Электрическая схема включения металло-галогенных ламп

Металло-галогенные лампы, как любой газоразрядный источ­ник света, требуют специальной схемы включения (рис. 5).

Рис.5 – Схема включения МГЛ.

Для возникновения разряда в газовом промежутке необходи­мо напряжение, в несколько десятков раз превышающее напряже­ние сети. Это обеспечивается входящим в схему пуско-регулирующим аппаратом (ПРА), блоком зажигания (БЗ) или блоком мгно­венного перезажигания (БМП). Пуско-регулирующий аппарат вы­полняет три функции: подачу на лампу достаточного по величине напряжения для ее зажигания, регулирование увеличивающегося в процессе разгорания разряда тока, перезажигание разряда через каждый полупери­од частоты сети.

В момент прохождения тока через нуль и перемены полярнос­ти число электронов должно быстро увеличиваться от малого до нормального значения. Скорость ионизации должна быть очень высокой, чтобы новые энергетические пары (ионы и электроны) возникали быстрее, чем их потери. Для этого продольное электри­ческое поле должно быть выше, чтобы в бестоковую паузу каждого полупериода (прохожде­ние через нуль), обеспечить запас энергетических пар.

При необходимости повторного зажигания горячей лампы, когда пары металлов в горелке не пришли в исходное состояние и давление паров не соответствует исходному, напряжение, спо­собное возбудить разряд, должно быть еще выше первичногонапряжения зажигания, что обеспечивается блоком мгновенного перезажигания (БМП).

Для каждого типа металлогалогенных ламп, различных по мощности и конструкции, требуются свои уровни напряжения зажигания и перезажигания. Таким образом ПРА и БМП индиви­дуальны для каждого типа металло-галогенных ламп. Например для лампы ДРИШ-575 («Лисма») при напряжении питающей сети 220 В, напряжение первичного зажигания равно 12 кВ, а напряжение повторного перезажигания уже составляет25 кВ. Напряжение 95 В на лампе после стабилизации разряда поддерживает ПРА.

При всех неоспоримых преимуществах металлогалогенных ламп, таких как высокая светоотдача, превращение в тепло не более 20% подводимой мощности, что снижает расходы на кондиционирование, необходимо отметить и некоторые недостатки: наличие времени разгорания (от 2 до 5 мин.) для стабилизации световых и калориметрических параметров; ограничения в регулировке величины светового потока (от 100% до 35%), что накладывает ограничения на динамику света; наличие в схеме ПРА и БМП, кото­рые являются возможными дополни­тельными источниками нестабильно­сти в работе осветительного прибора; наличие УФ-составляющей излуче­ния, оказывающей вредное воздей­ствие па человека, выражающееся в воспалении слизистой оболочки глаз и покраснении кожи. Наличие УФ-составляющей в излуче­нии осветительных приборов с МГЛ требует соблюдения определенных мер безопасности, основными из которых являются: работа только с приборами, имеющими защитные стекла, а линзы Френеля должны быть без трещин; использование мелкоструктурных рассеивателей; и соблюдение определенных расстояний при размещении ОП на игровой площадке.

В современных кинотелеосветительных приборах применяются МГЛ двух типов: с односто­ронним и с двухсторонним цоколем.

Рассмотрим некоторые общие параметры различных МГЛ с односторонним цоколем:

· HMI W/SE(Osram) - линейка ламп мощностью от 125 до 12 000 Вт. Время разгорания 2-3 мин., световая отдача от 68 до 95 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К и индекс цветопередачи Ra > 90. Срок службы ламп от 150 до 750 час. (в зависимости от мощности лампы)

· MSR(Philips) - линейка ламп мощ­ностью от 125 до 6000 Вт. Фирмой вы­пускаются две модификации этих ламп. Лампы индексом HR перезажи­гаются в горячем состоянии, их время разгорания составляет 2-3 мин. Све­товая отдача от 75 до 96 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К, индекс цветопере­дачи Ra > 92. Срок службы от 200 до 1000 ч (в зависимости от мощности лампы).

Лампы без индекса HR вгорячем состоя­нии не перезажигаются, и для их пов­торного зажигания необходимо время (5-10 мин.), чтобы лампа остыла. Вре­мя выхода на рабочий режим составляет 2 мин. Световая отдача 80-91 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К. Фирмой также выпускаются лампы MSR 575/2, MSR 700/2, имеющие цветовую температуру излучения 7200 К. Срок службы таких ламп 800- 1000 ч.

· ДРИШВ("Лисма"). Лампы выпускают­ся только мощностью 200 и 575 Вт. Световая отдача 70 и 76,5 лм/Вт соответ­ственно, Тцв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra - 85. Срок службы -100 ч (для лампы мощностью 200 Вт) и 300 ч (для лампы мощностью 575 Вт).

