A fluoreszkáló lámpatestek a higanygőzgázkisülés izzásán alapulnak. A sugárzás az ultraibolya tartományban van, és az izzó foszforral van bevonva, hogy látható fénnyé alakítsa át.
Tartalomjegyzék
A fénycső működési elve
A fénycsöves lámpatestek sajátossága, hogy nem csatlakoztathatók közvetlenül a hálózatra. Az elektródák közötti hidegellenállás magas, és a közöttük folyó áram nem elegendő a kisülés létrehozásához. A gyújtáshoz nagyfeszültségű impulzusra van szükség.
A gyújtott kisülésű lámpát alacsony ellenállás jellemzi, amely reaktív komponenssel rendelkezik. A reaktív komponens kompenzálására és az áramáramlás korlátozására egy fojtó (előtét) van sorba kötve a fénycsővel.
Sokan nem értik, hogy mire való az indító a fénycsövekben. A tápellátó áramkörbe beépített fojtó az indítóval együtt nagyfeszültségű impulzust képez az elektródák közötti kisülés elindításához. Ezt azért teszi, mert az indító érintkezők megnyitásakor a fojtók csapjain keresztül akár 1 kV-os önindukciós impulzus is jelentkezik.
Mire használják a fojtószelepet
A fénycsövek fojtószelepének (előtét) használata a tápáramkörökben két okból szükséges:
- Az indítófeszültség kialakításához;
- Az elektródákon átfolyó áram korlátozása.
A fojtó elvének alapja a fojtót képező induktor reaktanciája. Az induktivitás ellenállása 90º-os fáziseltolódást eredményez a feszültség és az áram között.
Mivel az áramkorlátozó érték egy induktív ellenállás, ebből következik, hogy az azonos teljesítményű lámpákhoz tervezett fojtók nem használhatók nagyobb vagy kisebb teljesítményű eszközök csatlakoztatására.
Bizonyos határokon belül a tűréshatárok betarthatók. A múltban például a hazai ipar 40 W teljesítményű fénycsöves lámpatesteket gyártott. A modern gyártású fénycsövek 36 W-os fojtószelepe félelem nélkül használható elavult lámpatestek tápáramköreiben és fordítva.
A fojtók és az EB-k közötti különbségek
A fénycsöves fényforrások kapcsolására szolgáló fojtóáramkör egyszerű és rendkívül megbízható. Kivételt képez az indítók rendszeres cseréje, mivel ezek az indítási impulzusok kialakításához egy csoport nyitóérintkezőt tartalmaznak.
Ugyanakkor az áramkörnek jelentős hátrányai vannak, amelyek miatt új megoldásokat kellett keresni a lámpák bekapcsolására:
- Hosszú indítási idő, amely a lámpa elhasználódásával vagy a tápfeszültség csökkenésével növekszik;
- a tápfeszültség hullámformájának nagy torzításai (cosf<0,5);
- a gázkisülés fényerejének kis tehetetlensége miatt a hálózati frekvencia kétszeresénél villódzik;
- nagy tömeg-dimenziós jellemzők;
- a mágneses fojtórendszer lemezeinek rezgése miatti alacsony frekvenciájú zúgás;
- alacsony indítási megbízhatóság negatív hőmérsékleten.
A fénycsövek fojtószelepének ellenőrzését bonyolítja az a tény, hogy a rövidzárlatok meghatározására szolgáló eszközök nem elterjedtek, és a szabványos eszközökkel csak a törés jelenlétének vagy hiányának tényét lehet megállapítani.
Az elektronikus előtétek (EB-k) e hiányosságok megoldására lettek kifejlesztve. Az elektronikus áramkörök más elven működnek a nagyfeszültségű indítás és az égés fenntartása során.
A nagyfeszültségű impulzust elektronikusan generálják, és nagyfrekvenciás feszültséget (25-100 kHz) használnak a kisülés támogatására. Az EKG két üzemmódban működtethető:
- elektróda előmelegítéssel;
- hidegindítással.
Az első üzemmódban az elektródákra 0,5-1 másodpercig alacsony feszültséget kapcsolunk a kezdeti felmelegítéshez. Az idő letelte után nagyfeszültségű impulzus kerül alkalmazásra, amely az elektródák közötti kisülést meggyújtja. Ez az üzemmód technikailag bonyolultabb, de növeli a lámpák élettartamát.
A hidegindítási üzemmód annyiban különbözik, hogy az indítófeszültséget a fűtetlen elektródákra kapcsolják, ami gyors indítást eredményez. Ez az indítási mód nem ajánlott gyakori használatra, mert drasztikusan csökkenti az élettartamot, de még a hibás elektródákkal (kiégett izzószálakkal) rendelkező lámpák esetében is használható.
