Принцип работы стартера люминесцентной лампы - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Стартеры для ламп. Устройство и работа. Замена и как выбрать

Стартеры для ламп являются частью пускорегулирующей аппаратуры, которая служит для зажигания люминесцентных ламп при подключении к сети 220В с частотой 50 Гц. Помимо стартеров в состав ЭМПРА входит конденсатор и дроссель.

Как устроены и работают стартеры для ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразрядную лампу, в которой поддерживается тлеющий разряд. Ее корпус состоит из стеклянной колбы, которая заполняется инертным газом. В качестве него может применяться неон или гелий-водород. В колбе размещено два электрода чаще всего биметаллических. Один электрод закреплен, а второй установлен подвижно. Может применяться два подвижных электрода, что повышает надежность и быстродействие системы. В случае снижения эффективности изгиба одного электрода, это компенсирует второй.

При подаче напряжения на стартер происходит тлеющий разряд. Он поддерживается незначительным током в пределах 20-50 мА. Тлеющий разряд поднимает температуру внутри колбы, от чего происходит разогрев подвижного биметаллического электрода, в результате чего он изгибается и прикасается ко второму. При замыкании цепи разряд переходит на соединительный дроссель и в последующем на саму лампу, вызывая ее подогрев. В это время ток заряда в самом стартере прекращается, поэтому его электроды охлаждаются и разгибаются. В результате в электрической цепи создается импульс высокого напряжения, который передается на дроссель и зажигает люминесцентную лампу, провоцируя ее стойкое белое свечение.

Цель стартера заключается в подогреве лампы, поскольку в противном случае она просто не зажжется при подаче напряжения. Подобный эффект можно наблюдать пытаясь включить низкокачественную люминесцентную лампочку на морозе. Если в тепле она работает безотказно, то в холоде не светит.

Для обеспечения продолжительного ресурса эксплуатации пускателя требуется наличие конденсатора. Его задача заключается в сглаживании экстра токов, благодаря чему осуществляется размыкание электродов прибора. Без наличия конденсатора электроды просто спаяются между собой. Конденсатор имеет емкость от 0,003 до 0,1 мкФ. Зачастую в конструкции люминесцентных ламп, особенно с патроном Е27, предусматривается подключение двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью каждого по 0,01 мкФ. Это необходимо для компенсации создания радиопомех, которые обычно наблюдаются при работе ламп дневного света.

Специфика работы стартера требует соблюдение определенного напряжения. В случае его падения до уровня 80% лампочка не загорится, поскольку пускатель не сможет правильно ее прогреть. Дело в том, что напряжение зажигания самого стартера должно быть ниже, чем напряжение в сети, к которой он подключен. При этом рабочее напряжение вызывающее свечение самой люминесцентной лампы должно быть ниже, чем у пускателя.

Срок службы стартера и признаки его скорого выхода из строя

Стартеры для ламп выходят из строя чаще, чем непосредственно сама лампочка. По мере применения пускового устройства напряжение образующее тлеющий разряд снижается. Как следствие может наблюдаться замыкание между электродами стартера даже при работе лампы, когда она уже издает свет. Как следствие лампочка гасится и снова зажигается, что человеческим глазом воспринимается как мерцание. Симптомом начала таких проблем является легкое мигание при длительной работе, или вначале до набора максимального свечения.

В это время внутри стартера электроды то присоединяются, то разъединяются. Как только контакт между ними прекращается лампа горит. Подобные блики не только мешают, но и опасны для других элементов лампы, в первую очередь наблюдается перегрев дросселя. Может выйти из строя и сама колба.

Люминесцентные лампочки предлагаются в различных форматах. Лампы, применяемые в обыкновенных люстрах и светильниках, сделаны под цоколь Е14 и Е27. В этом случае стартер прячется прямо в корпусе лампочки, поэтому как только он выходит из строя, то меняется весь механизм. Для вытянутых ламп, устанавливаемых в потолочные светильники, применяются отдельные пусковые устройства. Такие стартеры для ламп нужно своевременно менять, чтобы предотвратить выход из строя всей осветительной системы.

Фактический ресурс стартера позволяет осуществлять не менее 6000 включений. Это довольно много, ведь даже пользуясь светом дважды в день, ресурс израсходуется только через 8 лет. Конечно, свет может включаться и отключаться гораздо чаще, поэтому стартеры для ламп на практике служат намного меньше.

Стартеры для ламп являются довольно специфической конструкцией, главный недостаток которой в низкой надежности. Зачастую устройство отказывает, в результате чего возникает фальстарт в виде несколько вспышек света при нажатии на включатель. Как следствие после короткого мерцания полноценное свечение так и не происходит. Любые неполадки пускателя негативно сказываются на ресурсе самой лампочки. Проблемы с запуском снижают и коэффициент полезного действия осветительного оборудования, увеличивая потребление энергии, что сопровождается малым количеством выделяемого света.

По мере эксплуатации рабочее напряжение стартера снижается, в то время как у самой лампы повышается. Такая несовместимость провоцирует возникновение тлеющего разряда даже в том случае, если лампочка уже светит, что тоже провоцирует мигание. Со временем стартер может терять в уровне эффективности разогрева лампы. В результате нажимая на выключатель, свет просто не зажигается. Чтобы все заработало, приходится по несколько раз жать на клавишу. При каждом срабатывании лампа понемногу прогревается, пока не достигнет достаточной температуры для свечения. При этом создается впечатление, что вся проблема в самом выключателе, а точнее его контактами. По этой причине осуществляется сильное надавливание на его клавишу.

Критерии выбора
Выбирая стартер под определенный тип ламп, требуется в первую очередь обращать внимание на следующие показатели:
  • Ток зажигания.
  • Напряжение.
  • Уровень мощности.
  • Тип применяемого конденсатора.

Что касается тока зажигания, он должен быть выше рабочего напряжение лампы, но не ниже напряжения в сети питания. Только при соблюдении таких условий освещение будет работать корректно.

Базисное напряжение может составлять 127 или 220В. При включении в одноламповую схему применяется устройство на 220В. Для двухламповых систем используются стартеры на 127В.

Одним из самых важных критериев выбора стартера является уровень его мощности. Он измеряется в ваттах (Вт) и прописывается на боковой части корпуса стартера. В отдельных случаях мощность может изображаться на торцевой части стартера выдавленной в пластике. Подавляющее большинство представленных в продаже пускателей производятся с мощностью 60, 90 и 120 Вт. Также бывают стартеры для ламп с диапазоном мощности 4-22 Вт, 4-65 Вт и так далее.

В некоторых странах, в том числе и России, для обозначения параметров стартера применяется маркировка. На поверхность корпуса устройства наносится буквенно-цифровая надпись ХХ-С-ХХХ. Сначала идут две цифры, которые указывают на мощность устройства. Потом указывается буква «С», обозначающая что применяемый прибор это стартер. Дело в том, что при незнании пускатель можно спутать с конденсатором или другими устройствами, поэтому присутствие в маркировке «С» позволяет избежать подобных ошибок. Сразу после буквы идет трехзначное число, которое указывает на напряжение, применяемое для работы. Это может быть 127 или 220В.

Многие производители, поставляющие свою продукцию на рынки всего мира, применяют свою собственную фирменную маркировку. В этом случае для удобства потребителей помимо собственного буквенно-цифрового обозначения применяется и стандартная расшифровка с указанием параметров мощности и напряжения. Далеко не все бренды указывают на корпусе устройства для скольких лампочек оно может поменяться. При отсутствии нужной информации ее нужно искать в инструкции.

Процесс замены пускателя

Рекомендуется менять стартеры для ламп вместе с самими лампами. В этом случае новые устройства не выйдут из строя в неподходящий момент, из-за износа старых элементов в схеме подключения.

Замену нужно осуществлять не только при полном перегорании лампы, но и в случае:
  • Мерцания.
  • Длительной задержки при включении.
  • Сильного шума при работе.
  • Существенного падения яркости.
  • Самовольного отключения на продолжительный срок с последующим включением.

В случае с люминесцентными лампами в формате цоколя Е14 и Е27 прибор просто выкручивается, а на его место ставится новая лампочка. Длинные лампы потолочного типа меняются по другой схеме. Колба лампочки поворачивается по своей осина на 45 градусов в направлении часовой стрелки. В результате ее электроды сдвигаются до выходного шлица. После этого лампа вытягивается. Стартер скрыт за отражающей крышкой светильника, поэтому ее нужно также демонтировать. Она может крепиться защелками или винтами. После извлечения крышки можно увидеть закрепленный в посадочном гнезде стартер. Он просто поворачивается против часовой стрелки до характерного щелчка и вытягивается как вилка из розетки. На его место ставится новый стартер.

Зачем нужен стартер для люминесцентных ламп

Что такое стартер

Газоразрядные лампы давно вошли в повседневную жизнь. Они применяются для освещения жилых и производственных помещений и дают устойчивое освещение. Оно достаточно стабильно, когда нет никакой деградации элементов в схеме.

В типичную схему входят осветительный прибор, катушка индуктивности и устройство запуска. Дроссель – обычная катушка индуктивности, также участвует в запуске. Но основное назначение – защита. Катушка ограничивает напряжение при скачке. Она — самый долговечный элемент схемы.

Стартер нужен только для пуска схемы на газоразрядных лампах. Далее он не принимает участия в работе светильника.

Люминесцентная лампа (Она же газоразрядная или дневного света) является герметичной колбой. В ней расположены с разных сторон электроды. Внутренняя ее часть покрыта люминофором – веществом, которое светится при эмиссии электронов. Трубка содержит пары ртути.

Стандарт дает светильнику 10 секунд на включение с момента подачи напряжения.

Устройство стартера для лл (люминесцентной лампы)

Пусковое устройство – необходимый элемент схемы освещения на этом типе источника света. Это второй по важности элемент осветителя.

Классический стартер – вещь чувствительная к условиям эксплуатации, это самый недолговечный компонент системы. При его выходе из строя, осветительная система не может быть запущена.

Схема подключения стартера

Читайте также:  Чем закрасить скол на ванне железной?

При рассмотрении схемы становятся понятны функции, выполняемые стартером.

  • Включается в момент подачи напряжения питания,
  • В момент старта прогреваются катоды, так как без их прогрева эмиссия электронов не возможна.
  • Размыкает цепь после прогрева.

Схема биметаллического стартера всегда одна и та же. Существуют различные варианты исполнения.

Внешний вид стартера

Корпус зачастую изготавлен из пластика, контакты размещаются на пластине из текстолита (может использоваться и другой диэлектрический материал). Некоторые изготовители снабжают стартеры прозрачным смотровым окошком. Стартеры времен СССР имели корпуса из алюминия. Внутри всего два элемента: колба с биметаллическими контактами и конденсатор. Они включены параллельно. Конденсатор стартера требуется для сглаживания высоких токов, гасит дуговой разряд между электродами, также необходим для размыкания электродов. Конденсатор снижает износ стартера. Если конденсатора нет, то электроды могут спаяться в момент дугового разряда между ними. Как долго после будет работать схема – непредсказуемо. Дроссель (катушка индуктивности) необходим для создания импульса.

В колбе находятся два электрода, сама она заполнена инертным газом. Обычно применяют неон, реже – водородно-гелиевая смесь. Электроды биметаллические, подвижные. Разработаны две конструкци: либо два подвижных контакта (симметричный), либо один (несимметричный). Первый более распространен. Он дешевле при производстве. Пускатели старого образца стабильно работали при разбросе питающего напряжения в пределах 20 процентов. При большем отклонении от номинала работа не гарантировалась. Новые такой проблемы не имеют.

Принцип работы стартера

Компоненты пускового устройства рассмотрены. Как он работает?

  1. Нет напряжения – электроды внутри колбы разомкнуты.
  2. Подается напряжение питания. Между электродами стартера появляется тлеющий разряд, токи небольшие (обычно не более 50 мА).
  3. Тлеющий разряд ведет к разогреву электродов. Под действием температуры происходит обратимая деформация электродов. Разряд завершается с замыканием этих биметаллических электродов.
  4. Цепь замкнулась, начинается прогрев электродов для начала эмиссии.
  5. Электроды внутри колбы стартера начинают остывать и возвращаются в исходное положение. Цепь разрывается.
  6. Все вышеперечисленное приводило к появлению импульса высокого напряжения, проходящего через дроссель. Свет зажигается, яркость достигает нормативной.
  7. По схеме стартер подключен параллельно лампе. На его контактах напряжение ниже номинального. Уже не возникает тлеющего разряда, биметаллические контакты внутри колбы не разогреты. Сработать он не может самопроизвольно. Необходимый ток уходит на обеспечение эмиссии между катодами, это необходимо для свечения.

Схема подключения

Мощность источника света должна коррелировать с параметрами остальных компонентов. Если они не совпадают, то возможно либо, что схема вообще не запуститься, либо при запуске запуска электроды разрушатся из-за перегрева.

Для подключения двух ламп не требуется дубляж схемы. Целесообразно сократить количество элементов. В этом случае высвобождается один из дросселей.

На второй схеме дополнительный газоразрядные лампы соединены последовательно, а стартеры включены в параллель. В остальном схемы идентичны. Различие будет в номинале дросселя. Он должен быть рассчитан на суммарную мощность ламп. Стартер должен соответствовать мощности лампы. Обычно, в схеме с двумя лампами, используют одинаковые мощности. Конденсатор желателен в параллели источнику переменного тока. Он предназначен для улучшения параметров питания. При мощностях ламп порядка 40 Ватт, обычно достаточно емкости от 2 до 10 мкФ. Напряжение конденсатора выбирается не ниже двукратного напряжения питания.

Виды стартеров, их основные параметры и маркировки.

Сейчас встречается новый вид стартера – электронный. Это уже новинка. Конструктивно они выглядят точно также и полностью совместимы с «классикой». Можно заменить даже не задумываясь. Внутри вместо конденсатора и герметичных биметаллических пластин — электронная схема. Она выполняет аналогичные действия по запуску газоразрядного лампы. Изменять схему не потребуется. Из недостатков можно назвать только цену, она будет раз в пять выше, чем на «классику».

  • Срок службы много больше.
  • При старении компонентов стартер не сработает, балластное устройство не перегреется.
  • Более широкий температурный диапазон.
  • Встроенная защита от перегрузки по току.
  • Исключаются полностью электромагнитные помехи при старте осветителя.
  • Фиксированного время прогрева электродов люминесцентной лампы, следовательно, повышается срок службы.
  • Лампа включается сразу без мерцания.

Сейчас есть и полностью готовые инженерные решения. Это так называемые ЭПРА – электронные пускорегулирующие аппараты.

Этот вид представляет собой металлический корпус, в котором размещена электронная схема, дополнительные элементы не потребуются. На вход приходит напряжение питания, выходы предназначены для подключения к электродам.

При необходимости легко выбрать устройство на требуемое количество ламп. Монтаж и схема существенно упрощаются. Применение ЭПРА существенно продлевает срок эксплуатации благодаря «теплому запуску». Отсутствие подвижных биметаллических контактов обеспечивает бесшумность старта. Свечение ламп будет ровным. ЭПРА обеспечивают стабилизацию параметров питания. Соответственно параметры электронного пускорегулирующего аппарата и ламп должны совпадать.

Такое решение сочетает достоинства электронных стартеров и простоту схемы подключения. Это полностью готовое решение. Одно устройство может применяют для нескольких ламп.

Из минусов – цена. Электронные компоненты дороже чем совокупная цена пускателя, конденсатора и дросселя. Что удобно, сама схема подключения как правило разрисована на самом устройстве, либо в инструкции. Также схемы всегда есть на сайтах заводов-изготовителей.

Маркировка однозначно идентифицирует стартер и прописана в ГОСТ Р МЭК 60155-99 «Стартеры тлеющего разряда для люминесцентных ламп».

Внешне стартера выглядят так:

Не горит светильник, проверка исправности стартера.

Так как все имеет конечный срок службы, то бывает, что светильник не загорается. Тогда возникает вопрос «Кто виноват?». Точно уже не дроссель, межвитковые замыкания – это единичные случаи. Лампа или стартер?

Обычно ремонт производится на модульном уровне. Производится замена на заведомо исправный элемент. Ремонт на уровне компонентов – нецелесообразен.

При отсутствии компонентов придется выявить неисправность. Желательно просмотреть всю проводку светильника, так как если он не работает, то не обязательно виновник стартер или сам осветительный прибор. Не исключен вариант и плохого контакте, например в колодках или разъемах.

Если Вы решились на самостоятельный ремонт, то обязательно соблюдайте правила техники безопасности! Осветители используют высокое напряжение в своей работе. Имеется риск получения электротравмы! Запрещается прикасаться к токоведущим частям схемы под напряжением.

Начинать надо с проверки напряжения в сети. При снижении более чем на 20 процентов не гарантируется устойчивая работа старых модификаций стартера для люминесцентных ламп.

Первоначально необходимо проверить проводку. При помощи тестера нужно замерить питающее напряжение. Предположим, что оно есть и в норме. Для очистки совести можно измерить еще и сопротивление обмотки дросселя, нет ли обрыва или межвиткового замыкания. Это очень редкий случай. Допустим, этот элемент рабочий. Остается либо лампа, либо стартер.

Для начала вскроем стартер, необходимо осмотреть его внутренности. Первым дело осматриваем целостность. Контакты в колбе не должны быть в спайке, визуально между ними должно быть расстояние. Конденсатор не должен иметь следов разрушения. Можно поступить иначе, соединить стартер с лампой накаливания мощностью от 40 до 60 Ватт (не более) и подать переменное напряжение 220 Вольт согласно схеме ниже.

Схема соединения лампы накаливания со стартером

Если нить накала не зажглась или горит постоянно, без кратковременных отключений, то такой стартер признается неработоспособным. Ремонтировать его экономически нецелесообразно, стоимость не велика. Если проверочная схема работает, то скорее всего неисправен осветительный прибор.

Его тоже можно проверить. Так как в какой-то момент у исправного пускателя происходит замыкание контактов, то газоразрядную лампу можно зажечь «вручную». Применяется механическая кнопка без фиксации вместо устройства запуска. При подаче питания на такую схему, при нажатии на кнопку, лампа дневного света должна зажечься, это будет говорить о неисправности стартера. Если этого не происходит, то придется заменить газоразрядную лампу. Случаи одновременного выхода из строя двух элементов достаточно редки.

Если применено электронное пускорегулирующее устройство, то стоит проверить сам осветительный прибор. Если новый работает и дает ровное свечение, то прежний подлежит замене.

Сделать ремонт пускорегулирующего устройства возможно. Они обычно ремонтопригодны. Но это уже потребует знаний электроники. Необходима будет измерительная аппаратура. Без необходимой квалификации такой ремонт невозможен.

Как работают стартеры люминесцентных ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно.

Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания.

В некоторых конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует. Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод неподвижный, а второй подвижный, изготовлен
из биметалла.

В настоящее время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у которых оба электрода изготовляются из биметалла. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с несимметричной.

Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким образом, чтобы оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.

Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер.

При включении схемы на на­пряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА). Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится.

Через дроссель и последовательно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, выбираемым таким образом, что­бы ток предварительного подогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превышал номинальный ток лампы. Длительность предваритель­ного подогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми.

Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, называемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются. Так как дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе возникает большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.

Читайте также:  Скрипит кран однорычажного смесителя

После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.

Стартеры тлеющего заряда.

Возможность зажигания лампы зависит от длитель­ности предварительного подогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера. Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с. и, следовательно, приложенного к лампе напряжения может оказаться недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Поэтому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу же автоматически будет повторять описанный процесс до тех пор, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до 10 сек.

Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф. Этот конденсатор обыч­но размещается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: снижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор оказывает влияние на процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и увеличивает его длительность.

При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень быстро воз­растает, достигая нескольких тысяч вольт, но продолжи­тельность его действия очень небольшая. В этих усло­виях резко снижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает вероятность сваривания или, как говорят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электрической дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор способствует быстрому гашению дуги.

Принципиальная схема включения люминесцентной лампы.

Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного подавления радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой. Поэтому необходимо дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью не менее 0,008 мкф каждый, соединен­ных последовательно, и среднюю точку заземлить.
Одним из рекомендуемых способов снижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совершенно одинаковые части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник.

Каждая часть дросселя соединена последовательно с одним из катодов лампы. При включении такого дрос­селя с лампой оба ее катода работают в одинаковых условиях, что снижает уровень радиопомех. В настоящее время, как правило, выпускаемые промышленностью дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками.

В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т. е. они не будут одновременно достигать своих нулевых и максимальных значений. Как известно из теории переменного тока, в этом случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некоторый угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивления всей сети. Такие схемы называются отстающими.

В ряде случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы называются опережающими. Для выполнения этого условия последовательно с дросселем включается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтобы его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.

Устройство люминесцентной лампы.

В опережающем балласте в период зажигания лампы ток предварительного подогрева катодов имеет недостаточную величину. Для устранения этого явления необходимо на время зажигания лампы увеличить ток предварительного подогрева, что можно сделать, если частично компенсировать емкость индуктивностью. В цепь стартера включается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки.

При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка включается последовательно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а вместе с ней увеличивается ток предварительного подогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует. Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Поэтому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью не менее 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в этом случае роль помехоподавляющего конденсатора.

Один из недостатков рассмотренных схем – низкий коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6. Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на основе этих схем, относятся к группе так называемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для повышения низкого коэффициента мощности необходимо предусматривать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.

При невозможности или экономической неэффектив­ности применения групповой компенсации коэффициента мощности используют схемы, в которых дополнительно параллельно лампе включается конденсатор достаточной емкости, выбранный таким образом, чтобы коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9 . ПРА, изготовленный по этой схеме, называют компенсированным. Расчеты показывают, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.

Основной недостаток стартерных схем зажигания – их низкая надежность, которая обусловлена ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера также зависит от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети увеличивается время, необходимое для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообще не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет зажигаться. Значит, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы увеличивается.

Схема запуска сгоревшей люминисцентной лампы.

У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается увеличение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, наоборот, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда уменьшается. В результате этого возможно, что при горящей лампе стартер начнет срабатывать и лампа гаснет.

При размыкании электродов стартера лампа вновь загорается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мигание лампы, помимо вызываемого им неприятного зрительного ощущения, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы. Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При появлении миганий лампы необходимо заменить стартер на новый.

Стартеры имеют значительные разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень часто недостаточ­но для надежного предварительного подогрева катодов ламп. В результате стартер зажигает лампу после не­скольких промежуточных попыток, что увеличивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.

Общий недостаток всех одноламповых схем – невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока. Поэтому такие схемы можно применять в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в различные фазы трехфазной цепи. Необходимо стремиться к тому, чтобы освещенность в каждой точке создавалась не менее чем от двух-трех ламп, включенных в разные фазы сети.

Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе. Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа – ПРА.

Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из двух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй – опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во внешней цепи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95.

Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для двух и одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Устройство и принцип работы стартера для люминесцентных ламп

Стартер, предназначенный для люминесцентных ламп, представляет собой пусковое устройство. Без него срок службы таких источников света значительно сократится. Также этот элемент при подаче тока первым начинает работу, его задачи: замыкание/размыкание цепи, а также обеспечение нагрева катода лампы.

Устройство и область применения

Конструкция стартера (код по ОКПД 31.50.42.190) довольно проста: компактная колба (баллон), изготовленная из стекла и заполненная инертным газом (чаще это неон); металлический или пластиковый корпус; два электрода (один из которых биметаллический).

По сути, данный элемент представляет собой лампу тлеющего разряда. Для нормальной работы люминесцентных ламп необходимо выбрать еще и пускорегулирующий аппарат. Схема, по которой предусматривается электронный тип балласта (ЭПРА), обычно не включает в себя стартер.

Схема люменесцентного светильника

Соответственно, основное направление применения данного элемента по коду ОКПД 31.50.42.190 – обеспечение приемлемых условий работы газоразрядных ламп с ЭмПРА. Задействуют пусковое устройство как при одиночном, так и при последовательном подключении. При этом допускается использовать в качестве источника питания сети 220/240 В и 110/130 В.

Описание принципа работы

Стартер, используемый для зажигания люминесцентных ламп, характеризуется более низким напряжением, чем в электросети. При этом напряжение пускового устройства превышает аналогичный рабочий параметр источника света. Когда говорится, что стартер газоразрядных ламп вводится в работу первым, имеется в виду, что при подключении к сети питания все напряжение прикладывается именно к данному элементу, в частности, к его электродам.

Читайте также:  Для чего нужен реостат в электрической цепи

Результатом данного процесса является тлеющий разряд, посредством его тока осуществляется прогрев электрода пускового устройства, а именно, с биметаллической пластиной. Это приводит к его изгибанию, что, в свою очередь, обеспечивает замыкание цепи. Затем ток проходит дальше: через дроссель и люминесцентную лампу. Схема предполагает последовательное соединение двух названных элементов, а стартер подключен параллельно к источнику света.

Далее, описывается принцип работы люминесцентных ламп: катод под действием проходящего по цепи тока прогревается, продолжительность этого процесса определяется тем, как долго электроды пускового устройства будут находиться в замкнутом положении; зажигание источника света выполняется под воздействием дросселя, в котором на момент размыкания контактов стартера возник высоковольтный импульс.

Классификация пускового устройства осуществляется на основании различий в уровнях мощности ламп:

  • от 4 до 22 Вт; от 4 до 65 Вт; от 4 до 80 Вт;
  • 18-22 Вт, 18-65 Вт;
  • 30-65 Вт;
  • 70-125 Вт;
  • от 80 до 140 Вт.

Тип используемого стартера определяется мощностью люминесцентных ламп и особенностями схемы. Существует большое количество разнотипных пусковых устройств. Например, исполнение SТ 111 (маркировка 220V 4-80W) применяется в схеме, которая предполагает использование ламп мощностью 4-80 Вт и напряжением 220 В. А вариант ST151 применяется при подключении к сети 110/127 В (маркировка 127V 4-22W).

Зажигание пускового аппарата

Процесс испускания свечения начинается при условии, что катод источника света подогрет до нужного состояния. Кроме того, важно, чтобы уровень приложенного к катоду тока при возвратном движении биметаллической пластины стартера был высоким, так как, в противном случае, в дросселе не возникнет высоковольтный импульс достаточной интенсивности. Если эти условия не выполнены, светильник не включится.

Принцип работы газоразрядных ламп предполагает автоматическое повторение начального этапа процесса включения (момент размыкания электродов стартера). Происходит это до того момента, пока светильник не начнет работать. Конечно, многочисленные попытки зажечь лампу сказываются на продолжительности ее работы.

Это одна из причин, объясняющих, почему электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) значительно превосходит электромагнитный аналог.

Целесообразность использования конденсатора

Схема предполагает необходимость последовательного соединения дросселя и лампы, а стартер подключается к источнику света параллельно. Дополнительно к тому, пусковое устройство параллельно соединено с конденсатором.

Схема подключения газоразрядных лампочек:

На рисунке стартер обозначен как Ст, рассматриваемый конденсатор – С1, лампа – Л, дроссель – Д. Данный вариант не подходит для ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат). Задача конденсатора С1 заключается в снижении уровня помех в процессе замыкания/размыкания контактов пускового элемента.

Схема устройства стартера

Строение данного прибора несложное:

На рисунке показана схема работы стартеров. Основные элементы: 1 – контакты, 2 – неподвижный электрод, 3 – стеклянная колба, 4 – подвижный электрод с биметаллической пластиной, 5 – цоколь неоновой лампы.

Как долго служит стартер?

В теории считается, что продолжительность работы стартеров эквивалентна сроку функционирования лампы. Со временем интенсивность напряжения тлеющего разряда внутри неоновой колбы заметно снижается.

Нередко при этом электроды пускового устройства замыкаются, когда лампа находится во включенном состоянии. Это еще одна причина, объясняющая, почему электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) лучше, чем ЭмПРА.

Обзор производителей

Многие известные марки, под которыми выпускается разнотипная светотехническая продукция (светильник, лампа и прочее), занимаются производством и стартеров (код по ОКПД 31.50.42.190).

Импортных комплектующих — лампы, дросселя, стартера и конденсатора

Одни из наиболее надежных производителей: Philips, Osram, Sylvania, General Electric. Их стоимость несколько выше, но зато светильник с газоразрядным осветительным элементом будут функционировать более эффективно.

Таким образом, если планируется подключение люминесцентного источника света посредством ЭмПРА, а не ЭПРА, тогда нужно подобрать пусковое устройство хорошего качества, так как от этого будет зависеть продолжительность работы лампы.

Схема подключения предусматривает также установку конденсатора, посредством которого частично сглаживаются возникающие во время функционирования помехи. Если со временем отмечаются некоторые проблемы при эксплуатации светильника с газоразрядной лампочкой, стартер необходимо сразу заменить, так как несвоевременное замыкание и размыкание контактов приближает окончание службы осветительного элемента.

Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах?

Стартер для люминесцентных ламп является одним из основных элементов лампочек дневного света. Зачем он нужен? Замыкание и размыкание электрической цепи – вот основная его функция. Кроме него в состав лампы входит дроссель, являющийся одновременно трансформатором и стабилизатором. Он нужен для ограничения тока в светильнике и защищает оборудование от перегрева и скачков напряжения.

Принцип работы стартера

Стартер является малогабаритной газоразрядной лампой, работа которой основана на принципе тлеющего разряда. Устройство стартера представляет собой стеклянную колбу с двумя электродами, заполненную неоном или гелием. Для защиты колба помещена в корпус из металла или прочного пластика. Электроды изготавливаются из биметаллических пластин. У разных производителей их конструкция может отличаться.

Для сглаживания момента замыкания и размыкания контактов в цепи дополнительно устанавливают конденсатор. Одновременно он является дугогасительным устройством. Возникающая в момент включения дуга может привести к свариванию контактов. Это может стать причиной преждевременного выхода из строя и существенно снизить срок эксплуатации.

Зная, для чего нужен стартер, легко разобраться в принципе его работы.

В начальный момент электроды имеют разомкнутое состояние. При подключении к сети в устройстве возникает разряд, величина тока которого лежит в диапазоне от 20 до 50 мА. Он разогревает биметаллические электроды, вследствие нагрева происходит изгиб электродов стартера, после чего электрическая цепь замыкается. При перемещении электрического тока по замкнутой цепи происходит разогрев дросселя и катодов люминесцентной лампы.

При отсутствии тлеющего разряда электроды из биметалла остывают. Это ведет к их разгибанию, разрыву электрической цепи и возникновению импульса высокого напряжения. Под его воздействием дроссель зажигает лампу. С увеличением свечения лампы все напряжение сети приходится на нее, поскольку стартер подключен параллельно лампе, недостаток напряжения питания оставляет электроды в разомкнутом положении.

  • тепловые;
  • тлеющего ряда (содержащие биметаллические электроды с упрощенной схемой) ;
  • полупроводниковые.

Напряжение стартера необходимо выбирать выше, чем в лампах, и ниже напряжения сети.

Срок службы, ремонт и замена

Длительная эксплуатация стартера вызывает снижение напряжения внутри него, что приводит к износу. Это отражается на работоспособности, лампа начинает мигать, а затем и вовсе прекращает запускаться. Это связано с тем, что при долгом использовании лампы уменьшается тлеющий заряд. Если появились признаки неисправности в виде моргающей лампочки, необходимо заменить неисправный элемент с целью предотвращения выхода из строя всего оборудования.

Кроме моргания может произойти износ дросселя от перегрева контактов и поломка люминесцентной лампы. Чтобы часто не менять непригодные для работы устройства, нужно приобретать качественные стартеры, хорошо зарекомендовавшие себя на рынке светотехники. Установка стабилизаторов напряжения также дает положительный эффект для повышения срока службы ламп.

Замена стартера делается следующим образом:

  • отключить лампу;
  • снять плафон;
  • выкрутить против часовой стрелки неисправную деталь;
  • новый стартер вставить в паз и повернуть по часовой стрелке до упора.

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector