Составной элемент, предназначенный для включения ртутных ламп, включен в комплект электромагнитного пускорегулятора (ЭМПРА). Каждая версия, разработанная определенным производителем, обладает своими уникальными характеристиками, однако применяется для осветительных систем, работающих исключительно от сети переменного тока с максимальной частотой 65 Гц.
Предлагаем разобраться, как устроен стартер для люминесцентных ламп, какова его роль в осветительном приборе. Кроме того, мы обозначим особенности разных пусковых приборов и расскажем, как выбрать нужный механизм.
Содержание статьи:
- Как устроено приспособление?
- Принцип работы аппарата
- Виды стартеров для люминесцентных приборов
- Роль конденсатора в схеме
- Основные недостатки пускателей
- Расшифровка маркировочных значений
- На что смотреть при выборе?
- Выводы и полезное видео по теме
Как устроено приспособление?
Опционально стартер (пускатель) достаточно прост. Элемент представлен небольшой газоразрядной лампой, способной формировать при низком давлении газа и малом токе, тлеющий разряд.
Этот стеклянный малогабаритный баллон заполнен инертным газом – смесью гелия или неоном. В него впаяны подвижные и неподвижные электроды из металла.
Все электродные спирали лампочки оснащены двумя клеммными блоками. Одна из клемм каждого контакта задействована в цепи электромагнитного балласта. Остальные — подключены к катодам пускателя.
Расстояние между электродами пускателя не существенно, поэтому посредством напряжения сети его легко можно пробить. При этом образуется ток и нагреваются элементы, входящие в электроцепь с определенной долей сопротивления. Именно стартер и входит в число этих элементов.
Конструкции стартеров для люминесцентных ламп имеют практически идентичное устройство: 1 – дроссель; 2 — стеклянная колба; 3 – пары ртути; 4 – клеммы; 5 – электроды; 6 — корпус; 7 – биметаллический контакт; 8 – инертная газовая субстанция; 9 – вольфрамовые нити накала ЛДС; 10 – капля ртути; 11 – разряд дуги в колбе (+)
Колба размещена внутри корпуса из пластмассы или металла, выполняющего роль защитного кожуха. В некоторых образцах сверху крышки дополнительно есть специальное смотровое отверстие.
Самым востребованным материалом для производства блока считается пластик. Постоянное воздействие высоких температурных режимов позволяет выдержать специальный состав пропитки — люминофор.
Приспособления выпускаются с парой ножек, выполняющих роль контактов. Они изготовлены из разных видов металла.
В зависимости от типа конструкции электроды могут быть симметричными подвижными или асимметричными с одним подвижным элементом. Их выводы проходят через патрон лампы.
Параллельно электродам колбы подключен конденсатор, емкостью 0,003-0,1 мкф. Это важный элемент, снижающий уровень радиопомех и также участвующий в процессе загорания лампы
Обязательной деталью в устройстве является конденсатор, способный сглаживать экстратоки и в тоже время размыкать электроды прибора, осуществляя гашение дуги, возникающей между токоведущими элементами.
Без этого механизма есть большая вероятность спайки контактов при возникновении дуги, что существенно снижает срок эксплуатации пускателя.
В быту наиболее популярны образцы балластов с симметричной системой контактов и электросхемой пуска. Такие образцы меньше подвергаются влиянию падения напряжения в электрической сети
Правильная работа стартера обусловлена напряжением питающей сети. При снижении номинальных величин до 70-80%, люминесцентная лампа может не зажечься, т.к. не будет производиться достаточный нагрев электродов.
В процессе подбора нужного пускателя, учитывая конкретную модель лампы дневного света (люминесцентной или ЛЛ), необходимо дополнительно проанализировать технические характеристики каждого вида, а также определиться с производителем.
Принцип работы аппарата
Подав сетевое питание на светотехнический прибор, напряжение проходит через витки дросселя ЛЛ и нить накала, выполненную из монокристаллов вольфрама.
Далее подводится к контактам стартера и образует между ними тлеющий разряд, при этом воспроизводится свечение газовой среды посредством ее нагрева.
Поскольку в устройстве есть еще один контакт – биметаллический, он также реагирует на изменения и начинает изгибаться, видоизменяя форму. Таким образом этот электрод замыкает электрическую цепь между контактами.
Величина тока, сформированного тлеющего разряда варьируется от 20 до 50 мА, чего вполне достаточно для разогрева биметаллического электрода, который отвечает за замыкание цепи (+)
Образовавшийся в электросхеме люминесцентного прибора замкнутый контур проводит через себя ток и нагревает вольфрамовые нити, которые, в свою очередь, начинают испускать электроны со своей нагретой поверхности.
Таким образом формируется термоэлектронная эмиссия. В это же время воспроизводится разогревание ртутных паров, находящихся в баллоне.
Образованный поток электронов способствует снижению напряжения, приложенного от сети к контактам пускателя, примерно вдвое. Степень тлеющего разряда начинает падать вместе с температурой накала.
Пластина из биметалла уменьшает свою степень деформации тем самым размыкая цепочку между анодом и катодом. Течение тока через этот участок прекращается.
Изменение его показателей провоцирует внутри дроссельной катушки, в проводящем контуре, возникновение электродвижущей силы индукции.
Биметаллический контакт моментально реагирует произведением краткосрочного разряда в подсоединенной к нему схеме: между вольфрамовыми нитями ЛЛ.
Его значение доходит нескольких киловольт, чего вполне достаточно для пробивания инертной среды газов с нагретыми ртутными парами. Между концами лампы образуется электродуга, продуцирующая ультрафиолетовое излучение.
Поскольку такой спектр света не видимый для человека, в конструкции лампы есть люминофор, поглощающий ультрафиолет. В итоге визуализируется стандартный световой поток.
При изменении тока в контуре или его полного прекращения пропорционально происходят изменения магнитного потока через поверхность пластины, что ограничивает этот контур и приводит к возбуждению в этой схеме ЭДС самоиндукции
Однако напряжения на пускателе, подсоединенного параллельно лампе, недостаточно для формирования тлеющего разряда, соответственно, электроды остаются в разомкнутой позиции в период свечения лампы дневного света. Далее стартер не используется в рабочей схеме.
Поскольку после продуцирования свечения показатели тока нужно лимитировать, в схему вводится электромагнитный балласт. За счет своего индуктивного сопротивления он выполняет роль ограничивающего устройства, предотвращающего поломки лампы.
Виды стартеров для люминесцентных приборов
В зависимости от алгоритма работы, пусковые устройства делят на три основных вида: электронные, тепловые и с тлеющим разрядом. Несмотря на то, что механизмы имеют различия в элементах конструкции и в принципах работы, они выполняют идентичные опции.
Пускатель электронного типа
Процессы, воспроизводимые в системе контактов стартеров, не являются управляемыми. Помимо этого, значительное воздействие на их функционирование оказывает температурный режим окружения.
Например, при температуре ниже 0°C скорость нагревания электродов замедляется, соответственно, прибор будет затрачивать больше времени на зажигание света.
Также при нагреве контакты могут спаиваться друг с другом, что приводит к перегреванию и разрушению спиралей лампы, т.е. ее порче.
Большинство моделей электронных балластов для ЛДС выпущены на базе микросхемы UBA 2000T. Такой тип устройства позволяет устранить перегрев электродов, за счет чего существенно увеличивается эксплуатационный срок контактов лампы, соответственно, и период ее работы
Даже корректно функционирующие устройства с течением времени имеют свойство изнашиваться. Они дольше сохраняют накал контактов лампы, тем самым уменьшая ее производственный ресурс.
Именно для устранения такого рода недостатков в полупроводниковой микроэлектронике стартеров были задействованы сложные конструкции с микросхемами. Они дают возможность лимитировать количество циклов процесса имитации замыкания электродов пускателя.
В большинстве представленных на рынках образцах, схемотехническое устройство электронного стартера составлено из двух функциональных узлов:
- управленческой схемы;
- высоковольтного узла коммутации.
В качестве примера можно привести микросхему электронного зажигателя UBA2000T фирмы PHILIPS и высоковольтный тиристор TN22 производства STMicroelectronics.
Принцип работы электронного стартера основан на размыкании цепи посредством нагревания. Некоторые образцы обладают существенным преимуществом – опцией ждущего режима зажигания.
Таким образом размыкание электродов производится в необходимой фазности напряжения и при условии оптимальных температурных показателей нагрева контактов.
Полупроводниковые элементы электронного балласта должны подходить по ключевым рабочим характеристикам, а именно, соотношению значения мощности и напряжения сети подсоединенного светотехнического прибора
Важно, что при поломках лампы и неудачных попытках ее запуска такого типа механизм выключается, если их число (попыток) достигнет 7. Поэтому о досрочном выходе из строя электронного стартера и не может быть и речи.
Как только произойдет замена лампочки на исправную, приспособление сможет возобновить процесс запуска ЛЛ. Единственный минус этой модификации – высокая цена.
В схеме со стартером в качестве дополнительного метода снижения радиопомех могут использоваться симметрированные дросселя с обмоткой, разделенной на идентичные участки, с равным количеством витков, накрученных на общее устройство – сердечник.
На сегодняшний день, выпускаемые балласты имеют сборно-стержневую конструкцию. Вырубка магнитного провода осуществляется из стальных листов. Как правило, такие дроссели имеют две симметричные обмотки
Все области катушки соединены в последовательном порядке с одним из контактов лампы. При включении оба его электрода будут работать в одинаковых техусловиях, таким образом снижая степень помех.
