Schematy włączania świetlówek ze statecznikami elektromagnetycznymi

dW celu utrzymania i ustabilizowania procesu rozładowania, szeregowo ze świetlówką, rezystancja statecznika w sieci prądu przemiennego zawarta jest w postaci zakrztusił się lub dławik i kondensator... Urządzenia te nazywane są statecznikami (statecznikami).

Napięcie sieciowe, przy którym lampa fluorescencyjna pracuje w stanie ustalonym, jest niewystarczające do zapłonu. W celu powstania wyładowania gazowego, czyli rozpadu przestrzeni gazowej, konieczne jest zwiększenie emisji elektronów poprzez wstępne podgrzanie lub zastosowanie impulsu o podwyższonym napięciu do elektrod. Oba są zapewnione przez rozrusznik połączony równolegle z lampą.

Schemat załączania świetlówki: a — ze statecznikiem indukcyjnym, b — ze statecznikiem indukcyjno-pojemnościowym.

Rozważ proces zapalania świetlówki.

Rozrusznik to miniaturowa lampa neonowa z wyładowaniem jarzeniowym z dwiema elektrodami bimetalicznymi, które są normalnie otwarte.

Po przyłożeniu napięcia do rozrusznika następuje wyładowanie i wyginające się elektrody bimetaliczne ulegają zwarciu.Po ich zwarciu prąd w obwodzie rozrusznika i elektrody, ograniczony jedynie rezystancją dławika, wzrasta do dwu- lub trzykrotnego prądu roboczego świetlówki, a elektrody świetlówki szybko się nagrzewają. W tym samym czasie bimetaliczne elektrody rozrusznika, stygnąc, otwierają jego obwód.

W momencie przerwania obwodu przez rozrusznik, w dławiku pojawia się impuls zwiększonego napięcia, w wyniku czego następuje wyładowanie w ośrodku gazowym świetlówki i jej zapłon. Po zapaleniu lampy napięcie w niej wynosi około połowy napięcia sieciowego. To napięcie będzie na rozruszniku, ale nie wystarczy go ponownie zamknąć. Dlatego, gdy lampa jest włączona, rozrusznik jest otwarty i nie uczestniczy w działaniu obwodu.

Obwód rozrusznika z jedną lampą do włączania świetlówki: L — świetlówka, D — dławik, St — rozrusznik, C1 — C3 — kondensatory.

Kondensator podłączony równolegle do rozrusznika i kondensatory na wejściu obwodu mają na celu zmniejszenie RFI. Kondensator podłączony równolegle do rozrusznika pomaga również wydłużyć żywotność rozrusznika oraz wpływa na proces zapłonu lamp, przyczyniając się do znacznego obniżenia impulsu napięcia w rozruszniku (z 8000 -12000 V do 600-1500 V), natomiast zwiększa energię impulsu (zwiększając czas jego trwania).

Wadą opisanego układu rozrusznika jest niski cos phi, który nie przekracza 0,5. Zwiększenie cos phi uzyskuje się albo przez włączenie kondensatora na wejściu, albo przez zastosowanie obwodu indukcyjno-pojemnościowego.W tym przypadku jednak cos phi 0,9 — 0,92 w wyniku obecności wyższych składowych harmonicznych w krzywej prądu, określonych przez specyfikę wyładowania gazowego i urządzenia sterującego.

W oprawach dwuświetlówkowych kompensację mocy biernej uzyskuje się poprzez załączenie jednej lampy ze statecznikiem indukcyjnym, a drugiej ze statecznikiem indukcyjno-pojemnościowym. W tym przypadku cos phi = 0,95. Ponadto taki obwód urządzenia sterującego pozwala w dużym stopniu wygładzić pulsacje strumienia świetlnego świetlówek.

Schemat włączania świetlówek z rozdzielonymi fazami

Najczęściej stosowanym do włączania lamp fluorescencyjnych o mocy 40 i 80 W jest dwulampowy impulsowy układ zapłonowy wykorzystujący urządzenia do kompensacji statecznika 2UBK-40/220 i 2UBK-80/220 działające zgodnie ze schematem „rozdzielonej fazy” . Są to kompletne urządzenia elektryczne z dławikami, kondensatorami i rezystorami rozładowczymi.

Szeregowo z jedną z lamp włącza się tylko rezystancja indukcyjna dławika, tworząc opóźnienie fazowe prądu od przyłożonego napięcia. W szereg z drugą lampą oprócz dławika podłączony jest również kondensator, którego rezystancja pojemnościowa jest w przybliżeniu 2 razy większa od rezystancji indukcyjnej dławika, co powoduje wyprzedzenie prądu, w wyniku czego sumaryczna współczynnik mocy zestawu wynosi około 0,9 -0,95.

Dodatkowo włączenie w szereg z dławikiem jednej z dwóch lamp specjalnie dobranego kondensatora zapewnia takie przesunięcie fazowe pomiędzy prądami pierwszej i drugiej lampy, że głębokość oscylacji całkowitego strumienia świetlnego obu lamp będzie ulec znacznemu zmniejszeniu.

Aby zwiększyć prąd do ogrzewania elektrod, cewka kompensacyjna jest połączona szeregowo ze zbiornikiem, który jest wyłączany przez rozrusznik.

Schemat połączeń do włączania rozrusznika dwulampowego 2UBK: L — lampa fluorescencyjna, St — rozrusznik, C — kondensator, r — rezystancja rozładowania. Linią przerywaną pokazano przypadek PRA 2UBK.

Schematy bez rozrusznika do włączania świetlówek

Wady układów przełączania rozruszników (znaczny hałas generowany przez stateczniki podczas pracy, łatwopalność w trybach awaryjnych itp.), a także niska jakość produkowanych rozruszników spowodowały ciągłe poszukiwanie opłacalnych ekonomicznie, racjonalnych stateczników, których nie można uruchomić do zastosowania głównie w instalacjach, gdzie są dość proste i tanie.

Aby zapewnić niezawodne działanie obwodów bezgwiazdowych, zaleca się stosowanie lamp z paskiem przewodzącym przymocowanym do żarówki.

Najczęściej spotykane są układy transformatorowe szybkiego rozruchu do lamp fluorescencyjnych, w których dławik pełni rolę rezystancji statecznika, a katody są podgrzewane przez transformator żarowy lub autotransformator.

Obwody bezgwiazdowe z jedną i dwiema lampami do załączania świetlówek: L - świetlówka, D - dławik, NT - transformator żarowy

Obecnie obliczenia wykazały, że początkowe schematy oświetlenia wewnętrznego są bardziej ekonomiczne i dlatego są szeroko rozpowszechnione. W obwodach rozruchowych straty energii wynoszą około 20 - 25%, w nierozrusznikach - 35%

Ostatnio schematy włączania świetlówek ze statecznikami elektromagnetycznymi są stopniowo zastępowane schematami z bardziej funkcjonalnymi i ekonomicznymi statecznikami elektronicznymi (ECG).

Przy obliczaniu sieci oświetleniowych ze świetlówkami należy pamiętać, że nawet przy skompensowanych obwodach bez stateczników nie można całkowicie wyeliminować przesunięcia fazowego. Dlatego przy określaniu szacowanego prądu sieci z lampami fluorescencyjnymi należy przyjąć cosinus phi = 0,9 dla obwodów z kompensacją mocy biernej i cosinus phi = 0,5 w przypadku braku kondensatorów w obwodach. Ponadto konieczne jest uwzględnienie strat mocy w urządzeniu sterującym.

Przy doborze przekrojów dla sieci czteroprzewodowych ze świetlówkami należy wziąć pod uwagę niektóre cechy takich sieci. Faktem jest, że nieliniowość charakterystyk prądowo-napięciowych lamp fluorescencyjnych, a także obecność cewki indukcyjnej ze stalowym rdzeniem i kondensatorami w ich przeznaczeniu, prowadzą do niesinusoidalnej krzywej prądu, a w rezultacie pojawienie się wyższych harmonicznych, które znacznie zmieniają prąd przewodu neutralnego nawet przy równomiernym obciążeniu fazowym.

Prąd w przewodzie neutralnym może osiągać wartości zbliżone do prądu w przewodzie fazowym 85-87% Aze. Oznacza to konieczność doboru przekroju przewodu neutralnego w sieciach czteroprzewodowych z oświetleniem fluorescencyjnym równym przekrojowi przewodów fazowych, a przy układaniu przewodów w rurach należy przyjąć dopuszczalne obciążenie prądowe jak dla czterech przewody w jednej rurze.