Устройство и принцип работы люминесцентнойлампы.

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает тлеющий электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

В устройстве любой люминесцентной лампы можно выделить 5 основных частей (рис.1):

стеклянная колба, покрытая внутри люминофором;

два электрода, впаянных с двух сторон колбы;

заполняющий газ – обычно аргон или смесь аргона и криптона;

небольшое количество ртути, которая испаряется во время работы;

цоколь, зацементированный на каждом конце колбы для соединения лампы с электрической цепью.

 

Рисунок 1- Люминесцентная лампа низкого давления

(1-цоколь, 2-стеклянная ножка, 5-электрод, 6-стеклянная трубка)

Начни отсюда писать

Как и все разрядные источники, люминесцентные лампы требуют для своего включения и работы специального пускорегулирующего устройства (ПРА). В России наиболее распространенными остаются дроссельные схемы ПРА, хотя уже появились электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА).

Электронного пускорегулирующего устройстваЭПРА – электронные устройства, которые используются для поджига и обеспечения оптимальной работы люминесцентных ламп. Они преобразуют напряжение сети промышленной частоты в напряжение и ток на люминесцентных лампах до 20 – 60 кГц (в зависимости от типа используемого ЭПРА), что приводит к отсутствию пульсаций световогопотока (К_п < 5%).

Кроме отсутствия перечисленных выше недостатков предшественников, электронные пускорегулирующие устройства обладают следующими достоинствами:

1. Бесшумная работа.

2. Большой световой КПД, обеспечивается работой на высокой частоте.

3. Стабильность освещения (отсутствие пульсаций света), за счёт эффективной стабилизации рабочего тока и работе на высокой частоте.

4. Быстрый старт без мерцания.

5. Неизменная стабильность освещения при колебаниях напряжения сети (200 – 250 В).

6. Возможность управлять яркостью лампы.

7. Высокий коэффициент мощности, более 0,95.

8. Невысокая рабочая температура (малое тепловыделение).

9. Увеличение срока службы люминесцентной лампы за счёт щадящего режима пуска и работы.

10. При ЭПРА из строя, лампа не мигает - просто отключается.

11. Энергосбережение около 20%. (Суммарные потери мощности составляют 8-10% от мощности люминесцентной лампы).

12. Обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрева.

13. Подавление радиочастотных помех (применение специальных фильтров).

14. Отсутствие бросков коммутационных токов в силовой питающей цепи при включении электронного пускорегулирующего устройства.

15. При кратковременном пропадании напряжения в сети выполняется автоматический плавный перезапуск лампы.

16. Высокое качество потребляемой энергии (коэффициент мощности близок к единице, из-за потребления синусоидального тока с нулевым фазовым сдвигом).

17. Оптимальная конструкция.

Кроме того, высококачественные электронного пускорегулирующего устройства комплектуются комплексной защитой от перепадов напряжения сети, импульсных помех и запуска в отсутствии лампы.

Сам процесс работы электронного пускорегулирующего устройства принято разделять на три основные ступени:

1. Предварительный разогрев электродов лампы. Он позволяет делать запуск лампы мгновенным и мягким, что значительно продлевает срок службы лампы, и позволяет лампе успешно стартовать при низких температурах окружающей среды.

2. Поджиг. Электронное пускорегулирующее устройство вырабатывает импульсвысокого напряжения (до 1,6 кВ), который вызывает пробой газа наполняющего колбу лампы.

3. Горение. В этот период на электродах лампы поддерживается по величине небольшое напряжение, но достаточное для поддержания её свечения.

И так, современные иностранные и отечественные производители сейчас выпускают множество разновидностей люминесцентных ламп с различными типоразмерами, оформлением и конфигурацией, а в комплекте с электронными пускорегулирующими устройствами они образуютсветильники, которые идеально вписываются в любой интерьер помещений различного назначения.

Материалы и изделия

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Колбные лампы представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения: T5 ((диаметр 5/8 дюйма=1.59 см), T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см), T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см)). Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах и т. д.

Компактные лампы представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на (G23,G24Q1,G24Q2, G24Q3). Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

Люминесцентные лампы выпускают мощностью от 8 до 150 Вт и различают в зависимости от состава люминофора по оттенкам свечения: ЛД - дневного света, ЛБ - белого света, ЛХБ - холодно-белого света, ЛТБ - тёпло-белого света. Кроме того, создана серия ламп с улучшенной цветопередачей: ЛЕЦ, ЛТБЦ и ЛДЦ (соответственно естественного, тёпло-белого и дневного света с улучшенной цветопередачей). Стоящие после буквенных обозначений цифры указывают мощность лампы в Вт. Например, ЛХБ-20 означает люминесцентная холодно-белая мощностью 20 Вт.

Схемы ПРА классифицируют по типу балласта и способу зажигания лампы. Чаще всего применяют индуктивный балласт, реже - индуктивно-емкостной. Балласты в виде активного сопротивления или чистой емкости применяют только в специальных случаях.

По способу зажигания ламп схемы и ПРА делят на стартерные (рис.3) и бесстартерные (рис.4). Последние, в свою очередь, подразделяют на схемы быстрого и мгновенного зажиганий.

 

Рисунок 2 - Стартерное зажигание люминесцентной лампы

(а — схема; б — общий вид стартера; 1 — дроссель; 2 — лампа; 3 — стартер)

Рисунок 3 - Схема бесстартерного зажигания двухлампового люминесцентного светильника

Стартер помогает при включении, а дроссель обеспечивает устойчивую работу. Стартеры включаются параллельно лампе, а дроссели – последовательно с лампой.

Существуют следующие типы стартеров: тлеющего разряда, тепловые, электромагнитные, термомагнитные, полупроводниковые и др. Наибольшее распространение получили стартеры тлеющего разряда.

При включении ламп по стартерной схеме зажигания в качестве стартера применяют газоразрядную неоновую лампу с двумя (подвижным и неподвижным) электродами. Включают люминесцентную лампу в электрическую сеть только последовательно с балластным резистором, ограничивающим рост тока в лампе и таким образом предохраняющим ее от разрушения. В сетях переменного тока в качестве балластного резистора применяют конденсатор или катушку с большим индуктивным сопротивлением — дроссель.

Зажигание люминесцентной лампы происходит следующим образом. При ее включении между электродами возникает тлеющий разряд, теплота которого нагревает подвижный биметаллический электрод. При нагреве до определенной температуры подвижный электрод стартера, изгибаясь, замыкается с неподвижным, образуя электрическую цепь, по которой проходит ток, необходимый для предварительного подогрева электродов лампы. При прохождении тока в цепи электродов лампы разряд в стартере прекращается, в результате чего подвижный электрод стартера остывает и, разгибаясь, возвращается в исходное положение, разрывая электрическую цепь лампы. При разрыве к напряжению сети добавляется ЭДС самоиндукции дросселя, и возникший в дросселе импульс повышенного напряжения вызывает дуговой разряд в лампе, зажигая ее. С возникновением дугового разряда напряжение на электродах лампы и параллельно соединенных с ними электродах стартера снижается настолько, что оказывается недостаточным для возникновения тлеющего разряда между электродами стартера. Если лампа не зажжется, на электродах стартера появится полное напряжение сети и весь процесс повторится.