросели, кондензатори и съпротивления при разреждане.

Последователно с една от лампите се включва само индукционното съпротивление на дросела, което създава фазово изоставане на тока от приложеното напрежение. Последователно с втората лампа, в допълнение към дросела, се включва и кондензатор, чието капацитивно съпротивление е приблизително 2 пъти по -голямо от индуктивното съпротивление на дросела, което създава аванс на тока, в резултат на което общият коефициент на мощност на комплекта е около 0,9 -0,95.

В допълнение, включването на специално подбран кондензатор последователно с дросела на една от двете лампи осигурява такова фазово изместване между токовете на първата и втората лампа, при което дълбочината на трептене на общия светлинен поток на двете лампите ще бъдат значително намалени.

За да се увеличи токът за нагряване на електродите, компенсиращата бобина е свързана последователно с резервоара, който се изключва от стартера.

Схема на свързване за включване на двулампов стартов апарат 2UBK: L — флуоресцентна лампа, St — стартер, C — кондензатор, r — съпротивление при разреждане. Случаят на PRA 2UBK е показан с пунктирана линия.

Схеми без стартер за включване на флуоресцентни лампи

Недостатъците на веригите за превключване на стартера (значителен шум, генериран от баластите по време на работа, запалимост по време на аварийни режими и т.н.), както и ниското качество на произведените стартери, доведоха до постоянни търсения за икономически жизнеспособни рационални баласти, които не са стартиращи, за да се ги прилагат предимно в инсталации, където са доста прости и евтини.

За надеждна работа на беззвездни вериги се препоръчва използването на лампи с проводима лента, приложена към крушката.

Най -разпространени са трансформаторни вериги за бързо стартиране за луминесцентни лампи при които дросел се използва като баластово съпротивление, а предварително загряване на катодите се извършва от трансформатор с нажежаема жичка, или автотрансформатор.

Беззвездни вериги с една и две лампи за включване на флуоресцентни лампи: L — флуоресцентна лампа, D — дросел, NT — трансформатор с нажежаема жичка

Понастоящем изчисленията са установили, че схемите за стартиране за вътрешно осветление са по -икономични и следователно те са широко разпространени. В стартерните вериги загубите на енергия са приблизително 20 — 25%, в незапускащите — 35%

Напоследък схемите за включване на флуоресцентни лампи с електромагнитни баласти постепенно се заменят с схеми с по -функционални и икономични електронни баласти (ЕКГ).

При изчисляване на осветителни мрежи с флуоресцентни лампи трябва да се има предвид, че дори при компенсирани схеми без баласти фазовото изместване не може да бъде напълно елиминирано. Следователно е необходимо при определяне на прогнозния ток на мрежи с флуоресцентни лампи да се вземе косинус phi = 0,9 за вериги с компенсация на реактивната мощност, и косинус phi = 0,5 при липса на кондензатори във вериги. Освен това е необходимо да се вземат предвид загубите на мощност в устройството за управление.

При избора на напречни сечения за четирипроводни мрежи с флуоресцентни лампи трябва да се вземат предвид някои характеристики на такива мрежи. Факт е, че нелинейността на характеристиките на токово напрежение на флуоресцентните лампи, както и наличието на индуктор със стоманена сърцевина и кондензатори в тяхното предназначение, водят до несинусоидална крива на тока и в резултат на това появата на по -високи хармоници, които значително променят тока на неутралния проводник дори при равномерно фазово натоварване.

Токът в нулевия проводник може да достигне стойности, близки до тока във фазовия проводник 85-87% от Азе. Това предполага необходимостта да се избере напречното сечение на нулевия проводник в четирипроводни мрежи с флуоресцентно осветление, равно на напречното сечение на фазовите проводници, а при полагане на проводници в тръби трябва да се вземе допустимото токово натоварване както за четири проводници в една тръба.