Устройство дросселя, принцип работы и назначение
- Статья
- Видео
В этой статье мы расскажем читателям энциклопедии домашнего мастера что такое дроссель и для чего он нужен. Drossel — это немецкое слово, которое обозначает сглаживание. Конкретно будем говорить об электрическом дросселе. Сейчас трудно найти электрическую схему в которой нет данного устройства, которое даже в цифровой век широко используется в технике. Он нужен для регулирования либо отсекания, в зависимости от назначения — сглаживать резкие скачки тока или отсекать электрические сигналы другой частоты, постоянный ток отделять от переменного.
- Конструкция и принцип работы
- Область применения
Конструкция и принцип работы
Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:
Внешний вид изделия может быть таким, как на фото:
Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот.
Похож на трансформатор только с одной обмоткой. Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться. Проведем мысленный эксперимент — у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.
Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике. Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление. Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя — выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.
Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом. Этот эффект используют для устройств, в электрических цепях, где нужно ограничить ток до нужной величины, при этом избежать излишней громоздкости и выделения тепла.
Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:
Наглядное сравнение, объясняющее принцип работы
Теоретическая часть вопроса
Область применения
Дроссель предназначен для того, чтобы сделать нашу жизнь светлее. Конкретно в люминесцентных лампах он ограничивает ток через колбу, до нужной величины, избегая его чрезмерное увеличение через лампу.
Люминесцентный светильник в основном состоит из дросселя, стартера, люминесцентной лампы. В двух словах описание работы люминесцентного светильника происходит так:
Из сети ток через дроссель проходит на одну из нитей накала люминесцентной лампы, далее попадает на стартерное устройство, далее на вторую нить накала и уходит в сеть. В стартерном устройстве пластина из биметалла нагревается тлеющим разрядом газа, выпрямляется под действием тепла и замыкает цепь.
В этот момент начинают работать нити накала, на концах лампочки, разогревая пары ртути в колбе люминесцентной лампы. Через короткий промежуток времени, пластина в стартере остывает и возвращается в исходное положение. Во время разрыва цепи происходит резкий всплеск напряжения в дросселе, происходит пробой газа в колбе люминесцентной лампы, и возникает тлеющий разряд, лампочка начинает светить, работающая лампа шунтирует стартер, выключая его из цепи более низким сопротивлением.
В электронных схемах современных экономических люминесцентных ламп тоже есть рассматриваемый в статье элемент, но из-за более высоких частот он имеет миниатюрные размеры. А принцип работы и назначение остались те же.
Также дроссель обязательный элемент в схемах ламп ДРЛ, натриевых ламп ДНАТ, металлогалогеновых лампочек CDM.
В импульсных блоках питания в схемах преобразователях назначение дросселя — блокировать резкие всплески от трансформатора, пропуская сглаженное напряжение. Грубо говоря в этом случае он играет роль фильтра.
В электрических сетях они также устанавливаются, но называются реакторами. Назначение дугогасительного реактора — предотвращать появление самостоятельной дуги во время однофазного короткого замыкания на землю, также как и прочих реакторов, которые так или иначе регулируют или же ограничивают величину тока через них, специально или в случае нештатной ситуации.
С помощью дросселя можно улучшить дешевый или самодельный сварочный аппарат, установив его во вторичную цепь. Сварочный трансформатор собранный с дросселем будет варить не хуже фирменных аппаратов, дуга станет ровной и не будет рваться, шов будет равномерно залит.
Поджог дуги станет происходить намного легче и просадка сетевого напряжения будет меньше влиять на появление и горение дуги. Даже неспециалист сможет быстро достичь хороших результатов в сварке, делая всевозможные поделки у себя дома.
Где применяется изделие?
Вот мы и рассмотрели устройство дросселя, принцип работы и назначение.
Надеемся, что теперь вы полностью разобрались, для чего нужен данный элемент схемы!
Будет интересно прочитать:
- Как сделать индукционный котел своими руками
- Как проверить работоспособность транзистора
- Как сделать светодиодную лампу в домашних условиях
Наглядное сравнение, объясняющее принцип работы
Теоретическая часть вопроса
Где применяется изделие?
Adblock
detector
Как работает дроссель в светильнике. Основные функции элементов лампы. Основный функции ПРА
Схемы для подключения ЛДС
Для подключения обычных ламп дневного света существует несколько схем.
При их применении необходимо обращать внимание на суммарную мощность нагрузки (особенно при подборе дросселей-балластов) и напряжения на отдельных элементах (особенно стартерах — стартеры выпускаются двух типов: полное напряжение (220В) и половинное)
В некоторых дросселях-балластах имеется первичная коммутация проводников В связи с этим схема подключения ЛДС может немного измениться. Поможет в этом схема на корпусе пуско-регулирующего устройства.
Большинство схем с применением ЛДС имеет на входе конденсатор-фильтр для защиты потребителей от помех (импульсов) при включении-выключении приборов.
- Подключение лампы дневного света.
- подключение ЛДС
- подключение люминесцентных ламп.
- Схемы с конденсатором
- Современные схемы подключения люминесцентных ламп дневного света
- схемы подключения ЛДС
1. Самая простая схема для подключения одиночной лампы дневного света . При использовании одиночных ламп возможно мерцание света лампы, что неблагоприятно сказывается на восприятии света.
2. В светильниках с применением ЛДС обычно используют парное количество ламп (2 или 4). В них эффект мерцания света менее заметен.
При этом сами трубки ламп соединяются парами последовательно или параллельно. В одной из веток может ставиться фазосдвигающий конденсатор для уменьшения общего мерцания — лампы мерцают поочередно и суммарно имеем более стабильное свечение.
а) Последовательная схема. (на стартерах половинное напряжение — тип S2).
