Preklopna vezja za plinske sijalke

Umetni svetlobni viri, ki za ustvarjanje svetlobnih valov uporabljajo električno razelektritev plinskega medija v živosrebrovih parah, se imenujejo živosrebrne sijalke na principu praznjenja v plinu.

Plin, črpan v jeklenko, je lahko pri nizkem, srednjem ali visokem tlaku. Nizek tlak se uporablja v konstrukcijah svetilk:

• linearna fluorescentna;

• kompaktno varčevanje z energijo:

• baktericidno;

• kremen.

Visokotlačni se uporablja v svetilkah:

• živosrebrni fosfor (DRL);

• kovinsko živo srebro z radioaktivnimi dodatki (DRI) kovinskih halogenidov;

• arc natrijev tubularni (DNaT);

• ogledalo natrijevega obloka (DNaZ).

Nameščeni so na tistih mestih, kjer je potrebno osvetliti velike površine z nizko porabo energije.

DRL svetilka

Značilnosti oblikovanja

Naprava svetilke s štirimi elektrodami je shematično prikazana na fotografiji.

Njegovo podnožje, tako kot običajni modeli, se uporablja za povezavo s kontakti, ko je privit v vpenjalno glavo. Steklena žarnica hermetično ščiti vse notranje elemente pred zunanjimi vplivi. Napolnjena je z dušikom in vsebuje:

• kvarčni gorilnik;

• električne žice iz osnovnih kontaktov;

• dva upora za omejevanje toka, vgrajena v vezje dodatnih elektrod

• fosforni sloj.

Gorilnik je izdelan v obliki zaprte cevi iz kvarčnega stekla z vbrizganim argonom, v kateri so nameščeni:

• dva para elektrod - glavna in dodatna, ki se nahajata na nasprotnih koncih bučke;

• majhna kapljica živega srebra.

Argon — kemični element, ki spada med inertne pline. Pridobiva se v procesu separacije zraka z globokim ohlajanjem, ki mu sledi rektifikacija. Argon je brezbarven monoatomski plin brez vonja, gostota 1,78 kg / m3, tvre = –186 ° C. Argon se uporablja kot inertni medij v metalurških in kemičnih procesih, v varilni tehnologiji (glej elektroobločno varjenje), pa tudi v signalnih, reklamnih in drugih svetilkah, ki dajejo modrikasto svetlobo.
Načelo delovanja svetilk DRL

Svetlobni vir DRL je razelektritev električnega obloka v atmosferi argona, ki teče med elektrodama v kvarčni cevi. To se zgodi pod delovanjem napetosti, ki se uporablja za žarnico v dveh stopnjah:

1. Sprva se začne žarilna razelektritev med tesno nameščenimi glavnimi in vžigalnimi elektrodami zaradi gibanja prostih elektronov in pozitivno nabitih ionov;

2. Tvorba velikega števila nosilcev naboja v votlini gorilnika vodi do hitrega razpada dušikovega medija in nastanka obloka skozi glavne elektrode.

Stabilizacija zagonskega načina (električni tok obloka in svetlobe) traja približno 10-15 minut. V tem obdobju DRL ustvarja obremenitve, ki znatno presegajo nazivne tokove načina. Če jih želite omejiti, uporabite balast — zadušitev. 

Mavrično sevanje v živosrebrovih parah ima modro in vijolično barvo in ga spremlja močno ultravijolično sevanje. Prehaja skozi fosfor, se pomeša s spektrom, ki ga tvori, in ustvari močno svetlobo, ki je blizu bele.

DRL je občutljiv na kakovost napajalne napetosti in ko pade na 180 voltov, ugasne in ne zasveti.

Med obločna razelektritev ustvari se visoka temperatura, ki se prenese na celotno konstrukcijo. To vpliva na kakovost kontaktov v vtičnici in povzroča segrevanje priključenih vodnikov, ki se zato uporabljajo samo s toplotno odporno izolacijo.

Med delovanjem žarnice se tlak plina v gorilniku znatno poveča in oteži pogoje za uničenje medija, kar zahteva povečanje uporabljene napetosti. Če je napajanje izklopljeno in vključeno, se svetilka ne bo zagnala takoj: mora se ohladiti.