МГЛ с двусторонним цоколем были разработаны раньше, чем МГЛ с односторонним цоколем:

ДРИШ("Лисма") – линейка ламп мощностью от 200 до 7000 Вт. Время разгорания 3-5 мин. Световая отдача от 70 до 92 лм/Вт, Тцв излучения 6000 К (кроме ламп ДРИШ 200-2 и ДРИШ 7000-2, у которых нормиру­ется цветофотографическая темпера­тура, равная 6500 К). Лампа мощно­стью 575 Вт имеет индекс цветопере­дачи Ra равный 85, индекс цветопередачи остальных ламп - 80, у ламп ДРИШ 200-2 и ДРИШ 7000-2 индкс передачи не нормируется . Срок службы составляет от 150 до 500 ч. Основные параметры металлогалогенных ламп фирмы «Лисма» этой серии приведены в Таблице 4.

· HMI(Osram) - линейка ламп мощно­стью от 200 до 18 000 Вт. Время разгорания ламп 3 мин. Световая отдача от 70 до 96лм/Вт, Тцв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 90. Срок службы от 300 до 500 ч.

· MSI(Philips) - линейка ламп мощ­ностью от 575 до 12 000 Вт. Время разгорания 3 мин. Световая отдача от 85 до 96 лм/Вт, Тцв излучения ламп 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 92.Срок службы от 100 до 1000 ч.

Все лампы могут мгновенно переза­жигаться в горячем состоянии и применяться с электронными и электромаг­нитными пускорегулирующими аппаратами (балластами). Все рассмотренные лампы одной мощности взаимозаменя­емы.

 

Таблица 4. Основные параметры металлогалогенных ламп фирмы «Лисма».

 

Тип Напря- Мощ- Световой Свето- Цветовая Индекс Диаметр Длина Срок
источника ние ность поток вая темпе- цветопе- колбы лампы служ-
света       отдача ратура редачи     бы
    Р F     Ra D L t
  В Вт Клм лм/Вт К   мм мм час

 

ДРИШ-200 14,0 - 16,0 6000 ±500
ДРШП-575-1 40,0 - 44,0 6000 ± 500
ДРИШ-1200 -1 100,0 - 110,0 6000 ±500
ДРИШ-2500 -1 220,0 - 240,0 6000 ±500
ДРИШ-4000 -1 370,0 - 400,0 6000 ±500

Люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы – газоразрядные источники низкого давления – сначала нашли широкое применение в быту и промышленно­сти. В последнее десятилетие они стали применяться и в кинотелевизионном освещении.

Для практи­ческого использования излучения в парах ртути в этом типе ламп и создания такого источ­ника света необходим преобразователь невидимого ультрафиоле­тового излучения в излучение видимого участка спектра, преобра­зующий также монохроматическое УФ-излучение в сплошное. Таким преобразователем для ряда газоразрядных ламп является люмино­фор. Подобранный соответствующим образом, люминофор спосо­бен преобразовать излучения ртути практически по всей кривой излучения АЧТ .

Наиболее частым наполнителем люминисцентных ламп явля­ется ртуть. Максимальный выход УФ-излучения, которое является хорошим возбудителем свечения люминофора, происходит при низком давлении паров ртути внутри колбы. Люминофор, покры­вающий внутреннюю поверхность трубки-колбы, подбирается в соответствии с областью применения ламп. Для использования в кинотелевизионном освещении фирмой Osram созданы люминесцен­тные лампы, имеющие практически сплошной спектр излучения.

Они представляют собой стеклянную цилиндрическую труб­ку (рис. 6), внутренняя поверхность кото­рой покрыта слоем люминофора. В кон­цах трубки впаяны контактные группы с электродами.

Рис.6 – Конструкция люминесцентной лампы:

1 – стеклянная трубка, 2 – вольфрамовые электроды, 3 – люминофор, 4 – атомы ртути, 5 – УФ-излучение атомов ртути, 6 – видимое излучение люминофора.

Лампа наполнена небольшим количе­ством ртути и инертным газом или смесью инертных газов, назначение которых – уменьшение распыления электродом при работе лампы и облегчение зажигания разряда. После зажигания в лампе возни­кает разряд низкого давления (преимуще­ственно в парах ртути), который является источником излучения в УФ-области спектра и незначительного излучения в видимой области спектра. УФ-излучение поглощается люминофором и преобразу­ется в видимое излучение. Таким образом, основная доля излучения ЛЛ приходится на излучение люминофора, а излучение ртути играет роль возбудителя.

Эти лампы называют источниками "холодного" света, так как из подводимой к ЛЛ мощности на выделение те­пла идет всего около 24%.