б) Параллельная схема. (на стартерах полное напряжение 220В)
в)Параллельная схема с фазосдвигающим конденсатором.
г)
Промышленность выпускает два вида электронных устройств для пуска и работы люминесцентных ламп:
В пластиковом корпусе из которого выходят подсоединительные проводники.Схема подключения обычно нарисована на корпусе прибора.
Сама электронная плата без защитного корпуса, вставляемая в специальные держатель. В момент написания статьи его размеры близки к размерам спичечного коробка. При обслуживании такой электронной платы следует обратить внимание на состояние защитного лакового покрытия. Оно легко разрушается при вытягивании из держателей. При последующей установке назад возможно замыкание элементами крепления участков платы и выхода ее из строя. Можно кромку платы обвернуть изолентой в месте упора держателей.
Эти же схемы применяют и в настольных люминесцентных лампах.
Анализ поисковых запросов показывает, что часть пользователей интересуется люминесцентными светильниками. Применяются обычно светильники из двух или .
На данный момент могу проинформировать о наличии электронного балласта для светильника из 4-х ламп по 18 Вт.
Вскрытие корпуса показало, что в нем применена схема аналогичная для ламп-экономок. На одной плате смонтировано две схемы для подключения двух ЛДС каждая..
На мой взгляд экономичнее в плане ремонта использовать 2 отдельных балласта (другого типа) по одному на две лампы. В первом случае при поломке придется менять весь прибор, а во втором две лампы будут работать.
д) Редкие схемы. В некоторых случаях применяют бездроссельную схему с уможителем напряжения. Поскольку для розжига ЛДС необходимо напряжение несколько большее 220В, в этой схеме имеется умножитель напряжения (4 диода и 2 конденсатора), обеспечивающий стабильное включение и работу лампы даже с перегоревшей нитью разогрева (она здесь просто не нужна). Параметры электронных компонентов не указаны (схема интересна только отдельным энтузиастам)- их легко можно найти при надобности на других сайтах. Диоды и конденсаторы в принципе легкопокупаемые на радиорынках, а вот с резистором (довольно большая мощность) могут быть проблемы в наличии.
Есть и другие варианты схем питания ЛДС (Н.П. постоянным током и др.), но практического применения они не имеют. При питании постоянным током на колбе лампы со временем образуется темная область (пятно), уменьшающая силу света. Высоковольтные схемы питания ЛДС приводят к быстрому износу электродов лампы.
На практике нестандартные схемы включения ЛДС никакого выигрыша во время эксплуатации НЕ ДАЮТ и интересны только для одиночных любителей попробовать свои силы.
Некоторые особеннности в работе люминесцентных ламп.
Мигание лампы, лампа не может включиться — для устранения сначала поменять стартер, если не поможет — поменять лампу, проверить напряжение в сети.
Мерцание люминесентной лампы в т.ч. и компактной экономки даже в выключенном состоянии — чаще всего встречается если выключатель установлен на нулевом проводе.
Мне понравилась фраза — лампы накаливания — это вчерашний день, лампы дневного света — сегодняшний, а полупроводниковые (LED) — завтрашний день.
Электрическая проводка делается на будущее. Перетереть стены, потолок, поменять обои — данные работы делаются чаще чем замена электропроводки. Электропроводку следует делать с ориентацией на завтрашний день.
Также после 2015 года поставки люминесцентных ламп на Украину будут прекращаться. Идет переход на светодиодные источники света. Сейчас в продаже имеются практически все типы ламп (по внешнему виду) для замены устаревших источников света (ламп накаливания, люминесцентных) на современные светодиодные (LED). При установке светодиодных аналогов необходимо переделать схему подключения в самом светильнике. Фактически выбросить дросселя, стартеры, Оставляем только подсоединительные элементы (цокольный патрон, держатель), в которые вставляется (вкручивается) современня LED лампа. Светодиодные аналоги ламп подключаются напрямую в сеть 220В. Необходимые вспомогательные элементы находятся внутри самих приборов.
Современное общество стремится экономить на любых видах энергоносителей, особенно на электричестве.
Это связано с постоянным возрастанием оплаты за свет. Поэтому в жизнь людей очень прочно входят и активно используются лампы дневного света.
Сама лампа состоит из стеклянной колбы, которая может быть различной формы и диаметра. По своему строению и виду они делятся:
- компактные с цоколем Е 14 и Е 27;
- кольцевые;
- U- образные;
- прямые.
Независимо от внешнего вида, каждая из ламп дневного света имеет внутри электроды, специальное люминесцентное покрытие, закачанный инертный газ с парами ртути. Из-за того, что электроды накаляются, происходит периодическое зажигание инертного газа, поэтому люминофор светится. Учитывая, что спирали могут при кратковременном разогреве перегреваться и сгорать, в этих приборах используется стартер для ламп дневного света. Стоит отметить и тот факт, что спирали в осветителях дневного света небольшого размера, им не подходит стандартное напряжение, поэтому устанавливаются специальные приборы – дроссели, задачей которых является ограничение номинального значения силы тока .
Принцип работы люминесцентной лампы
Когда осветитель подключается к сети, происходит автоматическая подача сетевого напряжения в 220 В на схему, далее оно следует на стартер. Так как контакты еще разомкнуты, то полное напряжение через прибор не идет, а попадает на дроссель, где колеблется около нуля. Этого напряжения достаточно, чтобы произошел розжиг разряда в лампочке. Как только биметаллический электрод стартера разогреется, он загибается и происходит замыкание электрической цепи, нити в люминесцентной лампе загораются. Это приводит к запуску в работу самой лампы.
В качестве электродов в дневных лампах установлены вольфрамовые нити накала . На них обязательно наносится специальное покрытие защитной пастой. Через некоторое время эта паста сгорает, что влечет перегорание нити накала. Если хотя бы одна из нитей перегорит, осветитель выходит из строя и зажигаться не будет.
Как правильно подключить осветительный прибор
Существуют схемы подключения ламп дневного света.
Они очень простые и не вызывают трудности даже у неопытного человека. Для одного источника света достаточно, на собранную схему, подать напряжение через клеммы. Оно последует на дроссель, далее, на первую спираль. Затем, включается стартер, он реагирует на поступивший ток, и пропускает его дальше на вторую спираль, подключенную к клемме.
Если вам необходимо установить несколько приборов дневного света, то схемы подключения немного изменятся. Все лампы будут соединяться последовательно. Будет использоваться несколько стартеров, для каждого источника отдельно. Если вы хотите установить две лампы на один дроссель, то необходимо прочитать номинальную мощность, которая указывается на корпусе. Если мощность дросселя составляет 40 Вт, то к нему подсоединяются только два прибора с мощностью в 20 Вт.
Разработаны схемы подключения ламп без использования стартера . Их заменяют электронные балластные устройства. В таком варианте прибор дневного света включается мгновенно, нет моргания, как при включении стартера.
Подключить электронные балласты легко. Для этого достаточно ознакомиться с инструкцией, которая находится на корпусе прибора. В таких инструкциях указана схема подключения, какие контакты лампы должны быть соединены с соответствующими клеммами. Стоит отметить, что многие специалисты считают, что именно такой способ имеет большие преимущества:
- вам не нужно наличие дополнительных элементов для управления и подключения стартера;
- работа лампы без стартера продолжительней, так как исключается установка соединительных проводов прибора и стартера, которые часто и быстро выходят из строя.
Стоит отметить, что подключение ламп дневного накаливания не вызывает особого труда, так как в комплекте с прибором идут все необходимые элементы устройства и схемы их сборки. Вам не нужно что-то покупать дополнительно и выдумывать, или отыскивать схемы сборки устройства.
Поломки лампы дневного света, ремонт и замена
Как только вы обнаружили проблемы в работе устройства, необходимо выяснить причины неисправности, и определиться: нужна ли полная замена лампы, или достаточно поставить новый элемент.
Самыми распространенными неполадками являются проблемы в работе стартера или дросселя . Когда лампа при включении зажигается лишь с одной стороны, то необходимо перевернуть ее таким образом, чтобы вход несветящейся части стал на противоположное место. В случае когда лампа продолжает светить так же, то ее можно выбросить — она неисправна.
Часто встречаются неполадки, когда светятся два конца лампы, а вся она не зажигается. Это может свидетельствовать о неисправности стартера, проводки или патрона. Начните проверку со стартера. Если он исправен, то начинайте работу с проводкой, возможно, в ней возникли замыкания.
Если лампа при включении загорается тусклым светом, а через несколько минут начинает пульсировать и вообще гаснет, то это свидетельствует о попадании в колбу воздуха . В таком случае требуется замена прибора.
Как работает дроссель, основные признаки поломки
Некоторые лампы резко и мгновенно зажигаются, но после нескольких часов работы, края источника света темнеют.
На такую работу стоит сразу обратить внимание. Это свидетельствует о быстром выходе из строя прибора. Причиной поломки станет проблема в работе дросселя: пусковой и рабочий ток имеют показатели, превышающие норму. Для точной диагностики неполадки достаточно воспользоваться вольтметром , и проверить величину пускового и рабочего тока. Чаще всего специалисты находят неисправности нескольких катодов.
Некоторые пользователи наблюдают, что в лампе дневного света периодически вьется змейка. Это также указывает на проблемы в работе дросселя. В источник поступает электрическое напряжение, но разряд внутри неравномерный. Здесь также достаточно проверить величину пускового и рабочего напряжения, и при обнаружении превышения, заменить дроссель на новый.
Основные проблемы в работе стартера
Когда владелец лампы дневного света наблюдает картину постоянно или периодически гаснущего прибора, то это указывает на проблемы в работе стартера и лампы. Для точной диагностики неполадок, необходимо проверить входящее напряжение в приборе.
Если его параметры гораздо выше, то достаточно заменить только лампу. Обязательно измеряйте напряжение и в стартере. Если оно ниже нормы, то необходима замена стартера.
В случае, если светильник дневного света начинает функционировать тускло, то это признак резкого снижения тока внутри до критического уровня. Это свидетельствует о неполадках дросселя. Когда вы измерили в нем напряжение и убедились, что причин к неправильной работе нет, то, возможно, ваш источник света отслужил свой срок, количество ртути внутри снизилось до минимума. Необходима замена самой колбы.
Если в лампах перегорает спираль , то это указывает на поломку или повреждение дросселя. Чаще всего – это проблемы или изнашивание изоляции. Как только источник дневного света перестает нормально работать, необходимо его сразу отключить от электричества, и найти причины поломки. Не стоит многократно пытаться включать прибор, так как поломка одного элемента, влечет проблемы в работе или выход из строя и других частей прибора.
Важно понять главное — при установке лампы дневного света, схемами подключения нужно оперировать грамотно. Только в этом случае не возникнет проблем и прибор будет функционировать качественно.
(или как мы еще привыкли их называть Лампа дневного света ) зажигаются при помощи разряда, создаваемого внутри колбы.
если кому интересно узнать об устройстве такой лампы- о их преимуществах и недостатках то можете заглянуть в
.
Для того чтобы получить высоковольтный разряд применяются специальные приспособления- балластные дроссели управляемые стартером.