Тепловой вид пускателя
Ключевой отличительной характеристикой тепловых зажигателей является длительный период пуска ЛЛ. Такой механизм в процессе функционирования использует много электричества, что негативно сказывается на его энергозатратных характеристиках.
Тепловой стартер также называют термобиметаллическим. Разогрев контактов происходит с замедлением, что эффективно сказывается на работе светотехнического прибора в низкотемпературной среде
Как правило, этот вид применяется в условиях низкого температурного режима. Алгоритм работы существенно разнится с аналогами других видов.
В случае отключения питания электроды устройства находятся в замкнутом состоянии, при подаче – образуется импульс с высоким напряжением.
Механизм тлеющего разряда
Пусковые механизмы, основанные на принципе тлеющего разряда, имеют в своей конструкции биметаллические электроды.
Они выполнены из металлических сплавов с различными коэффициентами линейного расширения при нагреве пластины.
Минусом зажигателя тлеющего разряда является низкий уровень импульса напряжения, из-за чего нет достаточной надежности загорания ЛЛ
Возможность розжига лампы определяется длительностью предшествующего нагрева катодов и показателей тока, протекающего через светотехнический прибор в момент размыкания цепи контактов стартера.
Если при первом рывке пускатель не зажигает лампу, он будет автоматически воспроизводить попытки до того момента, пока лампа не засветится.
Поэтому такие устройства не используются при низких температурных режимах или неблагоприятном климате, например, при повышенной влажности.
Если не будет обеспечиваться оптимальный уровень нагрева контактной системы лампа будет затрачивать много времени на розжиг или же будет выведена из строя. Согласно стандартам ГОСТа, потраченное стартером время на зажигание не должно превышать 10 секунд.
Пусковые приборы, выполняющие свои функции посредством теплового принципа или тлеющего разряда, в обязательном порядке оборудуются дополнительным устройством – конденсатором.
Роль конденсатора в схеме
Как уже было отмечено ранее, конденсатор располагается в кожухе приспособления параллельно его катодам.
Этот элемент решает две ключевые задачи:
- Понижает степень электромагнитных помех, создаваемых в диапазоне радиоволн. Они возникают в результате контакта системы электродов пускателя и образуемых лампой.
- Влияет на процесс зажигания люминесцентной лампы.
Такой дополнительный механизм снижает величину импульсного напряжения, сформированного при размыкании катодов стартера, и наращивает его продолжительность.
Конденсатор снижает вероятность слипания контактов. Если в устройстве не предусмотрен конденсатор, напряжение на лампе довольно быстро увеличивается и может доходить до нескольких тысяч вольт. Такие условия снижают степень надежности розжига ламп
Поскольку использование подавляющего устройства не позволяет достичь полного нивелирования электромагнитных помех, на входе схемы вводят два конденсатора, общая емкость которых составляет не менее 0,016 мкф. Они соединяются в последовательном порядке с заземлением средней точки.
Основные недостатки пускателей
Главным минусом стартеров является ненадежность конструкции. Отказ запускающего механизма провоцирует фальстарт – визуализируются несколько вспышек света до начала полноценного светового потока. Такие неполадки снижают ресурс вольфрамовых нитей лампы.
Пусковые аппараты образуют внушительные потери энергии и понижают КПД устройства лампы. К недостаткам также относится зависимость от напряжения и значительный разброс времени срабатывания электродов
У люминесцентных ламп со временем наблюдается повышение рабочего напряжения, тогда как у стартера, наоборот, чем выше срок службы, тем ниже напряжение зажигания тлеющего разряда. Таким образом выходит, что включенная лампа может провоцировать его срабатывание, из-за чего свет погаснет.
Разомкнувшиеся контакты пускателя вновь зажигают свет. Все эти процессы осуществляется в доли секунды и пользователь может наблюдать только мерцание.
Пульсирующий эффект вызывает раздражение сетчатки глаза, а также приводит к перегреванию дросселя, снижению его ресурса и выходу из строя лампы.
Такие же негативные последствия ожидают и от значительного разброса времени контактной системы. Его зачастую недостаточно для полноценного предварительного разогрева катодов лампы.
В итоге прибор загорается после воспроизведения ряда попыток, что сопровождаются увеличенной длительностью процессов перехода.
Если стартер подключен в цепь одноламповой схемы, в этом случае нет возможности снизить световую пульсацию.
С целью снижения негативного эффекта рекомендуется использовать такого рода схемы только в помещениях, где применены группы ламп (по 2-3 образца), включать которые необходимо в разные фазы трехфазной цепи.
Расшифровка маркировочных значений
Общепринятой аббревиатуры для моделей стартеров отечественного и зарубежного производства не существует. Поэтому рассмотрим основы обозначений по отдельности.
Декодировка значения 90С-220 выглядит так: стартер, функционирующий с люминесцентными образцами, сила которых составляет 90 Вт, а номинальное напряжение 220 В (+)
Согласно ГОСТу, расшифровка буквенно-цифровых значений [ХХ][С]-[ХХХ], нанесенных на корпус прибора, выглядит следующим образом:
- [ХХ] – цифры, указывающие на мощность световоспроизводящего механизма: 60 Вт, 90 Вт или 120 Вт;
- [С] – стартер;
- [ХХХ] – напряжение, применяемое для работы: 127 В или 220 В.
Для реализации зажигания ламп иностранные разработчики выпускают приспособления с различными обозначениями.
Электронный форм-фактор выпускается многими фирмами.
Наиболее известная на отечественном рынке — Philips, производящая стартеры таких типов:
- S2 рассчитаны на мощность 4-22 Вт;
- S10 — 4-65 Вт.
Фирма OSRAM ориентирована на выпуск стартеров как для одиночного подключения осветительных приборов, так и для последовательного. В первом случае это маркировка S11 с ограничением по мощности 4-80 Вт, ST111 — 4-65 Вт. А во втором, например, ST151 — 4-22 Вт.
Выпускаемые модели стартеров представлены в широком ассортименте. Ключевые параметры, учитывающиеся при подборе — соразмерные значения характеристикам ламп люминесцентного типа.
На что смотреть при выборе?
В процессе выбора пускового механизма недостаточно основываться на имени разработчика и ценовом диапазоне, хотя и эти факторы должны быть учтены, т.к. указывают на качество прибора.
В этом случае выигрывают надежные аппараты, положительно зарекомендовавшие себя на практике. Стоит обратить внимание на такие фирмы: Philips, Sylvania и OSRAM.
Стартер FS-11 бренда Sylvania. Подбирается к лампам дневного света, мощностью 4-65 Вт. Может использоваться в сети переменного тока. Работает по принципу тлеющего разряда
Самыми основными эксплуатационными параметрами пускателя считаются такие технические особенности:
- Ток зажигания. Этот показатель должен быть выше рабочего напряжения лампы, но не ниже сети питания.
- Базисное напряжение. При подключении в одноламповую схему применяется аппарат на 220 В, двухламповую – на 127 В.
- Уровень мощности.
- Качество корпуса и его огнеустойчивость.
- Эксплуатационный срок. При стандартных условиях применения, стартер должен выдерживать не менее 6000 включений.
- Длительность разогрева катодов.
- Тип применяемого конденсатора.
Также необходимо учитывать индуктивное противодействие катушки и коэффициент выпрямления, отвечающий за соотношение обратного сопротивления к прямому при постоянном напряжении.
Дополнительная информация об устройстве, работе и подключении пускорегулирующего механизма люминесцентных ламп представлена в этой статье.
Выводы и полезное видео по теме
Помощь в подборе необходимо балласта для лампы дневного света:
Пускатель для люминесцентных приборов: основы маркировки и конструктивное устройство аппарата:
Теоретически, время работы пускателя эквивалентно сроку службы лампы, которую он зажигает. Тем не менее стоит учесть, что с течением времени, интенсивность напряжения тлеющего разряда падает, что отражается на работе люминесцентного прибора.
Однако производители рекомендуют одновременно менять и стартер, и лампу. Для приобретения нужной модификации изначально стоит изучить основные показатели приборов.
Можно ли заменить Фитолампу на лампу дневного света?
Да, можно заменить фитолампу на лампу дневного света, но стоит учитывать, что эти два типа ламп предназначены для разных целей и обеспечивают разные спектры света, что может влиять на рост и развитие растений.
-
Фитолампы обеспечивают спектр света, который оптимизирован для фотосинтеза растений. Они обеспечивают большой выход света в красном и синем диапазонах, что важно для роста растений. Фитолампы часто используются для подсветки растений внутри помещений, особенно при выращивании растений в условиях недостатка естественного света, как это бывает в зимний период.
-
Лампы дневного света (или лампы «дневного света») обеспечивают спектр, близкий к натуральному дневному свету, как было бы при ясном дневе на улице. Они призваны обеспечить хорошее освещение для человека и создать естественное визуальное восприятие. Лампы дневного света могут быть полезными для освещения помещений, но их спектр может быть менее оптимальным для фотосинтеза растений по сравнению с фитолампами.
Если вам нужно обеспечить растениям дополнительное освещение, особенно в условиях недостатка света, то фитолампы будут более подходящим выбором. Лампы дневного света могут быть полезными для освещения общих помещений и улучшения условий для растений, но они могут быть менее эффективными для поддержания активного фотосинтеза растений.