Diagram povezave svetilke DRL

Živosrebrno žarnico s štirimi elektrodami vklopimo s pomočjo dušilke in varovalka.

Taljivi vložek varuje vezje pred morebitnimi kratkimi stiki, dušilka pa omejuje tok, ki teče skozi sredino kvarčne cevi. Induktivni upor dušilke je izbran glede na moč svetilke. Vklop svetilke pod napetostjo brez dušilke povzroči hitro izgorevanje.

Kondenzator, vključen v vezje, kompenzira reaktivno komponento, ki jo vnese induktivnost.

DRI svetilka

Značilnosti oblikovanja

Notranja struktura sijalke DRI je zelo podobna tisti, ki jo uporablja DRL.

Toda njegov gorilnik vsebuje določeno količino dodatkov iz hapogenidov kovin indija, natrija, talija ali nekaterih drugih. Omogočajo vam povečanje emisije svetlobe na 70-95 lm / W in več z dobro barvo.

Bučka je izdelana v obliki valja ali elipse, kot je prikazano na spodnji sliki.

Material gorilnika je lahko kremenčevo steklo ali keramika, ki ima boljše obratovalne lastnosti: manj potemnitve in daljšo življenjsko dobo.

Gorilnik v obliki krogle, uporabljen v sodobnem dizajnu, poveča svetlobno moč in svetlost vira.

Princip delovanja

Osnovni procesi, ki potekajo pri proizvodnji svetlobe iz sijalk DRI in DRL, so enaki. Razlika je v shemi vžiga. DRI ni mogoče zagnati iz priključene omrežne napetosti. Ta vrednost ji ni dovolj.

Za ustvarjanje obloka v gorilniku je treba na medelektrodni prostor uporabiti visokonapetostni impulz. Njegovo izobraževanje je bilo zaupano IZU - napravi za impulzni vžig.

Kako deluje IZU

Načelo delovanja naprave za ustvarjanje visokonapetostnega impulza lahko pogojno predstavimo s poenostavljenim shematskim diagramom.

Delovna napajalna napetost se dovaja na vhod vezja. Dioda D, upor R in kondenzator C ustvarjajo polnilni tok kondenzatorja. Na koncu polnjenja se tokovni impulz dovaja skozi kondenzator skozi odprto tiristorsko stikalo v navitju priključenega transformatorja T.

V izhodnem navitju povečevalnega transformatorja nastane visokonapetostni impulz do 2-5 kV. Vstopi v kontakte žarnice in ustvari obločno razelektritev plinastega medija, ki zagotavlja sijaj.

Diagrami povezav svetilk tipa DRI

Naprave IZU se proizvajajo za plinske sijalke dveh modifikacij: z dvema ali tremi žicami. Za vsakega od njih je ustvarjen svoj diagram povezave.Na voljo je neposredno na ohišju bloka.

Pri uporabi dvopolne naprave je napajalna faza povezana skozi dušilko na osrednji kontakt podnožja svetilke in hkrati na ustrezen izhod IZU.

Nevtralna žica je povezana s stranskim kontaktom baze in njenim terminalom IZU.

Za napravo s tremi nožicami shema nevtralne povezave ostane enaka in fazno napajanje po dušilki se spremeni. Preko preostalih dveh izhodov je povezan z IZU, kot je prikazano na spodnji sliki: vhod v napravo je skozi terminal «B», izhod pa na osrednji kontakt baze skozi — «Lp».

Tako je obvezna sestava krmilne naprave (balasta) za živosrebrne sijalke z oddajnimi dodatki:

• plin;

• pulzni polnilec.

Kondenzator, ki kompenzira vrednost jalove moči, je lahko vključen v krmilno napravo. Njegova vključitev določa splošno zmanjšanje porabe energije s svetlobno napravo in podaljšanje življenjske dobe svetilke s pravilno izbrano vrednostjo zmogljivosti.

Približno njena vrednost 35 μF ustreza sijalkam z močjo 250 W in 45 - 400 W. Pri previsoki kapaciteti pride v vezju do resonance, ki se kaže z "utripanjem" svetlobe sijalke.

Prisotnost visokonapetostnih impulzov v delujoči svetilki določa uporabo izjemno visokonapetostnih žic v povezovalnem vezju z najmanjšo dolžino med predstikalno napravo in svetilko, ne več kot 1-1,5 m.

svetilka DRIZ

To je zgoraj opisana različica svetilke DRI, ki ima znotraj žarnice delno zrcalno prevleko, ki odbija svetlobo, kar tvori usmerjen žarek žarkov.Omogoča vam fokusiranje sevanja na osvetljeni predmet in zmanjšanje svetlobnih izgub zaradi večkratnih odbojev.

HPS svetilka

Značilnosti oblikovanja

Znotraj žarnice te plinske sijalke se namesto živega srebra uporablja natrijeva para, ki se nahaja v okolju inertnih plinov: neona, ksenona ali drugih ali njihovih mešanic. Zaradi tega se imenujejo "natrij".

Zaradi te modifikacije naprave so jim oblikovalci lahko zagotovili največjo učinkovitost delovanja, ki doseže 150 lm / W.

Načelo delovanja DNaT in DRI je enako. Zato so njihovi povezovalni diagrami enaki in če se značilnosti predstikalne naprave ujemajo s parametri svetilk, jih je mogoče uporabiti za vžig loka v obeh izvedbah.

Proizvajalci metalhalogenidnih in natrijevih žarnic proizvajajo predstikalne naprave za posebne vrste izdelkov in jih pošiljajo v enem ohišju. Te predstikalne naprave so popolnoma funkcionalne in pripravljene za uporabo.

Sheme ožičenja za svetilke tipa DNaT

V nekaterih primerih se lahko zasnova balasta HPS razlikuje od zgornjih shem zagona DRI in se izvede v skladu z eno od treh shem spodaj.

V prvem primeru je IZU priključen vzporedno s kontakti svetilke. Po vžigu obloka v gorilniku delovni tok ne teče skozi žarnico (glej shemo IZU), kar prihrani porabo električne energije. V tem primeru na dušilko vplivajo visokonapetostni impulzi. Zato je izdelan z ojačano izolacijo za zaščito pred impulzi vžiga.

Zato se shema vzporedne povezave uporablja pri sijalkah z nizko močjo in impulzom vžiga do dveh kilovoltov.

V drugi shemi se uporablja IZU, ki deluje brez impulznega transformatorja, visokonapetostni impulzi pa se ustvarjajo z dušilko posebne izvedbe, ki ima pipo za priključitev na vtičnico svetilke. Poveča se tudi izolacija navitja tega induktorja: izpostavljena je visoki napetosti.

V tretjem primeru se uporablja metoda serijskega povezovanja dušilke, IZU in kontakta svetilke. Tukaj visokonapetostni impulz iz IZU ne gre v dušilko, izolacija njegovih navitij pa ne zahteva ojačanja.

Pomanjkljivost tega vezja je, da IZU porabi povečan tok, zaradi česar pride do njegovega dodatnega segrevanja. To zahteva povečanje dimenzij konstrukcije, ki presegajo dimenzije prejšnjih shem.

Ta tretja konstrukcijska možnost se najpogosteje uporablja za delovanje žarnic HPS.

Uporabite lahko vse sheme kompenzacijo jalove moči priključitev kondenzatorja, kot je prikazano v diagramih povezav žarnice DRI.

Navedena vezja za vklop visokotlačnih svetilk z uporabo plinske razelektritve za razsvetljavo imajo številne pomanjkljivosti:

• podcenjen vir sijaja;

• odvisno od kakovosti napajalne napetosti;

• stroboskopski učinek;

• hrup plina in balasta;

• povečana poraba električne energije.

Večino teh pomanjkljivosti je mogoče odpraviti z uporabo elektronskih sprožilnih naprav (EKG).

Omogočajo ne le prihranek do 30% električne energije, ampak imajo tudi možnost gladkega nadzora osvetlitve. Vendar pa je cena takšnih naprav še vedno precej visoka.