Работает это примерно так: внутри фурнитуры лампы размещается дроссель и конденсатор которые образуют колебательный контур. Последовательно с этим контуров устанавливается стартер- неоновая лампа с небольшим конденсатором. При прохождении тока через неоновую лампу в ней возникает электрический пробой, сопротивление лампы падает практически до нуля, но она практически сразу-же начинает разряжаться через конденсатор.
Таким образом стартер хаотично открывается-закрывается и в дросселе возникают хаотичные колебания.
За счет ЭДС самоиндукции эти колебания могут иметь амплитуду до 1000 Вольт, они-то и служат источником высоковольтных импульсов зажигающих лампу.
Данная конструкция применяется в быту уже много лет и имеет целый ряд недостатков- неопределенное время включения, износ нитей накала ламп и огромный уровень радиопомех.
Как показывает практика, в стартерных устройствах (упрощенная схема одного из них приведена на рис. 1) наибольшему нагреву подвергаются участки нитей накала, к которым подводится сетевое напряжение. Здесь зачастую нить перегорает.
Более перспективны — без стартерные устройства зажигания , где нити накала по своему прямому назначению не используются, а выполняют роль электродов газоразрядной лампы — на них подается напряжение, необходимое для поджига газа в лампе.
Вот, к примеру, устройство, рассчитанное на питание лампы мощностью до 40 Вт (рис.
2). Работает оно так. Сетевое напряжение подается через дроссель L1 на мостовой выпрямитель VD3. В один из полупериодов сетевого напряжения конденсатор С2 заряжается через стабилитрон VD1, а конденсатор СЗ — через стабилитрон VD2. В течение следующего полупериода напряжение сети суммируется с напряжением на этих конденсаторах, в результате чего лампа ЕL1 зажигается. После этого указанные конденсаторы быстро разряжаются через стабилитроны и диоды моста и в дальнейшем не оказывают влияния на работу устройства, поскольку не в состоянии заряжаться — ведь амплитудное напряжение сети меньше суммарного напряжения стабилизации стабилитронов и падения напряжения на лампе.
Резистор R1 снимает остаточное напряжение на электродах лампы после выключения устройства, что необходимо для безопасной замены лампы. Конденсатор C1 компенсирует реактивную мощность.
В этом и последующих устройствах пары контактов разъема каждой нити накала можно соединить вместе и подключить к «своей» цепи — тогда в светильнике будет работать даже лампа с перегоревшими нитями.
Схема другого варианта устройства, рассчитанного на питание люминесцентной лампы мощностью более 40 Вт, приведена на рис. 3. Здесь мостовой выпрямитель выполнен на диодах VD1-VD4. А «пусковые» конденсаторы C2, C3 заряжаются через терморезисторы R1, R2 с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Причем в один полупериод заряжается конденсатор С2 (через терморезистор R1 и диод VDЗ), а в другой — СЗ (через терморезистор R2 и диод VD4). Терморезисторы ограничивают ток зарядки конденсаторов. Поскольку конденсаторы включены последовательно, напряжение на лампе EL1 достаточно для ее зажигания.
Если терморезисторы будут в тепловом контакте с диодами моста, их сопротивление при нагревании диодов возрастет, что понизит ток зарядки.
Дроссель, служащий балластным сопротивлением, не обязателен в рассматриваемых устройствах питания и может быть заменен лампой накаливания, как это показано на рис. 4. При включении устройства в сеть происходит разогрев лампы EL1 и терморезистора R1.
Переменное напряжение на входе диодного моста VD3 возрастает. Конденсаторы С1 и С2 заряжаются через резисторы R2, R3. Когда суммарное напряжение на них достигнет напряжения зажигания лампы EL2, произойдет быстрая разрядка конденсаторов — этому способствуют диоды VD1,VD2.
Дополнив обычный светильник с лампой накаливания данным устройством с люминесцентной лампой, можно улучшить общее или местное освещение. Для лампы EL2 мощностью 20 Вт EL1 должна быть мощностью 75 или 100 Вт, если же EL2 применена мощностью 80 Вт, EL1 следует взять мощностью 200 или 250 Вт. В последнем варианте допустимо изъять из устройства зарядно-разрядные цепи из резисторов R2, R3 и диодов VD1, VD2.
Несколько лучший вариант питания мощной люминесцентной лампы — использовать устройство с учетверением выпрямленного напряжения, схема которого приведена на рис. 5. Некоторым усовершенствованием устройства, повышающим надежность его работы, можно считать добавление терморезистора, подключенного параллельно входу диодного моста (между точками 1, 2 узла У1).
Он обеспечит более плавное увеличение напряжения на деталях выпрямителя-умножителя, а также демпфирование колебательного процесса в системе, содержащей реактивные элементы (дроссель и конденсаторы), а значит, снижение помех, проникающих в сеть.
В рассмотренных устройствах используются диодные мосты КЦ405А или КЦ402А, а также выпрямительные диоды КД243Г-КД243Ж или другие, рассчитанные на ток до 1 А и обратное напряжение 400 В. Каждый стабилитрон может быть заменен несколькими последовательно соединенными с меньшим напряжением стабилизации. Конденсатор, шунтирующий сеть, желательно применить неполярный типа МБГЧ, остальные конденсаторы — МБМ, К42У-2, К73-16. Конденсаторы рекомендуется зашунтировать резисторами сопротивлением 1 МОм мощностью 0,5 Вт. Дроссель должен соответствовать мощности используемой люминесцентной лампы (1УБИ20 — для лампы мощностью 20 Вт, 1УБИ40 — 40 Вт, 1УБИ80-80ВТ). Вместо одной лампы мощностью 40 Вт допустимо включить последовательно две по 20 Вт.
