Устройство и принцип работы люминесцентнойлампы.
При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает тлеющий электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.
В устройстве любой люминесцентной лампы можно выделить 5 основных частей (рис.1):
стеклянная колба, покрытая внутри люминофором;
два электрода, впаянных с двух сторон колбы;
заполняющий газ – обычно аргон или смесь аргона и криптона;
небольшое количество ртути, которая испаряется во время работы;
цоколь, зацементированный на каждом конце колбы для соединения лампы с электрической цепью.
Рисунок 1- Люминесцентная лампа низкого давления
(1-цоколь, 2-стеклянная ножка, 5-электрод, 6-стеклянная трубка)
Начни отсюда писать
Как и все разрядные источники, люминесцентные лампы требуют для своего включения и работы специального пускорегулирующего устройства (ПРА). В России наиболее распространенными остаются дроссельные схемы ПРА, хотя уже появились электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА).
Электронного пускорегулирующего устройстваЭПРА –электронные устройства, которые используются для поджига и обеспечения оптимальной работы люминесцентных ламп. Они преобразуют напряжение сети промышленной частоты в напряжение и ток на люминесцентных лампах до 20 – 60 кГц ( в зависимости от типа используемогоЭПРА), что приводит к отсутствию пульсаций световогопотока ( Кп < 5% ).
Кроме отсутствия перечисленных выше недостатков предшественников,электронные пускорегулирующие устройстваобладают следующими достоинствами:
1. Бесшумная работа.
2. Большой световой КПД, обеспечивается работой на высокой частоте.
3. Стабильность освещения ( отсутствие пульсаций света ), за счёт эффективной стабилизации рабочего тока и работе на высокой частоте.
4. Быстрый старт без мерцания.
5. Неизменная стабильность освещения при колебаниях напряжения сети ( 200 – 250 В ).
6. Возможность управлять яркостью лампы.
7. Высокий коэффициент мощности, более 0,95.
8. Невысокая рабочая температура (малое тепловыделение ).
9. Увеличение срока службы люминесцентной лампы за счёт щадящего режима пуска и работы.
10. При ЭПРА из строя, лампа не мигает - просто отключается.
11. Энергосбережение около 20%. ( Суммарные потери мощности составляют 8-10% от мощности люминесцентной лампы ).
12. Обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрева.
13. Подавление радиочастотных помех ( применение специальных фильтров ).
14. Отсутствие бросков коммутационных токов в силовой питающей цепи при включении электронного пускорегулирующего устройства.
15. При кратковременном пропадании напряжения в сети выполняется автоматический плавный перезапуск лампы.
16. Высокое качество потребляемой энергии ( коэффициент мощности близок к единице, из-за потребления синусоидального тока с нулевым фазовым сдвигом ).
17. Оптимальная конструкция.
Кроме того, высококачественные электронного пускорегулирующего устройствакомплектуются комплексной защитой от перепадов напряжения сети, импульсных помех и запуска в отсутствии лампы.
Сам процесс работы электронного пускорегулирующего устройствапринято разделять на три основные ступени:
1. Предварительный разогрев электродов лампы. Он позволяет делать запуск лампы мгновенным и мягким, что значительно продлевает срок службы лампы, и позволяет лампе успешно стартовать при низких температурах окружающей среды.
2. Поджиг. Электронноепускорегулирующее устройствовырабатывает импульсвысокого напряжения ( до 1,6 кВ ), который вызывает пробой газа наполняющего колбу лампы.
3. Горение. В этот период на электродах лампы поддерживается по величине небольшое напряжение, но достаточное для поддержания её свечения.
И так, современные иностранные и отечественные производители сейчас выпускают множество разновидностей люминесцентных ламп с различными типоразмерами, оформлением и конфигурацией, а в комплекте с электронными пускорегулирующими устройствамиони образуютсветильники, которые идеально вписываются в любой интерьер помещений различного назначения.
Материалы и изделия
По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.
Колбные лампы представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения: T5 ((диаметр 5/8 дюйма=1.59 см), T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см), T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см)). Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах и т. д.
Компактные лампы представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на (G23,G24Q1,G24Q2, G24Q3). Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.
Люминесцентные лампы выпускают мощностью от 8 до 150 Вт и различают в зависимости от состава люминофора по оттенкам свечения: ЛД - дневного света, ЛБ - белого света, ЛХБ - холодно-белого света, ЛТБ - тёпло-белого света. Кроме того, создана серия ламп с улучшенной цветопередачей: ЛЕЦ, ЛТБЦ и ЛДЦ (соответственно естественного, тёпло-белого и дневного света с улучшенной цветопередачей). Стоящие после буквенных обозначений цифры указывают мощность лампы в Вт. Например, ЛХБ-20 означает люминесцентная холодно-белая мощностью 20 Вт.
Схемы ПРА классифицируют по типу балласта и способу зажигания лампы. Чаще всего применяют индуктивный балласт, реже - индуктивно-емкостной. Балласты в виде активного сопротивления или чистой емкости применяют только в специальных случаях.
По способу зажигания ламп схемы и ПРА делят на стартерные (рис.3) и бесстартерные (рис.4). Последние, в свою очередь, подразделяют на схемы быстрого и мгновенного зажиганий.
Рисунок 2 - Стартерное зажигание люминесцентной лампы
(а — схема; б — общий вид стартера; 1 — дроссель; 2 — лампа; 3 — стартер)
Рисунок 3 - Схема бесстартерного зажигания двухлампового люминесцентного светильника
Стартер помогает при включении, а дроссель обеспечивает устойчивую работу. Стартеры включаются параллельно лампе, а дроссели – последовательно с лампой.
Существуют следующие типы стартеров: тлеющего разряда, тепловые, электромагнитные, термомагнитные, полупроводниковые и др. Наибольшее распространение получили стартеры тлеющего разряда.
При включении ламп по стартерной схеме зажигания в качестве стартера применяют газоразрядную неоновую лампу с двумя (подвижным и неподвижным) электродами. Включают люминесцентную лампу в электрическую сеть только последовательно с балластным резистором, ограничивающим рост тока в лампе и таким образом предохраняющим ее от разрушения. В сетях переменного тока в качестве балластного резистора применяют конденсатор или катушку с большим индуктивным сопротивлением — дроссель.
Зажигание люминесцентной лампы происходит следующим образом. При ее включении между электродами возникает тлеющий разряд, теплота которого нагревает подвижный биметаллический электрод. При нагреве до определенной температуры подвижный электрод стартера, изгибаясь, замыкается с неподвижным, образуя электрическую цепь, по которой проходит ток, необходимый для предварительного подогрева электродов лампы. При прохождении тока в цепи электродов лампы разряд в стартере прекращается, в результате чего подвижный электрод стартера остывает и, разгибаясь, возвращается в исходное положение, разрывая электрическую цепь лампы. При разрыве к напряжению сети добавляется ЭДС самоиндукции дросселя, и возникший в дросселе импульс повышенного напряжения вызывает дуговой разряд в лампе, зажигая ее. С возникновением дугового разряда напряжение на электродах лампы и параллельно соединенных с ними электродах стартера снижается настолько, что оказывается недостаточным для возникновения тлеющего разряда между электродами стартера. Если лампа не зажжется, на электродах стартера появится полное напряжение сети и весь процесс повторится.