Дроссель для люминесцентных ламп - принцип работы и схема подключения - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Назначение дросселя – дать импульс для пробоя газонаполненной среды и поддержания необходимого напряжения и тока в цепи и на контактах рабочих элементов светильника. Принцип работы дросселя основан на способности индукционной катушки забирать энергию от источника тока и накапливать ее в виде магнитного поля.

Содержание

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп?

Подключение лампы с электромагнитным дросселем

Электромагнитный дроссель используется в схеме включения люминесцентных ламп.

Задача дросселя – обеспечить импульс для пробоя газонаполненной среды и поддержание необходимого напряжения и тока в цепи и на контактах компонентов рабочей лампы. Принцип работы дросселя основан на способности индукционной катушки извлекать энергию из источника тока и накапливать ее в виде магнитного поля.

Чтобы выяснить, как работает дроссель, рассмотрим свойства индукционной катушки. Он плохо или совсем не проводит переменный ток. Индуктивность измеряется в генри (Гн), и ее значение можно увеличить с помощью сердечника, увеличив его в несколько раз.

Ток катушки постепенно увеличивается, когда контакты переключателя замкнуты, и многократно увеличивается, когда контакты переключателя разомкнуты, а затем плавно уменьшается. В катушке этот параметр не изменяется мгновенно.

Дроссель люминесцентной лампы представляет собой индукционную катушку с ферромагнитным сердечником. Он используется только в электрических цепях, где предусмотрены электромагнитные устройства управления.

На рисунках показана схема подключения газоразрядной лампы низкого давления с использованием электромагнитного дросселя.

2 – электроды лампы;
1 – лампочка (трубка);
С – стартер;
C1 – конденсатор, который находится в том же корпусе, что и стартер;
C2 – конденсатор усилителя коэффициента мощности;
Е – дроссель.

Когда выключатель замкнут, ток течет следующим образом: “дроссель – электрод лампы – стартер – второй электрод лампы – сетка”.

Этот ток очень мал для того, чтобы зажечь лампу. Однако этого достаточно, чтобы нагреть электроды стартера и вызвать тлеющий разряд в стартере. Напряжение этого разряда ниже, чем напряжение сети, но выше, чем напряжение рабочей лампы.

Нагретый биметаллический электрод в пускателе замыкается с другим электродом, тлеющий разряд между ними гаснет, электроды остывают и принимают исходное положение.

При коротком замыкании электродов стартера ток в цепи значительно увеличивается, и электроды люминесцентной лампы начинают нагреваться. В то же время, когда цепь размыкается на дросселе (в результате самоиндукции), возникает скачок напряжения, который, добавляясь к входному сетевому напряжению, создает условия для включения лампы.

К этому времени температура на электродах лампы повышается до значения, необходимого для эмиссии, и дроссель вырабатывает импульс высокого напряжения. Поэтому в лампе создаются условия для возникновения тлеющего разряда сначала в среде аргона, пока ртуть, помещенная в колбу, полностью не перейдет в парообразное состояние. Затем произойдет разряд в парах ртути, и лампа перейдет в стабильный режим работы.

Напряжение работающей лампы ниже напряжения сети из-за его падения на дросселе. Поскольку для работы стартера напряжение на нем должно быть больше, чем напряжение на включенной лампе, это не приведет к повторному разряду в этом устройстве.

Лампа зажигается, когда импульс напряжения дросселя и напряжение сети находятся в фазе друг с другом. Однако, поскольку совпадение этих значений относительно рассредоточено во времени, стартер может сработать более одного раза, прежде чем лампа перейдет в рабочий режим. В этом случае лампа мигает во время процесса переключения. В то же время он вызывает радиопомехи в стартере, которые подавляются конденсатором, находящимся в общем корпусе со стартером.

Вот как выглядит электромагнитный дроссель

Это означает, что, помимо зажигания данного светильника, дроссель необходим для ограничения увеличения тока разряда до значения, при котором лампа выйдет из строя.

Все это объясняет, почему необходим дроссель.

В результате ограничения тока в цепи рабочей лампы, она создает дополнительную нагрузку (балласт) и теряет часть мощности. В зависимости от степени этой потери дроссели делятся на следующие классы: D – нормальный; C – пониженный; B – очень низкий.

Можно ли подключить две лампы ЛДС к одному дросселю? Это зависит от рабочего напряжения самих ламп. Если они рассчитаны на 220 В, вам придется построить схему с двумя дросселями, или, скорее, построить две схемы, которые я привел выше. Однако, если лампы рассчитаны на 110 В, это вполне возможно.

Схема подключения люминесцентных ламп

Теперь пришло время выяснить, как подключить LDS к дроссельной заслонке и стартеру.

Схема подключения одной люминесцентной лампы

Как это работает. Когда напряжение подается на светильник, практически все напряжение проходит через дроссель и поступает на стартер, поскольку через саму лампу ток не течет. Люминесцентный разряд нагревает биметаллическую пластину в пускателе и замыкает цепь, подавая полное сетевое напряжение на катушки. Тлеющий разряд в стартере гаснет, биметаллическая пластина остывает и размыкает цепь, но к этому времени катушки лампы уже нагреваются. За счет обратной индукции дроссель создает короткий высоковольтный разряд (около 1 кВ) и зажигает лампу.

Важно: Если запуск не произошел, процесс запуска повторяется. Вы наверняка видели старые лампы LDS, которые “мигают” часами, не загораясь.

Теперь напряжения на стартере не хватает для запуска люминесцентного разряда в нем, и он не принимает участия в дальнейшей работе светильника. Включается балласт, который ограничивает ток, протекающий через разрядное устройство, до заданного уровня. Его значение зависит от мощности дросселя. Именно поэтому я упомянул выше, что мощность дросселя должна соответствовать мощности LDS. В противном случае ток будет слишком низким или слишком высоким.

Иллюстрация люминесцентного светильника с воспламенителем и электромагнитным дросселем

Несколько слов о конденсаторе на входе схемы. Из-за высокой индуктивности балласт потребляет не только активную, но и реактивную энергию, которая тратится на нагрев самого дросселя. Этот конденсатор, называемый компенсирующим, снижает потребление реактивной энергии, повышая эффективность конструкции и облегчая работу самого дросселя.

Можно ли подключить две системы LDS к одному дросселю? Это будет зависеть от рабочего напряжения самих ламп. Если они рассчитаны на 220 вольт, то нужно собрать схему с двумя дросселями, а точнее собрать две схемы, которые я привел выше. Однако, если лампы рассчитаны на 110 В, это вполне возможно.

Схема подключения двух люминесцентных ламп к одному дросселю

Принцип работы этой схемы такой же, как и предыдущей, только каждый стартер отвечает за запуск своего ЛДС.

Нередко на отечественных дросселях можно увидеть аббревиатуру EmPRA. Правильное название электромагнитного дросселя – электромагнитный балласт.

Балласт, предназначенный для люминесцентных ламп, используется в цепях, где есть стартер. Если взять в качестве примера люминесцентные лампы, то после того, как их электроды помутнеют, эти лампы не будут продолжать работать без активного участия этого элемента.

Зачем нужен реактор для люминесцентных ламп?

Подключение лампы с электромагнитным дросселем

Электромагнитный дроссель используется в схеме включения люминесцентных ламп.

2 – электроды лампы;
1 – лампочка (трубка);
С – стартер;
C1 – конденсатор, который находится в том же корпусе, что и стартер;
C2 – конденсатор усилителя коэффициента мощности;
D – дроссель.

Механизм запуска ламп с электромагнитным пускорегулирующим аппаратом

Когда выключатель замкнут, ток течет по пути: “дроссель – электрод лампы – стартер – второй электрод лампы – сетка”.

При коротком замыкании электродов стартера ток в цепи значительно увеличивается, и электроды люминесцентной лампы начинают нагреваться. Одновременно с размыканием цепи на дросселе (в результате самоиндукции) возникает скачок напряжения, который, будучи добавленным к входному сетевому напряжению, создает условия для включения лампы.

За это время температура на электродах лампы повышается до значения, необходимого для эмиссии, и индуктор вырабатывает импульс высокого напряжения.

Таким образом, в лампе создаются условия для тлеющего разряда, который возникает сначала в среде аргона, пока ртуть в колбе полностью не перейдет в парообразное состояние.

Затем произойдет разряд в парах ртути, и лампа перейдет в стабильный режим работы.

Напряжение работающей лампы ниже напряжения сети из-за его падения на дросселе. Поскольку для работы стартера напряжение на стартере должно быть больше, чем напряжение на включенной лампе, лампа не будет заряжаться.

Зажигание лампы происходит, когда импульсы напряжения дросселя и сетевого напряжения совпадают по фазе.

Однако, поскольку совпадение этих значений относительно непостоянно во времени, стартер может сработать более одного раза, прежде чем лампа перейдет в рабочий режим. В этом случае наблюдается мигание лампы при включении.

В то же время он вызывает радиопомехи в стартере, которые подавляются конденсатором, находящимся в общем корпусе со стартером.

Вот как выглядит электромагнитный дроссель

Все это объясняет, почему необходим дроссель.

В результате ограничения тока в цепи рабочей лампы она представляет собой дополнительную нагрузку (балласт), и часть мощности теряется для лампы. В зависимости от уровня этих потерь дроссели делятся на следующие классы: D – нормальный; C – пониженный; B – особенно низкий.

Из-за физических свойств дросселя существует сдвиг фаз между напряжением и током на дросселе. Ток запаздывает по отношению к напряжению на определенную величину, которую принято называть cos φ. Чем выше его значение, тем экономичнее устройство, и наоборот, при уменьшении этого значения энергоэффективность снижается.

На рисунке показаны напряжение и ток флуоресцентной лампы и лампы накаливания.

Основные типы дросселей

Электромагнитный дроссель для лампы подключается последовательно с лампой, и в цепи необходим стартер.

Его преимуществами являются низкая стоимость, простота конструкции и достаточная надежность.

Недостатками являются: возможность возникновения шума и мерцания во время работы и запуска; довольно длительный процесс запуска; необходимость подключения конденсатора для снижения потерь.

Мощность дросселя должна быть совместима с мощностью лампы.

Электронный дроссель, не требующий стартера.

Положительные особенности: быстрое переключение; обеспечивает работу лампы без мерцания; компактность, малый вес.

В результате использования этого типа дросселя уменьшается мерцание света. При включении лампы пульсация не появляется. Шум во время работы также снижается.

Дроссели можно разделить на две группы в зависимости от типа сети, в которой работают лампы:

Однофазный (для бытового использования) 220 В;
Трехфазные, которые устанавливаются в светильники, работающие от сети 380В. Это светильники для освещения промышленных предприятий, улиц и сельскохозяйственных объектов.

Все эти виды удушья также можно разделить в зависимости от их расположения:

размещены внутри корпуса светильника, что обеспечивает им защиту от неблагоприятных факторов окружающей среды и атмосферы;
помещены в специальный корпус. Такая герметичная конструкция позволяет устанавливать их в сетях наружного освещения.

Ремонт светильников с перегоревшими дросселями

Светильники с перегоревшими электромагнитными дросселями можно отремонтировать самостоятельно, заменив поврежденный компонент другим, например, используемым в других типах осветительного оборудования.

Например, в настольных лампах с ЭПРА можно использовать пластину (с элементами, обеспечивающими горение лампы) от энергосберегающей лампочки.

Найдите перегоревшую энергосберегающую лампочку (той же мощности, что и ремонтируемая) с сохраненной в хорошем состоянии электронной “начинкой”.

Перегоревшая энергосберегающая лампочка с электронной начинкой

Затем отсоедините цоколь лампы с печатной платой и снимите саму плату. При этом обратите внимание, где расположены контакты для высоковольтного конденсатора, для лампы и для входного напряжения 220 В.

Все контакты на плате и конденсатор (зеленый на рисунке) должны быть отпаяны.

Он будет крепиться к нижней пластиковой части основания настольной лампы.

Для этого необходимо снять нижнюю пластину в месте, отмеченном на рисунке, и вытащить из открытой крышки расположенные в ней элементы, которые были соединены латунными трубками с электродами лампы.

На место удаленных элементов подключите конденсатор, припаянный к пластине, к проводам, идущим к электродам, и поместите его в открытый корпус. Затем установите снятую пластину на место и приклейте ее.

Размещение в открытой крышке

Далее мы выполняем соединения между контактами электродов и проводами, выходящими из трансформируемой электронной платы, которая была снята с энергосберегающей лампы.

Создайте точки соединения между штырями электродов и проводами

Для этого припаяйте провода от разъема переключателя к контактам платы на выходе (на рисунке они слева).

Поместите плату в защитный футляр.

Почему это необходимо?

Поскольку компоненты на плате находятся под высоким напряжением, в целях безопасности их необходимо экранировать.

Провода в правой части рисунка обеспечивают цепь сетевым напряжением 220 В.

Для подключения используйте вилку и розетку.

Подключите полученную конструкцию к электросети. Лампа горит, светильник работает.

Эти и многие другие самодельные средства помогут вам сэкономить деньги, заменив неисправные изделия новыми. Если у вас есть определенные знания и опыт, всегда можно внести необходимые изменения и отремонтировать лампу своими руками.

По этой причине в цепи освещения используется балласт – резистор. Он подключается последовательно с лампой и выполняет задачу ограничения тока, протекающего через электроды лампы.

Назначение и конструкция дроссельной заслонки

Газоразрядные лампы, представителем которых является люминесцентная разновидность, не могут быть включены как обычные лампы путем подачи питания. Они просто не будут работать. Для освещения этого типа источника требуется дополнительный балласт.

Назначение балласта в цепи питания

Оказывается, чтобы люминесцентная лампа работала, необходимо не только подавать на нее ток, но и прикладывать к ней напряжение.

По этой причине на схеме подключения светильника установлен балласт – резистор. Он подключается последовательно с лампой и служит для ограничения тока, протекающего через ее электроды.

Он может питаться от различных электрических компонентов:

в случае постоянного тока – это резисторы;
В случае переменного тока – дроссель, конденсатор и резистор.

