Loistelamppuvalaisimet perustuvat elohopeahöyrykaasupurkauksen hehkuun. Säteily on ultraviolettisäteilyä, ja lamppu on päällystetty fosforilla, joka muuntaa sen näkyväksi valoksi.
Sisältö
Loistelampun toimintaperiaate
Loistelamppuvalaisimissa on se erityispiirre, että niitä ei voi kytkeä suoraan sähköverkkoon. Elektrodien välinen kylmävastus on suuri, eikä niiden välillä kulkeva virta riitä purkauksen syntymiseen. Sytytys edellyttää korkeajännitepulssia.
Sytytetyn purkauksen omaavalle lampulle on ominaista alhainen vastus, jossa on reaktiivinen komponentti. Reaktiivisen komponentin kompensoimiseksi ja virran virtauksen rajoittamiseksi loistelampun kanssa sarjaan kytketään kuristin (liitäntälaite).
Monet ihmiset eivät ymmärrä, mitä varten loistelampuissa on käynnistin. Virransyöttöpiiriin sisältyvä kuristin muodostaa yhdessä käynnistimen kanssa korkeajännitepulssin, joka käynnistää elektrodien välisen purkauksen. Tämä johtuu siitä, että jopa 1 kV:n itseinduktiopulssi on läsnä kuristimien liittimissä, kun käynnistimen koskettimet avautuvat.
Mihin kuristinta käytetään
Loistelamppujen kuristimen (liitäntälaitteen) käyttö virtapiireissä on tarpeen kahdesta syystä:
- Käynnistysjännitteen muodostamiseksi;
- Elektrodien läpi kulkevan virran rajoittamiseksi.
Kuristimen periaate perustuu kuristimen muodostaman induktorin reaktanssiin. Induktanssiresistanssi aiheuttaa jännitteen ja virran välille 90º:n vaihesiirtymän.
Koska virranrajoitusarvo on induktanssiresistanssi, seuraa siitä, että saman tehoisille lampuille suunniteltuja kuristimia ei voida käyttää suurempien tai pienempitehoisten laitteiden kytkemiseen.
Tietyissä rajoissa toleranssit ovat mahdollisia. Aiemmin esimerkiksi kotimainen teollisuus valmisti loisteputkivalaisimia, joiden teho oli 40W. Nykyaikaisten loistelamppujen 36W:n kuristinta voidaan huoletta käyttää vanhentuneiden valaisimien virtapiireissä ja päinvastoin.
Kuristimien ja EB:iden väliset erot
Loistelamppujen kytkentäpiiri on yksinkertainen ja erittäin luotettava. Poikkeuksena on käynnistimien säännöllinen vaihtaminen, sillä niihin kuuluu ryhmä avautuvia koskettimia, jotka muodostavat käynnistyspulsseja.
Samaan aikaan piirillä on merkittäviä haittoja, jotka ovat pakottaneet etsimään uusia ratkaisuja lamppujen kytkemiseen:
- Pitkät käynnistysajat, jotka pitenevät lampun kulumisen tai syöttöjännitteen pienenemisen myötä;
- syöttöjännitteen aaltomuodon suuret vääristymät (cosf<0,5);
- välkkyä kaksinkertaisella verkkotaajuudella kaasupurkauksen pienen inertian vuoksi;
- suuret massan mitoitusominaisuudet;
- magneettisen kuristusjärjestelmän levyjen värähtelystä johtuva matalataajuinen humina;
- alhainen käynnistysvarmuus negatiivisissa lämpötiloissa.
Loistelamppujen kuristimen tarkistamista vaikeuttaa se, että oikosulkujen määrittämiseen tarkoitetut laitteet eivät ole laajalle levinneet, ja vakiolaitteilla voidaan vain todeta rikkoutumisen olemassaolo tai puuttuminen.
Elektroniset liitäntälaitteet on kehitetty ratkaisemaan nämä puutteet. Elektroniset piirit toimivat eri periaatteella, joka perustuu korkeajännitteen tuottamiseen, käynnistämiseen ja palamisen ylläpitämiseen.
Korkeajännitepulssi tuotetaan elektronisesti, ja purkauksen tukena käytetään korkeataajuista jännitettä (25-100 kHz). EKG:tä voidaan käyttää kahdessa tilassa:
- elektrodin esilämmityksellä;
- kylmäkäynnistyksen yhteydessä.
Ensimmäisessä tilassa elektrodeihin kytketään pieni jännite 0,5-1 sekunnin ajaksi alkulämmitystä varten. Kun aika on kulunut, syötetään korkeajännitepulssi, joka saa elektrodien välisen purkauksen syttymään. Tämä tila on teknisesti monimutkaisempi, mutta se pidentää lamppujen käyttöikää.
Kylmäkäynnistystila eroaa siitä, että käynnistysjännite syötetään lämmittämättömiin elektrodeihin, mikä aiheuttaa nopean käynnistyksen. Tätä käynnistystilaa ei suositella käytettäväksi usein, koska se lyhentää käyttöikää huomattavasti, mutta sitä voidaan käyttää myös sellaisten lamppujen kanssa, joissa on vialliset elektrodit (puhjenneet hehkulangat).
Elektronisella liitäntälaitteella varustetuilla virtapiireillä on seuraavat edut
- Välkyntä puuttuu kokonaan;
- laaja lämpötilojen käyttöalue;
- verkkojännitteen muodon vähäiset vääristymät;
- akustisen melun puuttuminen;
- valonlähteiden käyttöiän pidentäminen;
- Pieni koko ja paino, mahdollisuus pienoismallien suunnitteluun;
- mahdollisuus himmennykseen - kirkkauden muuttaminen elektrodien pulssin leveyttä säätelemällä.