Часть деталей узла монтируют на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, на которой оставлены площадки для подпайки выводов деталей и соединительных лепестков для подключения узла к цепям светильника.
После установки узла в корпус подходящих габаритов его заливают эпоксидным компаундом.
Люминесцентный светильник — простое и надежное устройство, которое нечасто выходит из строя. Для включения используется пусковой комплект, который состоит из стартера и дросселя. Также в его схему включены два конденсатора. Рабочий элемент стартера, это наполненная инертным газом колба, в которой находятся два электрода — простой и биметаллический. Включение светильника дневного света происходит следующим образом:
- При подаче напряжения, в колбе стартера возникает тлеющий разряд.
- Тлеющий разряд нагревает биметаллический электрод. Под действием температуры, он изменяет исходную форму, и замыкает электрическую цепь.
- В замкнутой цепи ток возрастает, электроды лампы разогреваются, нагревая пары ртути в колбе.
- В отсутствие переходного напряжения разряда, биметаллический электрод остывает, и возвращается в исходное положение. Электрическая цепь размыкается.
- При разрыве цепи, за счет самоиндукции дросселя, возникает бросок напряжения.
- Высоковольтный импульс в атмосфере аргона, которым заполнена колба, поджигает дугу между электродами лампы.
- Цепь замыкается через разряд в лампе, вследствие чего напряжение на стартере падает, и его повторного включения не происходит. Цепь подогрева электродов размыкается.
Почему не включается?
Первым делом, необходимо проверить, подается ли напряжение при включении светильника. Если питание подается исправно, то причина кроется в одной из трех его составных частей.
Проверить лампу и стартер, не составит труда, так как эти детали легко заменяются. Проще всего заменяется стартер, да и в хозяйстве, обычно, есть несколько исправных. С него и следует начать. Если исправного стартера под рукой нет, можно вынуть из работающего светильника. Это, кстати, будет гарантией его исправности.
Если замена стартера не помогла, пробуем поменять лампу. В случае если после замены, светильник все равно не работает, остается один подозреваемый — дроссель.
Проверка дросселя
На неисправность, еще да того как светильник перестал включаться, указывает нестабильная работа лампы дневного света.
Через некоторое время после включения, появляется мерцание, или огненная «змейка» внутри колбы.
Причиной выхода дросселя из строя, являются обрыв обмотки, или межвитковое замыкание. В случае обрыва, при проверке сопротивления тестером, прибор выдаст бесконечность, в случае межвиткового замыкания — минимальное сопротивление, вплоть до нуля. Внешним признаком межвиткового замыкания будет появление запаха гари, перегрев дросселя, появление желтых или коричневых пятен на его поверхности.
При замене вышедшего из строя дросселя на новый, обратите внимание на соответствие мощностей лампы и дросселя.
При проведении ремонтных работ, надо помнить о правилах электробезопасности. Проводить все действия только с выключенным прибором, убедиться, что конденсаторы разряжены.
На сегодняшний день, традиционная пускорегулирующая аппаратура для люминесцентных ламп используется в большей части люминесцентных светильников. В частности, они широко применяются при работе самых распространенных люминесцентных ламп Т8.
Главным достоинством электромагнитных дросселей, благодаря которому они пока конкурируют с электронными аналогами, можно отнести невысокую стоимость: более надежные, экономичные и функциональные электронные балласты обходятся в несколько раз дороже.
Основный функции ПРА:
Основными функциями ПРА можно назвать зажигание лампы и поддержание в норме ее светотехнических и эксплуатационных характеристик. Рабочая схема электромагнитного пускорегулирующего аппарата обычно состоит из балласта, конденсатора и стартера, который запускает работу лампы. Балласт является индуктивным сопротивлением, которое последовательно подключается с люминесцентной лампой и создает высокое напряжение (0,7-1,2 кВ) на электродах источника света. В результате, в колбе формируется газовый разряд, ведущий к розжигу лампы. При этом дроссель для люминесцентных ламп стабилизирует ток в питающей сети, а конденсатор снижает радиопомехи и компенсирует реактивную мощность, которые возникают при зажигании люминесцентной лампы.
При использовании электромагнитного балласта этот процесс (розжиг лампы) происходит с частотой около 100 Гц, что в два раза выше, чем частота тока в стандартной сети питания (50 Гц). Запускается люминесцентная лампа с магнитным ПРА обычно около 1-3 секунд.
Из чего состоит дроссель для лампы:
Балласт для ламп представляет собой электромагнитный дроссель, то есть катушку с металлическим сердечником, имеющую обмотку из медного или алюминиевого провода. Диаметр провода обмотки, как правило, выбирается таким образом, чтобы дроссель для люминесцентных ламп не нагревался выше заданной температуры, необходимой для нормальной работы светильника. Потери в мощности при использовании электромагнитного балласта лежат в пределах 10-50%, в зависимости от мощности источника света – чем мощнее лампа, тем меньше потери. Согласно европейским стандартам, по уровню потерь мощности существуют три класса дросселей: B (особо низкие потери), C (пониженные потери) и D (нормальные потери). С 2001 года в странах Евросоюза балласты класса D не выпускаются.
Большая часть дросселей отечественного производства относится к категории D.
Преимущества электромагнитного дросселя:
Преимуществами электромагнитных балластов можно назвать низкую стоимость, простоту в исполнении и слабую чувствительность к температурным перепадам. Однако, в сравнении с электронными аналогами, электромагнитные дроссели имеют ряд серьезных недостатков. В их числе можно отметить значительные потери в рабочей схеме, акустический шум при работе лампы, увеличенный вес светильников, меньший срок службы. Наиболее серьезным минусом, пожалуй, является относительно низкая частота розжига лампы, в результате чего освещение является мерцающим и негативно сказывается на утомляемости глаз. Помимо этого, низкая частота зажигания люминесцентной лампы способна создавать стробоскопический эффект. Если колеблющиеся или вращающиеся предметы (например, элементы токарного станка, циркулярной пилы, кухонного миксера и т.д.) движутся с частотой, равной или кратной частоте мерцания, то они будут казаться неподвижными. Поэтому на производстве является обязательной подсветка рабочих мест лампами накаливания.
Электромагнитные дроссели для газоразрядных ламп высокого давления
Для работы газоразрядных ламп высокой интенсивности, таких как металлогалогенные лампы или, например, натриевые лампы высокого давления, также необходимы пускорегулирующие аппараты (Дроссель днат или дроссель дрл). По своей конструкции, электромагнитные дроссели для газоразрядных ламп схожи с электромагнитным балластом для люминесцентных ламп. В частности, дроссель ДНаТ включает в себя рабочую схему, состоящую из ИЗУ (импульсного зажигающего устройства), балласта и компенсирующего конденсатора. Зажигание лампы происходит в результате пробоя импульсом высокого напряжения (до 6 кВ) межэлектродного пространства. Исключением из общей схемы является дроссель ДРЛ, который не содержит дополнительного зажигающего устройства, поскольку в данных лампах для розжига есть дополнительные электроды.
Нужно отметить, что для газоразрядных ламп высокого давления следует подбирать балласт, соответствующий типу и мощности источника света. Например, дроссель 250 для лампы ДНаТ должен использоваться именно с натриевой лампой мощностью 250 Вт, а дроссель 400 – соответственно с лампой на 400 Вт. Только в этом случае газоразрядная лампа будет работать согласно номинальным техническим характеристикам.
Особенности ПРА для газоразрядных ламп:
При работе с электромагнитным дросселем ДРЛ, газоразрядные лампы достаточно долго разгораются – обычно не менее 5 минут, а также имеют определенные особенности при подключении. Тем не менее, пока классический магнитный балласт наиболее часто используется для работы газоразрядных ламп. Однако, в последнее время, производители активно разрабатывают электронные балласты для газоразрядных ламп высокого давления, которые обеспечивают более стабильную, длительную и экономичную работу источников света.
Как работают люминесцентные лампы? Объяснение и схема включены
В середине 1930-х годов, когда на рынке появились первые люминесцентные лампы, они стали настоящим открытием. Люди были поражены, увидев, что их дома и офисы освещены так же ярко, как прохладный дневной свет. Узнайте, как они работают здесь.
Что внутри люминесцентной лампы?
Люминесцентная лампа в основном состоит из длинной стеклянной газоразрядной трубки. Его внутренняя поверхность покрыта фосфором и заполнена инертным газом, обычно аргоном, со следами ртути.
Затем трубка окончательно герметизируется при низком давлении двумя нитевидными электродами на обоих концах.
Эти электродные нити используются для предварительного нагрева трубки и инициирования быстрой проводимости электронов между двумя концевыми электродами. Первоначально процесс требует относительно большого количества энергии.
Энергия также превращает часть ртути из жидкости в стекло. Затем электроны сталкиваются с газообразными атомами ртути, увеличивая количество энергии. Когда электроны возвращаются на свой первоначальный энергетический уровень, они начинают излучать свет.
Однако свет, который они излучают, является ультрафиолетовым и не виден невооруженным глазом, поэтому необходимо сделать еще один шаг, прежде чем мы сможем увидеть свет.Вот почему трубка была покрыта фосфором. Люминофоры излучают свет при воздействии света. При воздействии ультрафиолетового света частицы излучают белый свет, который мы можем видеть.
После того, как проводимость электронов между электродами завершена, больше не требуется нагрев нитей, и вся система работает при гораздо более низком токе.
Подключение флуоресцентных ламп
Вот один из примеров трубчатого светильника, состоящего из большого тяжелого квадратного «дросселя» или «балласта» и небольшого цилиндрического «стартера». Попробуем понять, как работает вся система. Пожалуйста, обратитесь к схеме справа, когда вы читаете следующие пункты:
Дроссель на самом деле представляет собой большую катушку индуктивности. Он состоит из длинной медной обмотки поверх железных пластин.
Катушка индуктивности по своей природе всегда имеет тенденцию отбрасывать накопленный в ней ток каждый раз, когда через нее отключается питание. Этот принцип дросселя используется при освещении люминесцентной лампой.
Когда переменное напряжение подается на ламповый светильник, напряжение проходит через дроссель, стартер и нити накала трубки.
Нити накаливания загораются и мгновенно нагревают трубку. Стартер состоит из разрядной лампы с двумя электродами рядом с ней. Когда через него проходит электричество, между двумя электродами возникает электрическая дуга. Это создает свет, однако тепло от лампы заставляет один из электродов (биметаллическая полоса) изгибаться, вступая в контакт с другим электродом. Это не позволяет заряженным частицам создавать электрическую дугу, создающую свет. Однако теперь, когда тепло от света ушло, биметаллическая полоса остывает и отгибается от электрода, снова размыкая цепь.
В этот момент балласт или дроссель «отбрасывают» накопленный ток, который снова проходит через нити накала и снова зажигает трубку.
Если трубка не наполняется в достаточной мере, последующие удары наносятся дроссельной заслонкой благодаря быстрому переключению стартера, так что, наконец, трубка ударяет.
После этого дроссель действует только как ограничитель тока с низким импедансом для трубки, пока свет горит.
Распространенной проблемой, связанной с этими типами приборов, является гудение или жужжание. Причина этого кроется в неплотно прилегающем дросселе к светильнику, который вибрирует в соответствии с частотой 50 или 60 герц нашей сети переменного тока и создает гудящий шум. Затяжка винтов дроссельной заслонки может мгновенно устранить проблему.
Принцип работы современных электронных балластов заключается в отказе от использования стартеров для предварительного нагрева. Они также очень легкие по весу. Они подавляют начальное мерцание лампового света, которое обычно наблюдается в обычных ламповых светильниках, за счет изменения частоты сетевого питания до гораздо более высоких 20 000 герц или более.
Кроме того, электронные балласты очень энергоэффективны.
Надеюсь, это обсуждение предоставило вам достаточно информации о том, как работают флуоресцентные лампы.
Ссылки
- http://home.howstuffworks.com/fluorescent-lamp.htm
Балласты люминесцентных ламп, часть первая Отчет о состоянии отрасли (см. ST, июль 2008 г., стр. 87, таблица 11a), в котором говорится, что на их долю приходится 37,6% световой рекламы респондентов, а также исследование освещения (см. ST, апрель 2008 г., стр. 104, Таблица 4), в которой говорится, что они составляют 390,8%.
Для люминесцентных ламп требуется балласт для запуска лампы и регулирования рабочего тока. В течение десятилетий существовало всего несколько моделей магнитного балласта, и все они работали по одному и тому же принципу. Но за последние пять лет электронные балласты (производители рекламируют их экономию энергии) почти заменили свои магнитные аналоги.
Я не могу описать свойства обоих типов, требования к обслуживанию и установке в одной колонке.
Я расскажу здесь о магнитных балластах.
Люминесцентные лампы часто называют «неоновыми лампами», даже если неон не используется. Для ясности я буду использовать разговорное «неон» для ламп с холодным катодом, а «флуоресцентные» заменители для ламп с горячим катодом, независимо от цвета и газового наполнения.
Принципы работы люминесцентных ламп
Реклама
Люминесцентные и аргоновые/ртутные лампы имеют схожие принципы работы, за исключением их электродов. Неоновые лампы с холодными электродами в металлической оболочке требуют высокого напряжения для запуска и работы, но для нагреваемых электродов накала люминесцентных ламп часто требуется довольно низкое пусковое и рабочее напряжение. Это все еще выше, чем обычное линейное напряжение США 110 В, что означает, что люминесцентная лампа не может быть подключена к линии электропередачи напрямую.
Перед запуском люминесцентной лампы электроды должны быть нагреты примерно до 1400°F, чтобы они могли высвобождать электроны в газ.
Это достигается путем пропускания электрического тока через электрод, который представляет собой резистивную проволоку. Чтобы ток протекал по нити накала, каждый электрод должен иметь два контакта. Следовательно, трубка имеет четыре соединения.
Неоновая трубка, напротив, обычно имеет два соединения, потому что ее электроды не нужно нагревать для работы. Поскольку основной целью люминесцентной лампы является создание большого количества света, ее рабочий ток составляет от 300 до 800 мА, что примерно в 10 раз превышает обычный рабочий ток неоновой лампы. Когда этот рабочий ток проходит через лампу, ток лампы поддерживает рабочую температуру электродов. Это означает, что «предварительный нагрев» не требуется после включения лампы.
Люминесцентная лампа и неоновая трубка также имеют так называемую «падающую характеристику», при которой увеличение рабочего тока снижает рабочее напряжение. Таким образом, если лампу с такой характеристикой подключить к постоянному напряжению (которое выше минимального пускового напряжения), ток будет расти все выше, до бесконечности, и разрушить лампу.
Так, источники питания для неоновых трубок и люминесцентных ламп должны ограничивать ток.
Следовательно, балласт люминесцентной лампы должен выполнять три основные задачи:
1. Перед запуском лампы необходимо предварительно нагреть электроды, пропуская достаточный ток через провода накаливания. После того, как лампа заработает, необходимо уменьшить или отключить ток нагрева, чтобы избежать перегрева электродов.
Реклама
2. Балласт должен обеспечивать высокое напряжение на лампе, чтобы после нагрева электродов начался газовый разряд между электродами.
3. Он должен обеспечивать достаточно высокое напряжение на лампе после ее включения, чтобы поддерживать газовый разряд и одновременно ограничивать рабочий ток до надлежащего значения для каждого размера лампы.
Типы с магнитным балластом
Включение резистора последовательно с лампой ограничит ток, но будет рассеивать энергию в виде тепла.
Переменный ток позволяет использовать (почти) безваттное индуктивное сопротивление или реактивное сопротивление для ограничения тока лампы.
Основной индуктор представляет собой проволочную катушку, которая может быть намотана на кусок металла. Когда электрический ток проходит через провод, он создает магнитное поле. Расположение проволоки в концентрических петлях усиливает это поле. Увеличение тока в петле увеличивает магнитное поле, которое прикладывает напряжение, противоположное току, протекающему в проводе. Короче говоря, скрученный отрезок провода в цепи (индуктор) препятствует изменению тока (или препятствует ему), протекающему через него.
Магнитные балласты в основном представляют собой катушки индуктивности, которые ограничивают (в электрической терминологии «дросселируют») ток. (Кроме того, помните, что катушки индуктивности не работают на постоянном токе.) Вот три различных варианта магнитного балласта с соответствующими цепями и внутренними схемами.
Реклама
Простой балласт имеет четырехпроводную конфигурацию с выключателем стартера.
При подаче питания небольшой ток нагревает термовыключатель пускателя, который через короткое время замыкается и пропускает ток, подаваемый (и ограниченный) дроссельным действием магнитной индуктивности балласта через два электрода (теперь соединенных последовательно). Замкнутый переключатель охлаждается и, когда он размыкается, прерывает ток через дроссель и нити накала, что вызывает высоковольтный импульс магнитной индукции, который прикладывается к лампе, открывая и зажигая газовый разряд. Переключатель остается разомкнутым; ток теперь течет через лампу, и нити накала перестают нагреваться.
Магнитное реактивное сопротивление в балласте ограничивает рабочий ток, в то время как трансформаторная часть балласта повышает линейное напряжение, чтобы поддерживать достаточное напряжение для работы лампы. Если лампа не запускается с первого раза, цикл повторяется, и лампа мигает несколько раз, пока выключатель стартера нагревается и остывает.
Балласт быстрого пуска предотвращает мерцание и ускоряет запуск лампы.
В этой системе не используется стартер. Балласт одновременно подает пусковое напряжение на лампу, сначала нагревая электроды.
На трубку подается постоянное напряжение до тех пор, пока ток лампы не течет. Нагрев нити накала снижает напряжение, необходимое для запуска лампы, до тех пор, пока оно не станет ниже приложенного напряжения для запуска лампы. Индуктивность балласта ограничивает ток, что снижает напряжение на лампе до требуемого уровня рабочего напряжения.
После включения лампы магнитная индукция во вспомогательных вторичных катушках (используемых для нагрева) почти прекращается, поэтому ток нагрева резко снижается после включения лампы. Основная вторичная катушка ограничивает ток так же, как стандартный балласт. Лампа, которая запускается примерно через пол-секунды, не мерцает. Также требуется четыре провода для каждой лампы.
ПРА с мгновенным пуском, в отличие от обычной четырехпроводной конфигурации, использует только два провода на лампу. Электроды не прогреваются.
Вместо этого удар высокого напряжения запускает разряд, как в обычной неоновой трубке, что приводит к немедленному включению лампы при подаче питания.
Таким образом, в балласте мгновенного включения лампа запускается до доведения электродов до минимальной рабочей температуры, а нагрев электродов происходит только во время работы лампы за счет самого тока лампы. Балласт должен сначала подать высокое напряжение (более 1000 В, в зависимости от типа лампы) для запуска лампы, затем низкое рабочее напряжение при ограниченном токе, без перегрева балласта.
ПРА с мгновенным пуском американского типа состоят из высоковольтного трансформатора со встроенным последовательным индуктором для ограничения тока. Некоторые модели с несколькими лампами также имеют конденсатор для коррекции коэффициента мощности на входе, который обеспечивает более высокий коэффициент мощности.
Подача тока через электроды, которые не нагреваются во время включения лампы, приводит к тому, что они ведут себя как обычные неоновые электроды, но только на небольшой нитевидной поверхности.
Эта поверхность слишком мала, чтобы пропускать ток, не разрушаясь при распылении. Следовательно, каждый запуск лампы на пускорегулирующем аппарате мгновенного запуска частично разрушает электрод. Таким образом, для достижения приемлемого срока службы лампы большинство производителей ограничивают использование балластов с мгновенным пуском приложениями с менее чем двумя-тремя циклами переключения в день.
Обслуживание установок
Неисправность люминесцентной лампы может быть связана с лампой, балластом, проводкой или, в конечном счете, со стартером. Обычно перегорели нити электродов лампы (на стекле у торцов лампы видны черные кольца). Измеритель электрического сопротивления должен показывать непрерывность при подключении к двум контактам каждого конца лампы.
Если лампа, входящая мощность и соединения в патронах исправны (и не подвержены коррозии, как во многих наружных вывесках), возможно, неисправен балласт. Помните: Всегда соблюдайте правила техники безопасности при измерении оборудования, находящегося под напряжением!
Если стартерная установка с магнитным балластом вышла из строя, сначала замените стартер.
Вы не можете эффективно протестировать стартер на месте, а стартер стоит всего 50 центов. Соединительные штифты (которые не должны быть подвержены коррозии) должны обеспечивать надежный контакт в держателе стартера.
Если лампа по-прежнему не работает, проверьте балласт, сняв стартер, установив лампу и включив лампу. Проверка вольтметром покажет, присутствует ли более 110 В переменного тока на контактах держателя стартера. Если нет, то проблема в балласте и/или проводке.
Балласты быстрого пуска (которые часто имеют несколько ламповых выходов) обычно имеют пары проводов с одинаковым цветовым кодом. С помощью вольтметра между двумя проводами одного цвета проверьте наличие хотя бы от 6 до 12 В при включении балласта. (Предупреждение: провода могут нести опасное для жизни напряжение на землю, даже если между ними есть только низкое напряжение! Так что будьте осторожны!) высокого напряжения, либо измерив его высоковольтным измерителем (с диапазоном 1 кВ переменного тока) между красным и синим проводом (проверьте, какой цветовой код относится только к одному концу трубки на электрической схеме производителя).
Показания должны составлять примерно от 120 до 200 В для однолампового балласта малой мощности и несколько сотен вольт для четырех- или шестилампового балласта. Некоторые балласты требуют, чтобы лампы были вставлены в держатели (так называемые «вырезанные» патроны), чтобы активировать высокое напряжение.
Используйте оборудование, которое может работать с высоким напряжением, исключительно для проверки балластов быстрого пуска. Я не рекомендую проводить на месте электрические измерения балластов с мгновенным пуском из-за опасностей напряжения, если у вас нет надлежащей подготовки и оборудования.
Чтобы безопасно и быстро протестировать балласт мгновенного запуска, возьмите короткую лампу мощностью 15 Вт (она определенно работает) и подключите ее к каждому красному и синему проводам, а затем включите ее на мгновение. Если балласт работает, лампа будет гореть на каждом красном проводе. Но помните, это очень быстрый тест.
Наружные вывески, устойчивые к воздействию влаги и высоких температур.