Среди этих устройств дроссель является наиболее эффективным вариантом. Он обладает реактивной стойкостью без выделения чрезмерного тепла. Он способен ограничивать ток, предотвращая лавинное нарастание тока при подключении к сети.

Дроссель является не только важным компонентом в цепи запуска, но и выполняет следующие функции:

Он помогает генерировать безопасный и достаточный ток для лампочки, чтобы обеспечить быстрый нагрев ее электродов при зажигании;
Импульс перенапряжения, возникающий в обмотке, способствует началу разряда в люминесцентной лампе;
Обеспечивает стабилизацию разряда при номинальном токе;
Обеспечивает бесперебойную работу лампы, несмотря на колебания напряжения, которые иногда происходят в сети.

Индуктивность дросселя важна для функционирования люминесцентных ламп. Поэтому при покупке этого электромеханического элемента необходимо обращать внимание на технические параметры, которые должны соответствовать характеристикам лампочки.

Из чего состоит балласт?

Индуктор, используемый в схемах включения люминесцентных ламп, представляет собой не что иное, как провод, намотанный на сердечник – индукционную катушку. Именно его промышленную конструкцию в электротехнике называют дросселем, что буквально означает “ограничитель”.

Индуктор с необходимыми техническими параметрами выпускается промышленным способом, поэтому потребителю не составит труда подобрать нужный вариант, соответствующий параметрам подключаемой лампы.

Кроме того, имея навыки сборки различных электроприборов, подходящие приспособления и электроинструменты, можно попробовать самостоятельно собрать катушку нужной индуктивности.

Дроссель состоит из следующих компонентов:

провод в изоляционном материале;
ядро – Обычно из ферритового или другого материала;
наполнительная смесьСердечник обычно имеет вид феррита или другого материала; наполнитель содержит горючие вещества, которые обеспечивают дополнительную изоляцию витков катушки;
обсадная трубаКорпус, в который помещена обмотка – изготовлен из термостойких полимеров.

Наличие последнего зависит от особенностей и характеристик конкретной модели ограничителя тока.

Стартовая система несовершенна, хотя и дает отличные результаты. Однако мерцание лампочек, шумность дросселя и его большие размеры, а также фальстарты из-за ненадежного стартера привели к изобретению более совершенной версии диммера – электронного диммера.

Электронные балласты во время работы снижают потери электроэнергии до 50% и устраняют мерцание лампочек. Их использование позволило уменьшить вес дросселей, а также значительно увеличить мощность светильника.

Однако стоимость электронного пускорегулирующего аппарата гораздо выше, чем ЭПРА, и его следует приобретать у авторитетных производителей, таких как Philips, Osram, Tridonic и др.

Заслонка является неотъемлемой частью любой системы ввода в эксплуатацию. Кроме того, он может выполнять следующие дополнительные функции:

Принцип работы

Диммер люминесцентной лампы работает в сочетании со стартером. Стартер – это еще одна часть пусковой системы, состоящая из баллона с инертным газом и конденсатора. Когда напряжение подается на систему стартера, электрический заряд попадает в стартер, а затем проходит через сеть дроссельной заслонки из-за ионизации газа. Это нагревает газ и контакты, а затем нагревает катоды и освобождает электроды.

В свою очередь, электроды нагревают пары ртути в трубке лампы. Когда контакты замыкаются, процесс ионизации завершается, в результате чего температура пускателя падает и контакты размыкаются. В дросселе начинается процесс самоиндукции, способствующий заполнению лампы газом, в результате чего ток течет обратно в цепь дросселя и катода.

В цепи переменного тока дроссель обеспечивает сдвиг фаз между током и напряжением. Величина задержки между током и напряжением, которую вызывает дроссель, указана в его обозначении (cos ϕ). Это также известно как коэффициент мощности.

Для соединения дросселей своими руками

Вы также можете самостоятельно изготовить электромагнитные дроссели. Но это делается редко. Гораздо чаще мастера сами восстанавливают аппарат управления, так как не всегда можно достать нужную модель (особенно трудно найти ее в “провинции”).

Защитный кожух и две половины сердечника (L-образной формы) удаляются из аппарата. Затем обмотка удаляется. Если по какой-то причине трудно удалить витки проволоки, их можно отрезать пилой по металлу.

Для новой обмотки можно использовать медную проволоку диаметром 0,64-0,8 мм. Одна тысяча витков намотана свободно без межслойной изоляции.

Чем выше производительность дросселя, тем легче его восстановить. Маломощные (и поэтому маленькие) дроссели заполнены массой, что делает процесс восстановления очень проблематичным.

Перемонтаж дросселя занимает не более двух часов.

При сравнении двух типов дросселей, EB имеют определенное преимущество. Они легче и имеют меньшие размеры. Эти особенности облегчают создание миниатюрных светильников, спрос на которые постоянно растет.

Читайте далее: