Світлотехнічні показники світильників

До світлотехнічних показників світильників належать: характер світлорозподілу, коефіцієнт корисної дії, захисний кут.

За характером світлорозподілу світильники підрозділяються на п'ять класів, а в кожному класі – на сім типів.

Клас світильника визначається відносним значенням світлового потоку, що випромінюється в нижню півсферу, до світлового потоку світильника в цілому.

У світильників прямого світла (П) відносне значення потоку в нижню півсферу, у світильників переважно прямого світла (Н) – , розсіяного світла (Р) – , переважно відбитого світла (У) – і відбитого світла (О) – .

Тип світильника визначає форма кривої сили світла (рисунок 23): Κ – концентрована, Γ – глибока, Д – косинусна, Л – напівширока, Μ – рівномірна, С – синусна, Ш – широка.

Рисунок 23 – Криві сили світла світильників

Для порівняння кривих сили світла світильників, що мають різноманітне число, потужність і кольоровість ламп, ці криві будуються для умовної лампи зі світловим потоком у 1000 лм. Таким чином, фактична сила світла в заданому напрямку визначеного типу світильника буде відповідати значенню по кривої сили світла, помноженому на коефіцієнт с:

де – фактичний світловий потік лампи (ламп) світильника, лм.

ККД світильника являє собою відношення світлового потоку світильника до сумарного світлового потоку ламп у цьому світильнику

де n – кількість ламп у світильнику.

Захисний кутсвітильника (рисунок 24) характеризує ступінь захисту ока від впливу частин джерела світла, що випромінюють. Захисний кут β визначається зі співвідношення

де h – відстань від тіла розжарювання лампи до площини вихідного отвору;

R – радіус вихідного отвору світильника;

r – радіус кільця тіла розжарювання лампи.

Рисунок 24 – Захисний кутсвітильника

Для люмінесцентних ламп, закритих ґратчастим затінювачем, що являє собою систему відбиваючих (просвічуючих) пластинок, що перетинаються під прямими кутами, захисний кутвизначаться відношенням висоти планок, що утворюють елемент ґратки, до відстані між сусідніми планками.

Пускорегулюючі апарати

Пускорегулюючий апарат(ПРА) – це пристрій, за допомогою якого газорозрядна лампа одержує живлення від електричної мережі, забезпечує необхідний режим запалювання лампи і роботу в номінальному режимі. ПРА також забезпечує стійку роботу лами при відхиленнях напруги, а також може виконувати деякі інші функції: підігрів електродів, підвищення напруги для запалювання лампи, компенсацію реактивної потужності світильника, зниження пульсації світлового потоку, придушення радіоперешкод та ін.

Основним елементом всіх ПРА є запалюючий пристрій (ЗП).

Схемне рішення будь-якого ПРА багато в чому визначає переваги ОП. Правильний вибір ЗП (стартера) дозволить збільшити термін служби джерела світла, підвищити ККД (до 90%), поліпшити експлуатаційні характеристики.

Саме процес запалювання визначається стартером, що створює умови запалювання ЛЛ: електронна емісія при підвищеній напрузі на електродах в момент запалювання.

Можливі 2 способи запалювання ГЛ:

- «холодне» без попереднього підігріву електродів перед запалюванням;

- «гаряче» з попереднім підігрівом електродів перед запалюванням.

«Холодне запалювання». При такому способі запалювання основним завданням ЗП є створення потужного імпульсу напруги на електродах ГЛ і збереження його до моменту переходу до дугового розряду. Це обгрунтовується слабкою емісією холодних електродів.

Такі умови можна створити застосувавши помножувачі напруги або резонансні схеми, виконані на імпульсних трансформаторах, ємностях, діодах і т.д.

Істотною перевагою таких схем є можливість використання ламп з перегорілої спіраллю. При всіх перевагах цей спосіб має підвищену небезпеку і велику вартість, застосовується рідше, ніж «гаряче».

«Гаряче запалювання». При такому способі запалювання електронна емісія більш інтенсивна, а схеми ЗП різноманітніші. За принципом побудови можливі 2 варіанти ЗП:

- з фіксованим часом нагріву (1-й і 2-й тип);

- з нефіксованим часом нагріву (3-й тип).

1-й тип. Недорога дросельна схема на базі теплового реле з біметалевою пластиною. Стартер тліючого розряду. Процес запалення носить випадковий характер.

2-й тип. Напівпровідниковий стартер. Біметалева пластина відсутня. Імпульс запалювання - амплітудне значення напруги мережі. Випадкове запалювання виключене. Характерний більшості схем електронного запалювання. Вартість елементної бази висока. Обґрунтування - необхідність створення стабільних характеристик прогріву електродів і запалювання ЛЛ.

3-й тип. Тиристорний стартер. Найбільш простий, зручний і перспективний. Добре узгоджується нагрів електродів з подачею імпульсу запалювання в потрібний момент.

3.3.1 Електромагнітні ПРА(ЕмПРА)

Прості ЕмПРА для ЛЛ містять тільки 2 основних елементи: дросель і стартер. На нього покладені 3 основні завдання: пробій, запалення і стабілізація робочого режиму лампи.

Але й у цієї простої схеми є недоліки:

1) Опір (Z_др, Ом) для стандартних ЛЛ, що визначається за формулою (Z_др=2πf∙L), необхідно кілька «сотень» Ом. При f = 50Гц індуктивність (L) досягає значень 1 Гн. Виходить великий і важкий дросель, який має значні втрати потужності.

2) Запалювання ненадійне, іноді потрібно кілька спроб, що знижує термін служби (особливо при частих виключеннях).

3) Непомітна для людського ока пульсація світлового потоку при зміні напруги мережі з частотою 50 Гц. Таке освітлення викликає стомлення і не рекомендується в офісних приміщеннях.

3.3.2 Електронні ПРА(ЕПРА)

У порівнянні з електромагнітними ПРА, електронні ПРА мають наступні переваги:

- більш високий ККД;

- можливість регулювання світлового потоку при роботі ЛЛ в системі «лампа-ПРА»;

- немає миготіння ЛЛ при включенні і пульсації світлового потоку при роботі.

Структурна схема сучасного ЕПРА представлена на рисунку 25.

Рисунок 25 - Структурна схема ЕПРА:

1 - фільтр; 2 – випрямляч; 3 – коректор; 4 - підсилювач; 5 - вхідний каскад.

Застосування ЕПРА з автоматичною підтримкою рівня освітленності на робочому місці (з урахуванням природного освітлення) дозволить економити до 70% електричної енергії, що витрачається на освітлення.

Основні елементи ЕПРА

Фільтр (1) призначений для придушення високочастотних перешкод радіоприйому, що складаються з індуктивностей та ємностей.

Випрямляч (2), зібраний за мостовою схемою, для випрямлення змінного струму.

Коректор (3) на потужних транзисторах, для корекції форми імпульсу споживаного струму.

Підсилювач (4) на польових транзисторах, для посилення потужності сигналу, що надходить на вхідний каскад.

Вхідний каскад (5) призначений для формування запалюючого імпульсу, що підводиться до джерела світла. По суті він є традиційним ПРА.

Керуючий каскад на мікросхемах, призначений для управління силовими транзисторами.

Така схема ЕПРА забезпечує:

- нагрівання електродів лампи;

- запалювання, стабілізацію параметрів при роботі;

- захист від перевантаження не лише в робочому режимі, але і на холостому ходу (без лампи).

Більшість ЕПРА в даний час випускаються «холодного» включення (без попереднього підігріву електродів). Вони цілком придатні для ОП з числом включень на добу не більше 5.

Недоліком ЕПРА «холодного» включення є відсутність можливості регулювання світлового потоку ламп.

Інтелектуальні ПРА

Зазвичай стандартні ЕПРА регулюють один параметр: потужність або струм лампи, що забезпечує їх експлуатацію або при постійній потужності, або при постійному струмі.

Для скорочення типів ОП потрібний ЕПРА, що керує комбінацією ламп з одною геометрією, але різною потужністю.

Для їх узгодження спроектований ЕПРА з мікроконтролерним управлінням («Оsram»). Блок-схема такого ЕПРА представлена на рисунку 26.

Рисунок 26 - Блок-схема електронного ПРА з МК-управлінням:

1 - фільтр; 2 - випрямляч; 3 - коректор; 4 - інвертор; 5 - джерело світла; 6 - мікроконтролер; 7- задавач параметрів.

Від стандартного (аналогового) ЕПРА він відрізняється лише тим, що осердя замінено мікроконтролером (МК).

Його перевагою є здатність зберігати у своїй пам'яті різноманітні комбінації для ОП в цифровій формі і вибирати будь-який з наборів за потребою, потрібний.

Застосування мікроконтролерного управління освітленням дозволить виробникам скоротити число типів ЕПРА, ОП, вартість, витрати.

З’являється можливість здійснення різних рівнів освітленості при стандартному обладнанні.

Схемизапалювання