Характеристики ЛЛ зависят от темпе­ратуры окружающей среды, оптималь­ная - 20-30ºС. При отклонении темпе­ратуры от оптимального значения (как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения) происходили снижение светового потока, особенно сильное при уменьшении температуры, ухудшение условий зажигания и сокращение срока службы, а также рост времени разгора­ния. Перегрев ламп вызывает пониже­ние светового потока, изменение спек­трального состава излучения за счет увеличения роли излучения линий рту­ти и, следовательно, его цветности.

Как и все разрядные лампы, ЛЛ включаются в сеть при помощи спе­циальной пускорегулирующей аппара­туры, обеспечивающей их надежное за­жигание и нормальный режим работы.

Для уменьшения пульсации светового потока ЛЛ, вызванной пульсацией УФ-излучения столба разряда при питании лампы переменным током, применяются специальные ПРА, которые позволяют осуществлять питание лампы напряже­нием повышенной частоты. Уменьшение пульсаций происходит за счет инерцион­ности свечения люминофора и появления постоянной составляющей в излучении разряда, начиная с 400 Гц. При частотах свыше 1000 Гц глубина пульсаций нич­тожно мала и стробоскопический эффект отсутствует. Кроме того, с увеличением частоты растет световая отдача.

Важным преимуществом ЛЛ является то, что при регулировании светового потока цветовая температура излучения этих ламп прак­тически не изменяется.

Достоинства ЛЛ:

• высокая световая отдача и большой срок службы;

• низкие яркость и температура по­верхности лампы;

• возможность регулирования светово­го потока ЛЛ при практически по­стоянной ТцВ их излучения;

• очень маленькое выделение тепла.

Недостатки ЛЛ:

• трудность перераспределения и кон­центрации их светового потока в про­странстве;

• зависимость надежности работы от температуры окружающей среды;

• включение в сеть только с ПРА или стартером.

Световая отдача ЛЛ с улучшенной цветопередачей ниже, чем у обычных люминесцентных ламп.

Рассмотрим параметры некоторых наиболее распространенных моделей ЛЛ мощностью 36 и 55 Вт:

• DULUX L(Osram). Лампы мощно­стью 36 и 55 Вт с индексом 32 имеют Тцв излучения 3100 К. Световая от­дача ламп составляет 53 и 55 лм/Вт соответственно. Лампы с индексом 12 имеют Тцв излучения 5400 К и свето­вую отдачу 55 и 57 лм/Вт соответственно. Срок службы ламп 8000 ч. Индекс цветопередачи Ra = 90.

• Studioline(Osram) - лампы мощно­стью 55 Вт с индексами 3200 (Тцв =3200 К) и 5600 (Тцв =5600 К) имеют световую отдачу 67 и 69 лм/Вт соот­ветственно и срок службы 8000 ч. Индекс цветопередачи Ra = 90.

• PL L (Philips) - лампы мощностью 36 и 55 Вт с индексом 930 имеют Тцв излучения 3000 К, их световая отда­ча 61 и 67 лм/Вт соответственно. Лампы с индексом 950 имеют Тцв из­лучения 5300 К, световую отдачу 67 и 69 лм/Вт соответственно. Срок службы ламп составляет 5000 ч. Ин­декс цветопередачи

Ra > 90.

Достаточно большую номенклатуру люминесцентных лампTRUE MATCH производит фирма Kino Flo в широком диапазоне мощностей 6, 8, 14, 20, 30, 40, 85 и 110 Вт с цветовой температурой 2900 К (KF-29), 3200 К (KF-32) и 5500 К (KF-55). ЛЛ Kamio Lamhs представляют собой люминесцентный светильник в виде трубки диаметром 15 мм изогнутой в окружность диаметром 152 мм и выпускается на цветовую температуру 3200 К (Ring Light Tungsten) и 5500 К (Ring Light Daylight) одного номинала мощности – 10 Вт. Фирма Kino Flo дополняет номенклатуру ЛЛ, работающих в видимой части спектра, лампами разных цветов Blue (двух типов – на средние длины волн 420 нм и на 450 нм), Green (двух типов – на средние длины волн 525 нм и на 550 нм ), Red (625 нм), Pink (612 нм ), Gold (580 нм) UV Blacklight (350 нм).

В заключение следует отметить, что в осветительных приборах для кинотелеосвещения рекомен­дуется применение только ЛЛ с указан­ными выше индексами, которые имеют улучшенную цветопередачу (категория 1А). Лампы с другими индексами, на­пример DULUX с индексом 31 или PL L с индексом 830, имеют цветопередачу категории 1В, что соответствует индексу цветопередачи Ra < 80, поэтому их ис­пользование в кинотелевизионном освеще­нии нежелательно, так как приводит к искажениям цветопередачи.