Klassinen liitäntä sähkömagneettisen liitäntälaitteen kautta - kuristin
Yleisin loistelampun kytkentäkaavio koostuu kuristimesta ja käynnistimestä, joita kutsutaan sähkömagneettisiksi liitäntälaitteiksi (EMB). Piiri koostuu piirisarjasta: kuristin - hehkulanka - käynnistin.
Kun virta kytketään päälle, virta kulkee virtapiirin elementtien läpi lämmittäen lampun hehkulamppua ja samalla käynnistimen kontaktiryhmää. Kun koskettimet ovat lämmenneet, ne avautuvat, mikä aiheuttaa sähkömagneettisen liitäntälaitekäämin päissä itseinduktiosähkömagneettisen sähkömagneettisen kentän. Korkea jännite saa elektrodien välisen kaasuvälikön hajoamaan.
Käynnistimen koskettimien kanssa rinnakkain kytketty pienikapasiteettinen kondensaattori muodostaa värähtelypiirin kuristimen kanssa. Tämä ratkaisu lisää käynnistyspulssijännitteen arvoa ja vähentää käynnistinkoskettimien palamista.
Kun tapahtuu vakaa purkaus, polttimon vastakkaisissa päissä olevien elektrodien välinen vastus laskee ja virta kulkee kuristin-elektrodipiirissä. Virtaa rajoittaa tällä hetkellä kuristimen induktiivinen vastus. Käynnistimen elektrodi sulkeutuu, käynnistin ei ole enää toiminnassa tällä hetkellä.
Jos polttimossa ei tapahdu purkausta, lämmitys- ja sytytysprosessi toistetaan useita kertoja. Lamppu saattaa välkkyä tänä aikana. Jos loistelamppu välkkyy, mutta ei syty, tämä voi olla merkki lampun vikaantumisesta, joka johtuu elektrodien emissiivisyyden vähenemisestä tai verkkojännitteen laskusta.
Loistelamppujen kytkentää kuristimella voidaan täydentää kondensaattorilla verkkovääristymien vähentämiseksi. Kaksoisvalaisimiin asennetaan myös kondensaattori, joka siirtää valonheittimiä toisiinsa viereisten valaisimien välillä välkkymisvaikutuksen vähentämiseksi visuaalisesti.
Liitäntä nykyaikaisen elektronisen liitäntälaitteen kautta
Elektronisilla liitäntälaitteilla varustetuissa valaisimissa loistelamppujen kytkentäkaavio on esitetty EVG:n kotelossa. Jotta se kytkeytyisi oikein päälle, ohjeita on noudatettava tarkasti. Mitään säätöä ei tarvita. Oikein koottu piiri, jossa on käyttökelpoisia komponentteja, alkaa toimia välittömästi.
Piirikaavio kahden lampun kytkemiseksi sarjaan
Loisteputket voidaan kytkeä sarjaan kahden valaisimen kanssa seuraavin edellytyksin:
- kahden identtisen valonlähteen käyttö;
- sähkömagneettinen liitäntälaite, joka on suunniteltu vastaavaan virtapiiriin;
- kuristin, joka on suunniteltu kaksinkertaiselle teholle.
Daisy-chain-järjestelyn etuna on, että käytetään vain yhtä raskasta kuristinta, mutta jos jossakin polttimossa tai käynnistimessä ilmenee vika, valaisin on täysin toimintakyvytön.
Nykyaikaiset elektroniset valaisimet voidaan kytkeä vain tämän kaavion mukaisesti, mutta monet mallit on suunniteltu siten, että niissä on kaksi valaisinta. Piirissä on kaksi toisistaan riippumatonta jännitteenmuodostuskanavaa, joten kaksoiselektroninen liitäntälaite varmistaa, että toinen lamppu toimii, jos toinen lamppu ei toimi tai on poissa.
Liitäntä ilman käynnistintä
Loistelamppuja varten on kehitetty useita liitäntävaihtoehtoja ilman kuristinta ja käynnistintä. Kaikissa käytetään periaatetta, jonka mukaan korkea käynnistysjännite luodaan jännitekertoimen avulla.
Monet virtapiirit mahdollistavat toiminnan puhjenneilla hehkulangoilla, jolloin voidaan käyttää viallisia lamppuja. Joissakin ratkaisuissa käytetään tasavirtalähdettä. Näin välkettä ei synny lainkaan, mutta elektrodit kuluvat epätasaisesti. Tämän voi huomata siitä, että lampun toisella puolella on tummia fosforipilkkuja.
Jotkut sähköasentajat asentavat käynnistimen sijaan erillisen käynnistyspainikkeen, mutta tämä tarkoittaa sitä, että lampun kytkemistä ohjataan kytkimen ja painikkeen avulla, mikä on hankalaa ja voi vahingoittaa lamppua, jos painiketta painetaan liian kauan elektrodien ylikuumenemisen vuoksi.
Teollisuudessa ei ole olemassa muita malleja loistelamppuvalaisimien kytkemiseksi päälle ilman käynnistintä, lukuun ottamatta ECG:tä. Tämä johtuu niiden heikosta luotettavuudesta, negatiivisesta vaikutuksesta lampun käyttöikään ja suuresta koosta, joka johtuu suurista kondensaattoreista.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