Az elektronikus előtéttel ellátott áramkörök a következő előnyökkel rendelkeznek
- A villogás teljes hiánya;
- széles hőmérsékleti felhasználási tartomány;
- a hálózati feszültség alakjának alacsony torzításai;
- akusztikus zaj hiánya;
- a fényforrások élettartamának növelése;
- Kis méret és súly, miniatűr kialakítás lehetősége;
- dimmelési lehetőség - a fényerő változtatása az elektródák impulzusszélességének szabályozásával.
Klasszikus csatlakozás elektromágneses előtéten keresztül - fojtószelep
A fénycsövek leggyakoribb csatlakozási diagramja egy fojtószelepből és egy indítóból áll, amelyeket elektromágneses előtéteknek (EMB) neveznek. Az áramkör egy sor áramkörből áll: fojtószál - izzószál - indító.
A bekapcsolás kezdeti pillanatában áram folyik át az áramköri elemeken, amely felmelegíti a lámpa izzószálát és ezzel egyidejűleg az indító érintkezőcsoportját. Amint az érintkezők felmelegednek, kinyílnak, és önindukciós EMF-et idéznek elő az elektromágneses előtét tekercs végein. A magas feszültség hatására az elektródák közötti gázrés felszakad.
Az indító érintkezőkkel párhuzamosan kapcsolt kis kapacitású kondenzátor a fojtóval rezgőkörbe kerül. Ez a megoldás növeli az indítási impulzusfeszültség értékét és csökkenti az indítóérintkezők leégését.
Amikor stabil kisülés következik be, az izzó ellentétes végén lévő elektródák közötti ellenállás csökken, és áram folyik a fojtóelektróda-körben. Az áramot ilyenkor a fojtó induktív ellenállása korlátozza. Az indítóban lévő elektróda bezáródik, az indító ekkor már nem működik.
Ha az izzóban nem történik kisülés, a fűtési és gyújtási folyamatot többször megismétlik. A lámpa ez idő alatt villoghat. Ha a fénycső villog, de nem világít, az jelezheti a lámpa meghibásodását, amely az elektródák emissziós képességének csökkenése vagy a hálózati feszültség csökkenése miatt következett be.
A fénycsövek fojtással történő csatlakoztatása kiegészíthető egy kondenzátorral a hálózati torzítás csökkentése érdekében. Az iker lámpatestekbe egy kondenzátort is beépítenek a szomszédos lámpák közötti fényszórók kölcsönös eltolódása érdekében, hogy vizuálisan csökkentsék a villódzási hatást.
Csatlakozás modern elektronikus előtéten keresztül
Az elektronikus előtéttel ellátott lámpatesteknél a fénycsövek csatlakozási diagramja az EKG burkolatán látható. A helyes bekapcsoláshoz pontosan be kell tartani az utasításokat. Nincs szükség beállításra. Egy megfelelően összeállított áramkör, amely szervizelhető alkatrészekkel rendelkezik, azonnal működni kezd.
Áramköri diagram két lámpa sorba kapcsolásához
A fénycsövek két lámpatesttel sorba kapcsolhatók a következő feltételek mellett:
- két azonos fényforrás használata;
- hasonló áramkörre tervezett elektromágneses előtét;
- kétszeres teljesítményre tervezett fojtószelep.
A soros áramkör előnye, hogy csak egy nehéz fojtót használnak, de az egyik izzó vagy az indító meghibásodása esetén a lámpatest teljesen működésképtelenné válik.
A modern EB-k csak ennek az ábrának megfelelően kapcsolhatók, de sok konstrukciót úgy terveztek, hogy két lámpát tartalmazzon. Az áramkör két független feszültségformáló csatornával rendelkezik, így a kettős elektronikus előtét biztosítja, hogy az egyik lámpa működjön, ha a másik meghibásodik vagy hiányzik.
Csatlakozás indító nélkül
A fojtó és indító nélküli fénycsövekhez többféle csatlakozási lehetőséget fejlesztettek ki. Mindegyik a magas indítófeszültség feszültségsokszorozó segítségével történő létrehozásának elvét használja.
Számos áramkör lehetővé teszi a működést kiégett izzószálakkal, így a hibás lámpák is használhatók. Egyes megoldások egyenáramú tápegységet használnak. Ez azt eredményezi, hogy egyáltalán nem villog, de az elektródák egyenetlenül kopnak. Ez az izzó egyik oldalán lévő sötét foszforfoltok jelenlétén keresztül vehető észre.
Egyes villanyszerelők az indító helyett külön indítógombot szerelnek be, de ez azt jelenti, hogy a lámpa kapcsolását egy kapcsolóval és egy gombbal kell vezérelni, ami kényelmetlen, és károsíthatja a lámpát, ha a gombot túl sokáig nyomják az elektródák túlmelegedése miatt.
A fénycsöves lámpatestek indító nélkül történő bekapcsolására nincs ipari konstrukció, kivéve az EKG-t. Ennek oka az alacsony megbízhatóságuk, a lámpa élettartamára gyakorolt negatív hatásuk, a nagy kapacitású kondenzátorok miatti nagy méretük.
Kapcsolódó cikkek:
