Aukšto slėgio natrio lempų prijungimo schema. Elektroninis balastas dujų išlydžio lempoms drl, dnat. HPS lempų privalumai ir trūkumai

Prieš keliolika metų natrio lempos buvo naudojamos keliams ir gatvėms apšviesti beveik visur. Atsiradus LED šviesos šaltiniams, jie pradėti naudoti kiek rečiau, tačiau nepaisant to, HPS lempos neskuba užleisti savo pozicijų. Kokios tai lempos ir kodėl jos dešimtmečius pirmauja tarp gatvių šviestuvų? Šiandien pabandysime išsiaiškinti.

Kas yra HPS ir tokių lempų tipai

HPS lempos yra viena iš aukšto slėgio natrio lempų veislių - HPS Lamp - High-Pressure Sodium Lamp. DNAT yra akronimas, reiškiantis „Arc Sodium Tubular“. Yra dar keletas tokio tipo įrenginių variantų: DNaMT, DnaZ ir DNaS. Pažiūrėkime, kokia jų struktūra ir kuo jie skiriasi vienas nuo kito.

Natrio lempos dizainas

Struktūriškai prietaisas yra kolba, pagaminta iš specialaus stiklo, pagaminto iš aliuminio oksido Al 2 O 3. Eksploatacijos metu kolba įkaista iki 1200 laipsnių Celsijaus. Toks stiklas ne tik atlaiko aukštą temperatūrą, bet ir geba atlaikyti ardomąjį natrio garų poveikį.

Du elektrodai yra lituojami į kolbos kraštus, kurie vadinami degikliu. Jis pats užpildytas buferinių (inertinių) dujų mišiniu, pridedant natrio amalgamos: natrio ir gyvsidabrio lydinio. Be to, į buferines dujas įmaišomas ksenonas, kuris užtikrina lengvesnį lemputės įjungimą. Degiklis savo ruožtu dedamas į kitą išorinę kolbą, pagamintą iš įprasto karščiui atsparaus stiklo. Paprastai tai yra ugniai atsparus borosilikatinis stiklas. Kolboje sukuriamas gilus vakuumas, o joje yra vienokio ar kitokio tipo pagrindas, skirtas prijungti prie maitinimo šaltinio.

Dėl vakuumo išorinė kolba atlieka termoso vaidmenį, užtikrindama normalų natrio degiklio paleidimą ir veikimą esant žemai aplinkos temperatūrai. Kartu tai sumažina šilumos nuostolius, padidina prietaiso efektyvumą ir tarnavimo laiką.

HPS lempos dizainas

Dažniausiai HPS lemputėse montuojamas pagrindas yra Edison sriegiuotas pagrindas. Mažos galios įrenginiams naudojamas E27, didelės galios šviestuvams - E40. Nepaisant to, yra lempučių su kitokio tipo pagrindais, taip pat ir dvipadžiais.

DNAT su E40 pagrindu (kairėje) ir dvigubo pagrindo sofito versija

Kartais vienoje išorinėje kolboje įrengiami du degikliai. Tai padidina įrenginio galią, ženkliai nepadidindama jo matmenų, taip pat šiek tiek padidina įrenginio efektyvumą ir tarnavimo laiką dėl mažesnių šilumos nuostolių.

Eksperto nuomonė

Aleksejus Bartošas

Teisybės dėlei verta paminėti žemo slėgio natrio lempų egzistavimą. Tokių prietaisų degiklių konstrukcija primena gerai žinomas fluorescencinių lempučių kolbas. Jų elektrodai yra spiraliniai, o prietaisas paleidžiamas juos kaitinant.

Kaip minėjau aukščiau, be HPS, yra keletas kitų tipų natrio apšvietimo įtaisų:

• DnaZ - su veidrodiniu reflektoriumi, užpuršktu ant išorinės kolbos dalies, nukreipiant degiklio šviesą į tam tikrą sektorių;

• DNaS – šviesos sklaida. Šiame įrenginyje šviesos difuzoriaus vaidmenį atlieka specialus pigmentas, užteptas ant išorinės lemputės vidinio paviršiaus. DNAS lempų spektras panašus į dienos šviesą;

• DNAMT – su matine kolba. Tiesą sakant, tai yra DNAS analogas, kuris šiuo metu nebegaminamas. Sukurtas tiesioginiam DRL lempų pakeitimui, nepabloginant apšvietimo kokybės.

Veikimo principas

Kai degiklio elektrodams tiekiama maitinimo įtampa ir tuo pačiu aukštos įtampos impulsas, kolboje atsiranda švytėjimo iškrova, kuri pradeda kaitinti natrio amalgamą. Kai amalgama įkaista, ji virsta garų būsena, kolboje esančio dujų tarpo varža mažėja, o išlydis pamažu virsta lanku – lempa užsidega.

Įprastas DNAT kaitinimo laikas yra 10–15 minučių. Šiuo atveju paties degiklio temperatūra siekia 1200, o išorinės kolbos – 250-300 laipsnių Celsijaus. Kad išlydis nevirstų nekontroliuojamu lanku, nuosekliai su lempa įjungiamas balastas. Veikiami elektros lanko, natrio garai pradeda skleisti matomą šviesą geltonai oranžiniame spektre (natrio rezonanso spektre). Šiuo atveju įrenginio šviesos srautas yra 150–200 lm/W, priklausomai nuo įrenginio galios ir tipo.

Kaip paleisti HPS lempą

Kaip tinkamai prijungti HPS natrio lempą prie tinklo? Kaip matyti iš to, kas išdėstyta aukščiau, nepakanka tiekti prietaisą maitinimo įtampa: šaltas degiklis turi didelę varžą ir tiesiog neįsijungia. Pradiniam aukštos įtampos impulsui sukurti naudojamas specialus blokas - impulsinio uždegimo įtaisas (IZU).

Įjungus lemputę, srovė per ją turi būti apribota. Būtent tai daro balastas: elektromagnetinis arba elektroninis. Pirmasis (EMPRA – elektromagnetinis balastas) yra droselis – ritė su atvira magnetine grandine. Antrasis (elektroninis balastas - elektroninis balastas) yra elektroninė grandinė - srovės ribotuvas.

Droselis nuosekliai sujungtas su lempute, IZU – lygiagrečiai. Yra 2 tipų IZU - dviejų kontaktų ir trijų kontaktų. Pirmąjį yra lengviau prijungti ir jis kainuoja pigiau, o antrasis leidžia tinkamai veikti. Naudojant trijų gnybtų IZU, paleidimo metu aukštos įtampos išlydis tiekiamas tik į lempą, o ne į lempą + balastą, kaip yra dviejų gnybtų įtaiso atveju. Apšvietimo įrenginio prijungimo schema naudojant abiejų tipų IZU parodyta žemiau.

HPS lempos sujungimo schemos naudojant dviejų ir trijų gnybtų IZU

Atkreipkite dėmesį, kad diagramos rodo nulį ir fazę. Balastas visada yra prijungtas prie fazinio laido pertraukos. IZU taip pat turi atitinkamus simbolius, nepamirškite jų laikytis.

Dabar apie kondensatorių C, kuris diagramoje pažymėtas taškiniu brūkšneliu. Tai nėra privaloma, bet nepakenktų jį įtraukti. Šis kondensatorius skirtas kompensuoti reaktyviąją galią ir šiek tiek padidinti grandinės efektyvumą. Kondensatorius turi būti nepoliarinio popieriaus ir skirtas ne žemesnei kaip 400 V įtampai. Jo elektrinė talpa priklauso nuo apšvietimo įrenginio galios. 250 W HPS pakanka 35 μF, o 400 W AG galią reikia padidinti iki 45 μF.

Eksperto nuomonė

Aleksejus Bartošas

Elektros įrangos ir pramoninės elektronikos remonto ir priežiūros specialistas.

Kad lempa veiktų kokybiškai ir ilgai, balasto galia turi atitikti lempos galią. Taisyklė „kuo daugiau, tuo patikimiau“ čia neveikia! IZU parenkamas taip, kad apšvietimo įtaiso galia patektų į jo (IZU) korpuse nurodytą diapazoną.

Ir dar vienas patarimas. HPS lemputę montuokite tik mūvėdami medvilnines pirštines arba naudodami švarų skudurėlį. Faktas yra tas, kad prietaiso lemputė įkaista iki 300 laipsnių. Pirštų atspaudai, kuriuos paliksite ant kolbos, sudegs ir susidarys anglies nuosėdų sluoksnis, kuris gerai praleidžia šilumą. Dėl to įvyks vietinis perkaitimas ir stiklas sprogs. Jei jūs ar kas nors kitas jau „pačiupo“ lemputę, nuvalykite ją servetėle, suvilgyta alkoholiu.

Šalinimo sąlygos

HPS lempos degiklyje yra ksenono ir natrio bei gyvsidabrio lydinio, todėl prietaiso negalima išmesti kartu su buitinėmis atliekomis! Perdegusias lemputes reikia pristatyti į specializuotus surinkimo punktus. Be to, degiklio ir kolbos medžiagos, nors ir atrodo kaip paprastas stiklas, turi visiškai skirtingą cheminę sudėtį. Apdorojus paprastu stiklu, kvarcas ir aliuminio oksidas tiesiog sugadins visą lydalą.

Pagal galiojančius teisės aktus (Rusijos Federacijos Vyriausybės 2011-06-05 nutarimas Nr. 354) atsakomybė už perdegusių taupiųjų lempų surinkimą taip pat priskirta valdymo įmonėms, namų savininkų bendrijoms, būsto kooperatyvams, t. y. organizacijoms, kurios prižiūri būsto fondą. Be to, jei komunalinių paslaugų darbuotojai nevykdo savo pareigų, jiems gresia šimto tūkstančių ar daugiau rublių bauda.

Techninės charakteristikos ir palyginimas su analogais

Jau sakiau, kad HPS lemputės atkakliai laikėsi savo pozicijas ir vis dar plačiai naudojamos, nepaisant naujų tipų apšvietimo šaltinių atsiradimo. Kodėl jie sulaukė tokio populiarumo? Palyginkime pagrindines jų charakteristikas su LED ir gyvsidabrio lanko DRL lempomis, kurias tikriausiai matėte gatvių šviestuvuose.

Pagrindinės apšvietimo įrenginių DNAT, DRL ir LED analogų charakteristikos

Iš plokštelės aiškiai matyti, kad 150 W suvartojanti natrio lemputė suteikia tokią pat galią kaip 250 W DRL. Vienintelis rimtas natrio lempos konkurentas efektyvumo požiūriu yra LED lempa.

Eksperto nuomonė

Aleksejus Bartošas

Elektros įrangos ir pramoninės elektronikos remonto ir priežiūros specialistas.

5 000 lm LED lempa gali konkuruoti su 13 000 lm DRL, nes šviesos diodai sukuria kryptinį šviesos srautą, kuris užtikrina reikiamą apšvietimą priešais įrenginį. Būtent to reikalaujama iš gatvės lempos. Tuo pačiu metu gyvsidabrio lempa šviečia visomis kryptimis.

Bet, pirma, galingi šviesos diodai kainuoja dešimtis kartų daugiau nei minėta lempa. Ir, antra, itin ryškių diodų technologija nėra tokia brandi, kaip HPS gamybos technologija, kuriai beveik šimtas metų.

Jei čia pridėtume didžiulį LED gaminių gamintojų skaičių, paaiškėtų, kad garantuotos kokybiškos puslaidininkinės įrangos paieška tampa labai problemiška. Kalbant apie didžiulį šviesos diodų patvarumą, esant tokiai didelei galiai, kristalai greitai suyra (praranda ryškumą). Tuo pačiu metu diodinio žibintuvėlio resursas dažnai tampa net mažesnis nei žibintuvėlio su HPS lempa resursas.

Taikymo sritis

Unikalus HPS lempučių šviesos spektras, pasirodo, idealiai tinka gatvėms ir greitkeliams apšviesti. Būtent dėl ​​savo spektro gatvių šviestuvai su HPS prieš dešimt metų buvo naudojami visame pasaulyje.

Geltonai oranžinė lemputė, turinti antiraso efektą, užtikrina gerą matomumą kelyje ir neakina vairuotojo. Atsižvelgiant į tai, kad natrio lempos yra ekonomiškiausios tarp dujų išlydžio įrenginių ir ypač kaitrinių lempučių, nieko keisto, kad beveik 100% kelių buvo apšviesti HPS lempomis.

Pastaraisiais metais HPS lempas iš dalies keičia LED lempos, tačiau gatvių apšvietime tai vyksta daug lėčiau ir nenoriai nei kasdieniame gyvenime.

Man patiko HPS lempų ir augalų emisijos spektras. Tai nustatė kitą natrio prietaisų taikymo sritį: augalų apšvietimui šiltnamiuose ir vietose, kur nėra pakankamai saulės šviesos. Tikriausiai esate matę šiltnamius, apšviečiamus švelnia geltonai oranžine šviesa – tai HPS lempos.

HPS lempų naudojimas šiltnamiuose augalams apšviesti

Privalumai ir trūkumai

Kaip ir visi kiti apšvietimo prietaisai, lempos su HPS lempomis turi savo privalumų ir trūkumų. Privalumai apima:

1. Didelis šviesos efektyvumas. Pagal šį parametrą HPS lempos užima pirmaujančią vietą tarp dujų išlydžio apšvietimo prietaisų, nors jos yra prastesnės už LED lempas.
2. Ilgas tarnavimo laikas. Vidutinis laikas tarp HPS lempų gedimų siekia 15 000 valandų. Galinga LED lempa su deklaruotu ryškumu veiks tiek pat arba šiek tiek daugiau.
3. Santykinai maža kaina. Lempos gamybos technologija nėra itin sudėtinga ir jau seniai derinama (HPS lempai beveik 100 metų!), o pačiame įrenginyje nėra brangių medžiagų. Šiuo atžvilgiu LED apšvietimo prietaisai katastrofiškai atsilieka nuo natrio – jie yra dešimtis kartų brangesni.
4. Anti-raso efektas. HPS lempų skleidžiamą geltonai oranžinį spektrą blogai sugeria vanduo. Net lyjant ir smarkaus rūko metu apšvietimo kokybė išlieka gana aukšta.

Tikriausiai matėte priekinius žibintus su geltonais stiklais ant automobilių – tai rūko žibintai. Jie naudoja tą patį principą, tačiau geltonai oranžinį spektrą sukuria ne lempa, o filtras.

Kalbant apie trūkumus, jie yra labai reikšmingi:

1. Trumpas. HPS lempa skleidžia šviesą siaurame geltonai oranžiniame spektre. Beveik visų objektų spalva šioje šviesoje yra labai iškraipyta. Būtent dėl ​​prastos šviesos kokybės natrio lempos visiškai netinkamos naudoti gyvenamosiose ir pramoninėse patalpose.
2. Didelis bangavimo faktorius. Naudojant elektromagnetinį balastą (droselį), HPS lempos šviesa pulsuoja dvigubai didesniu tinklo dažniu. Šiuo atveju pulsacijos koeficientas gali siekti 15-20%. Ilgą laiką veikiant tokia šviesa, žmogaus akys greitai pavargsta. Problema visiškai išspręsta naudojant elektroninius balastus, tačiau jų kaina dažnai yra didesnė nei pačios lempos kaina.
3. Aukšta darbinė temperatūra. Veikimo metu HPS lempos temperatūra siekia 300 laipsnių, o balastai (ypač droselis) įkaista iki 100 laipsnių. Tai ne tik gresia rimtais nudegimais netyčia palietus, bet ir reikalauja specialių priešgaisrinės saugos priemonių.
4. Sunku paleisti žemoje temperatūroje. Dėl savo dizaino ypatybių HPS lempas sunku įjungti esant žemai aplinkos temperatūrai. Ši problema iš dalies išspręsta naudojant išorinę kolbą su vakuumu, tačiau nepaisant to, esant dideliam šalčiui, lempa gali neįsijungti. Dėl šios priežasties tolimoje šiaurėje nerekomenduojama naudoti HPS lempų.
5. Ilgas užsidegimo laikas. Įjungus lempa vos šviečia ir tik pamažu įsiliepsnoja degikliui įšilus. HPS lempoms darbo režimui pasiekti reikia 10-15 minučių. Įkaitusi lemputė, kuri ką tik buvo išjungta, neįsijungs iš karto: pirmiausia lemputė turi atvėsti, o tada užsidegti ir vėl užsidegti.

Dirbtiniai apšvietimo šaltiniai, naudojantys gyvsidabrio garuose esančios dujinės terpės elektros išlydį šviesos bangoms gaminti, vadinami dujinės išlydžio gyvsidabrio lempomis.

Į balioną pumpuojamos dujos gali būti žemo, vidutinio arba aukšto slėgio. Žemas slėgis naudojamas lempų konstrukcijose:

linijinis liuminescencinis;

kompaktiškas energijos taupymas:

baktericidinis;

kvarcas.

Aukštas slėgis naudojamas lempose:

lankinis gyvsidabrio fosforas (MAF);

metalogeninis gyvsidabris su metalų halogenidų spinduliuojančiais priedais (RAI);

lankinis natrio vamzdelis (NAT);

lankinis natrio veidrodis (DNaZ).

Jie įrengiami tose vietose, kur reikia apšviesti didelius plotus su mažomis energijos sąnaudomis.

DRL lempa

Dizaino elementai

Lempos dizainas, naudojant keturis elektrodus, schematiškai parodytas paveikslėlyje.

Jo pagrindas, kaip ir įprastų modelių, naudojamas prijungimui prie kontaktų, kai įsukamas į lizdą. Stiklinė kolba hermetiškai apsaugo visus vidinius elementus nuo išorinių poveikių. Jame yra azoto ir yra:

kvarco degiklis;

elektros laidininkai iš pagrindo kontaktų;

du srovę ribojantys rezistoriai, įmontuoti į papildomų elektrodų grandinę

fosforo sluoksnis.

Degiklis pagamintas iš sandaraus vamzdžio, pagaminto iš kvarcinio stiklo, užpildyto argonu, pavidalu, į kurį dedama:

dvi poros elektrodų - pagrindinių ir papildomų, esančių priešinguose kolbos galuose;

mažas gyvsidabrio lašas.

DRL šviesos šaltinis yra elektros lanko išlydis argono aplinkoje, teka tarp elektrodų kvarciniame vamzdyje. Tai vyksta veikiant lempai įtampai dviem etapais:

1. Iš pradžių tarp arti esančio pagrindinio ir uždegimo elektrodo prasideda švytėjimo iškrova dėl laisvųjų elektronų judėjimo ir teigiamai įkrauti jonai;

2. Degiklio ertmėje susidarius daugybei krūvininkų, greitai suyra azoto terpė ir per pagrindinius elektrodus susidaro lankas.

Paleidimo režimo (lanko ir šviesos elektros srovės) stabilizavimui reikia apie 10-15 minučių. Per šį laikotarpį DRL sukuria apkrovas, kurios žymiai viršija vardines režimo sroves. Norėdami juos apriboti,.

Lanko spinduliuotė gyvsidabrio garuose turi mėlyną ir violetinį atspalvį ir ją lydi galinga ultravioletinė spinduliuotė. Jis praeina pro fosforą, susimaišo su sukuriamu spektru ir sukuria ryškią šviesą, artimą baltai.

DRL yra jautrus maitinimo įtampos kokybei, o nukritęs iki 180 voltų užgęsta ir neužsidega.

Šio proceso metu sukuriama aukšta temperatūra, kuri perduodama visai konstrukcijai. Tai turi įtakos kontaktų kokybei lizde ir sukelia prijungtų laidų šildymą, todėl jie naudojami tik su karščiui atsparia izoliacija.

Kai lempa veikia, dujų slėgis degiklyje labai padidėja ir apsunkina terpės gedimo sąlygas, todėl reikia padidinti taikomą įtampą. Jei maitinimas išjungtas ir įjungtas, lemputė neužsives iš karto: ji turi atvėsti.

DRL lempos prijungimo schema

Keturių elektrodų gyvsidabrio lempa įjungiama per droselį ir.

Saugiklio jungtis apsaugo grandinę nuo galimų trumpųjų jungimų, o induktorius riboja srovę, praeinančią per kvarcinio vamzdžio terpę. Droselio indukcinė varža parenkama pagal lempos galią. Įjungus lempą esant įtampai be droselio, ji greitai perdega.

Kondensatorius, įtrauktas į grandinę, kompensuoja reaktyvųjį komponentą, kurį įveda induktyvumas.

DRI lempa

Dizaino elementai

Vidinė DRI lempos struktūra yra labai panaši į tą, kurią naudoja DRL.

Tačiau jo degiklyje yra tam tikra dozė priedų iš indžio, natrio, talio ar kai kurių kitų metalų hapogenidų. Jie leidžia padidinti šviesos srautą iki 70–95 lm/W ar daugiau, esant geroms spalvoms.

Kolba pagaminta cilindro arba elipsės formos, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.

Degiklio medžiaga gali būti kvarcinis stiklas arba keramika, kuri pasižymi geresnėmis eksploatacinėmis savybėmis: mažiau pritemdo ir ilgesnis tarnavimo laikas.

Šiuolaikinėse konstrukcijose naudojamas rutulio formos degiklis padidina šviesos srautą ir šaltinio ryškumą.

Veikimo principas

Pagrindiniai procesai, vykstantys gaminant šviesą iš DRI ir DRL lempų, yra vienodi. Skirtumas yra uždegimo grandinėje. DRI negalima pradėti eksploatuoti dėl įjungtos tinklo įtampos. Jai tokio dydžio neužtenka.

Norint sukurti lankinį išlydį degiklio viduje, reikia į tarpelektrodų erdvę nukreipti aukštos įtampos impulsą. Jo formavimas patikėtas IZU – impulsinio uždegimo įtaisui.

Kaip veikia IZU?

Įrenginio, skirto sukurti aukštos įtampos impulsą, veikimo principas paprastai gali būti pavaizduotas supaprastinta grandinės schema.

Darbinė maitinimo įtampa tiekiama į grandinės įvestį. Diodo D, rezistoriaus R ir kondensatoriaus C grandinėje sukuriama talpos įkrovimo srovė. Įkrovimo pabaigoje per kondensatorių per atidarytą tiristoriaus jungiklį išleidžiamas srovės impulsas į prijungto transformatoriaus T apviją.

Įtampą didinančioje transformatoriaus išėjimo apvijoje sukuriamas iki 2-5 kV aukštos įtampos impulsas. Jis patenka į lempos kontaktus ir sukuria dujinės terpės lankinį išlydį, kuris suteikia švytėjimą.

DRI tipo lempos pajungimo schemos

Dujų išlydžio lempoms IZU prietaisai yra dviejų modifikacijų: su dviem arba trimis gnybtais. Kiekvienam iš jų sukuriama savo prijungimo schema. Jis yra tiesiai ant bloko korpuso.

Naudojant dviejų kontaktų įrenginį, tinklo fazė per droselį prijungiama prie lempos pagrindo centrinio kontakto ir tuo pačiu prie atitinkamo IZU išėjimo.

Nulinis laidas yra prijungtas prie pagrindo šoninio kontakto ir jo išvesties IZU.

Trijų kontaktų įrenginiui nulinė jungties schema išlieka ta pati, tačiau fazės maitinimas po induktoriaus keičiasi. Jis prijungtas per du likusius IZU kaiščius, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau: įrenginio įvestis yra per „B“ gnybtą, o išėjimas į centrinį pagrindo kontaktą yra per „Lp“.

Taigi gyvsidabrio lempų su skleidžiančiais priedais balastuose turi būti:

droselis;

impulsinis įkroviklis.

Reaktyviosios galios dydį kompensuojantis kondensatorius gali būti balasto dalis. Jo įtraukimas lemia bendrą apšvietimo įrenginio energijos suvartojimo sumažėjimą ir tinkamai parinktos galios lempos tarnavimo laiko pailgėjimą.

Apytiksliai jo 35 μF vertė atitinka 250 W ir 45–400 W galios lempas. Kai talpa yra per didelė, grandinėje atsiranda rezonansas, kuris pasireiškia lempos šviesos „mirksėjimu“.

Aukštos įtampos impulsų buvimas darbinėje lempoje lemia, kad prijungimo grandinėje bus naudojami išskirtinai aukštos įtampos laidai, kurių ilgis tarp balasto ir lempos yra ne didesnis kaip 1–1,5 m.

DRIZ lempa

Tai yra aukščiau aprašytos DRI lempos variantas, kurio viduje iš dalies padengta veidrodinė danga, atspindinti šviesą, kuri sudaro nukreiptą spindulių srautą. Tai leidžia sutelkti spinduliuotę į apšviestą objektą ir sumažinti šviesos nuostolius, atsirandančius dėl atspindžių.

HPS lempa

Dizaino elementai

Šios dujinės išlydžio lempos lemputės viduje vietoj gyvsidabrio naudojami natrio garai, esantys inertinių dujų: neono, ksenono ar kitų, ar jų mišinių aplinkoje. Dėl šios priežasties jie vadinami „natriu“.

Dėl šios įrenginio modifikacijos dizaineriams pavyko jiems suteikti didžiausią veikimo efektyvumą, kuris siekia 150 lm/W.

DNAT ir DRI veikimo principas yra tas pats. Todėl jų sujungimo schemos yra vienodos ir, jei balastinių įtaisų charakteristikos atitinka lempų parametrus, jas galima panaudoti abiejų konstrukcijų lankui uždegti.

Tačiau metalinių halogeninių ir natrio lempų gamintojai gamina balastinius įtaisus tam tikroms savo gaminių rūšims ir tiekia juos viename korpuse. Šie balastai yra visiškai sureguliuoti ir paruošti darbui.

HPS lempų pajungimo schemos

Kai kuriais atvejais HPS balastų konstrukcija gali skirtis nuo aukščiau pateiktų DRI paleidimo schemų ir gali būti atliekama pagal vieną iš trijų toliau pateiktų schemų.

Pirmuoju atveju IZU yra prijungtas lygiagrečiai su lempos kontaktais. Uždegus lanką degiklio viduje, darbinė srovė neteka per lempą (žr. IZU jungimo schemą), tai taupo elektros sąnaudas. Šiuo atveju induktyvumas yra veikiamas aukštos įtampos impulsų. Todėl jis sukurtas su sustiprinta izoliacija, apsaugančia nuo užsidegimo impulsų.

Dėl šios priežasties lygiagreti grandinė naudojama su mažos galios lempomis ir uždegimo impulsu iki dviejų kilovoltų.

Antroje schemoje naudojamas IZU, kuris veikia be impulsinio transformatoriaus, o aukštos įtampos impulsus generuoja specialiai sukurtas induktorius, turintis čiaupą prijungimui prie lempos kontakto. Taip pat patobulinta šio induktoriaus apvijų izoliacija: jį veikia aukštos įtampos įtampa.

Trečiuoju atveju naudojamas nuoseklaus induktoriaus, IZU ir lempos kontakto prijungimo būdas. Čia aukštos įtampos impulsas iš IZU nepatenka į induktorių, o jo apvijų izoliacija nereikalauja stiprinimo.

Šios grandinės trūkumas yra tas, kad IZU sunaudoja padidintą srovę, o tai sukelia papildomą šildymą. Dėl to reikia padidinti konstrukcijos matmenis, kurie viršija ankstesnių schemų matmenis.

Šis trečiasis dizaino variantas dažniausiai naudojamas HPS lempoms valdyti.

Visose schemose jis gali būti naudojamas prijungus kondensatorių, kaip parodyta DRI lempų prijungimo schemose.

Išvardytos aukšto slėgio lempų įjungimo grandinės, naudojant apšvietimui dujų išlydį, turi keletą trūkumų:

sumažintas švytėjimo išteklius;

priklausomybė nuo maitinimo įtampos kokybės;

stroboskopinis efektas;

veikimo droselio ir balastų triukšmas;

padidėjęs elektros suvartojimas.

Dauguma šių trūkumų pašalinami naudojant elektronines paleidimo priemones (EPG).

Jie ne tik leidžia sutaupyti iki 30% elektros energijos, bet ir turi galimybę sklandžiai valdyti apšvietimą. Tačiau tokių įrenginių kaina vis dar yra gana didelė.

Sveiki, mieli elektriko užrašų svetainės skaitytojai.

Norėdami patekti į gnybtų bloką, turite atsukti 2 varžtus su plastikinėmis galvutėmis (sparnais) ir pakreipti lempą.

Maitinimo kabelio šerdys yra prijungtos prie lempos gnybtų bloko taip:

Kaip matai, . Fazė (L) turi būti prijungta prie gnybto su dviem išeinančiais baltais laidais, nulis (N) - su mėlynu išeinančiu laidu, o apsauginis laidas (PE) - centre.

Dabar pažvelkime į vidinę būsto ir komunalinių paslaugų lempos schemą.

Natrio lempų lempos prijungimo schema

Dėl natrio lempų konstrukcijos ypatybių ir veikimo principo jas jungiant reikia:

valdymo įtaisas (balastas), dar vadinamas droseliu arba balastu

• impulsinio uždegimo įtaisas (IZU)
• kompensacinis kondensatorius

Yra dvi HPS lempų prijungimo schemos:

Mano atveju naudojama antroji schema:

Aš specialiai paryškinau laidus diagramoje atitinkama spalva, kurią matysite toliau pateiktose nuotraukose.

Scheminiai elementai

Apsvarstykite visus elementus, įtrauktus į šią diagramą:

1. Balastas (droselis)

Apskritai, yra dviejų tipų balastai (droseliai):

• elektromagnetinis arba indukcinis (EMPRA)
• elektroniniai (elektroniniai balastai)

Kiekvienas balastas turi savo privalumų ir trūkumų. Apie tai papasakosiu kituose savo straipsniuose (kad nepraleistumėte naujų straipsnių, užsiprenumeruokite naujienlaiškį).

Aptariamame šviestuve naudojamas buitinis įmontuotas elektromagnetinis vienos apvijos balastas (droselis) „Galad“ 1I70DNaT46N-666 UHL2. Jis yra nuosekliai sujungtas su lempa, taip apribojant ir stabilizuojant jos srovės suvartojimą. Beje, jis sveria 1,3 (kg), o jo mažmeninė kaina yra apie 350-390 rublių.

Mano mintis yra ta, kad vadovaukitės kainomis, jei tektų jas keisti, nes jos dažnai nepavyksta. Priežastys gali būti kelios: trumpasis jungimas apvijoje arba jos lūžis.

Droselio korpuse rodoma jo sujungimo schema ir kai kurios charakteristikos.

• galia 70 (W)
• įtampa 220 (V)
• 1 lempos veikimo srovė (A)
• lempos paleidimo srovė yra ne didesnė kaip 1,6 (A)
• galios koeficientas 0,38
• iš tinklo suvartojama srovė 0,54 (A)
• maksimali leistina apvijos temperatūra darbo režimu 130°C

2. Impulsinio uždegimo įtaisas (IZU)

Yra dviejų tipų IZU:

• su trimis terminalais
• su dviem terminalais

Mūsų pavyzdyje mes naudojame buitinį kompaktišką IZU-1M 35/70-3 iš Remar LLC su trimis gnybtais. Mažmeninė kaina yra apie 120-150 rublių.

IZU būtinas norint „paleisti“ HPS lemputę. Įjungus lempą, ji duoda trumpalaikį 1,8-2,5 (kV) aukštos įtampos impulsą, kuris užtikrina dujų tarpo lempos lemputėje suskaidymą.

DRL lempoms IZU nereikia.

Jungties schemą ir kai kurias charakteristikas galima pamatyti ant jo korpuso.

• įtampa 220 (V)
• atsako įtampa 170-195 (V)
• HPS lempos galia 35-70 (W)
• lygiagretaus ryšio tipas
• impulso amplitudė 1,8-2,5 (kV)
• impulso trukmė ne mažesnė kaip 1,62 (μs)

3. Kondensatorius

Norint padidinti lempos galios koeficientą (kosinusą „phi“), naudojamas kondensatorius. Mano atveju tai yra 10±10% (uF) talpos polipropileno plėvelės kondensatorius K78-99, kurio įtampa yra 250 (V), kuris yra prijungtas lygiagrečiai su maitinimo tinklu (tiesiogiai į gnybtų bloką).

Prieš kompensavimą lempos kosinusas buvo 0,38, po kompensavimo - 0,85.

Kiekvienam induktoriaus tipui reikalinga tam tikra kondensatoriaus talpa. Jį galite apskaičiuoti patys naudodami formules arba galite naudoti specialias gamintojų lenteles.

Šviestuvų su HPS lempomis priežiūra

Jei laiku atliksite lempų priežiūrą, jų tarnavimo laikas atitiks nurodytą pase. Jums tereikia periodiškai atlikti šiuos veiksmus:

patikrinkite kontaktinių jungčių patikimumą gnybtų bloke, induktoriuje ir IZU

nuvalykite lempą nuo dulkių ir nešvarumų

jei HPS lempa perdega, tada vietoje jos įdiekite tokios pat galios lempą, o ne daugiau ar mažiau

P.S. Tai turbūt ir viskas. Jei turite klausimų apie straipsnio temą, esu pasirengęs į juos atsakyti. Ačiū už dėmesį.

Natrio lempų prijungimas. Norint prijungti bet kokias dujų išlydžio lempas, reikalingas balastas. Natrio lempos šia prasme nėra išimtis; Norint „pašildyti“ lempas įjungus ir normaliai veikti, reikės balasto. Natrio lempų balastas yra balastas (balastas) arba elektroninis balastas (elektroninis balastas) ir IZU (impulsinio uždegimo įtaisas).

Labiausiai paplitę natrio lempų balastiniai įtaisai yra balastiniai indukciniai droseliai, kurie yra būtini srovei stabilizuoti ir apriboti. IZU reikalingas, kaip parašyta aukščiau, norint „apšilti“ - uždegti lempą. Kai įjungiama natrio lempa, šis prietaisas, kuris yra mažas blokas, siunčia galingą aukštos įtampos impulsą į savo elektrodus, todėl kolbos dujų mišinys sugenda.

Sujungimo schemos. Nors šiandien natrio lempos gana plačiai naudojamos įvairiuose ūkio sektoriuose, dėl nepakankamo spalvų spektro perdavimo jos dažniausiai naudojamos kaip gatvių apšvietimas.

Tai yra "gatvės" lempos, kurios pakeičia DRL, kuriam gaminamos ZHKU markės konsolinės lempos. Jie jau turi reikiamą balastą, tinkamai prijungtą prie lempos, todėl naudojant tokias lempas jungtis sumažinama iki maitinimo įtampos tiekimo tik į lempos gnybtus.

Norėdami patys surinkti natrio lempos prijungimo grandinę, jums reikės, kaip parašyta aukščiau, balasto - droselio ir IZU. Dvigubos apvijos droseliai šiandien laikomi pasenusiais, todėl renkantis pirmenybę reikėtų teikti vienos apvijos droseliams.

IZU gamintojai gamina įrenginius su dviem ir trimis gnybtais, todėl pajungimo schema gali šiek tiek skirtis – ji iš tikrųjų pavaizduota beveik ant kiekvieno IZU korpuso.

Natrio lempos yra reaktyviosios galios vartotojai, todėl kai kuriais atvejais, nesant fazės kompensavimo, tikslinga į grandinę įtraukti trukdžių slopinimo kondensatorių C, kuris žymiai sumažina įsijungimo srovę (žr. nuotrauką aukščiau).

Droseliui DNaT-250 (3A) optimali kondensatoriaus talpa yra 35 μF, DNaT-400 (4,4A) – 45 μF. Reikėtų naudoti sauso tipo kondensatorius, kurių vardinė įtampa 250 V ir daugiau. Šiuo atveju prijungimo schema atrodys taip:

Patiems jungiant lempas, verta atsižvelgti į rekomendaciją, kad laidų, jungiančių balastą su lempa, ilgis neviršytų vieno metro.

Galiausiai apie balastą. Be jokios abejonės, elektroniniai balastai teisėtai laikomi geriausiais, turinčiais nemažai pranašumų prieš indukcinius balastus, tačiau pastariesiems prarandantys kainą; Šiuo metu jų kaina yra gana didelė.

Kaip prijungti HPS lempą (natrio lempą)

Pirmieji elektros šviesos šaltiniai, atsiradę XIX amžiaus pabaigoje, buvo dujų išlydžio lempos. Juose esantis lankas degė atvirame ore, kuriame yra deguonies. Todėl jų veikimo laikas buvo trumpas, vos kelios valandos, o švytėjimas nestabilus.

Tačiau ši idėja pasirodė labai produktyvi, nes dujų išlydžio lempų efektyvumas yra penkis–šešis kartus didesnis nei kaitrinių. Todėl praėjusio amžiaus viduryje, pasiekus reikiamą technologinį lygį, iš pradžių atsirado žemo slėgio dujų išlydžio lempos, o vėliau – aukšto slėgio.

Juose elektros iškrovos sklidimo terpė yra inertinės dujos, dažniausiai argonas. O norint padidinti jo elektrinį laidumą, į jį dedama metalų druskų – gyvsidabrio arba natrio.

Padidinus terpės, kurioje sklinda elektros krūvis ir atsiranda šviesos lankas, slėgį, galima gauti intensyvesnį šviesos srautą, sunaudojant mažiau energijos. Pavyzdžiui: žemo slėgio natrio lempų šviesos srautas neviršija 100 liumenų vienam vatui, o aukšto slėgio natrio lempoms ši vertė yra didesnė nei 200 liumenų vienam vatui. Todėl jie naudojami lauko apšvietimui arba dideliuose plotuose – šiltnamiuose, angaruose, gamybos cechuose.

Pagrindinė gyvsidabrio ir aukšto slėgio natrio lankinių lempų konstrukcija turi daug panašumų, tačiau yra ir skirtumų, dėl kurių natrio lempos prijungimo schema skiriasi nuo gyvsidabrio lempos. Ir jie nėra keičiami. Šiuos apšvietimo įrenginius galima atskirti vienas nuo kito tiek pagal paskirtį, tiek pagal išvaizdą. DRL – gyvsidabrio lanko lempa, DNaT – natrio lanko vamzdinė lempa. O išoriniai skirtumai jums paaiškės išanalizavus jų struktūrą. Taigi, jie susideda iš šių elementų:

• Dujų degiklis.
• Elektrodų komplektas.
• Išorinė kolba.
• Bazė.

Dujų degiklis

Abiem atvejais jis pagamintas iš karščiui atsparaus kvarcinio stiklo vamzdžio pavidalo. Tačiau DRL jo matmenys yra didesni nei DNAT. Dėl didelio natrio cheminio aktyvumo į degiklio stiklą dedama aliuminio alūno – Al 2 O 3. Į degiklį 100-150 kPa slėgiu pumpuojamos inertinės dujos – argonas. Taip pat yra gyvsidabrio arba natrio amalgamos (Na ir Hg lydinio).

Elektrodų rinkinys

DRL lempos turi keturias iš jų: dvi pagrindines ir dvi uždegimo. Poros yra priešinguose kolbos galuose ir sujungtos su skirtingais tiekimo linijos poliais. Tačiau DNAT turi tik du elektrodus. Dėl to skiriasi paleidimo būdas ir lempos prijungimo schemos konstrukcija.

Naudojant gyvsidabrio šviesos šaltinius, lankas įsižiebia iš mažos kibirkšties, atsirandančios tarp priešingo ženklo elektrodų. O natriui reikalingas uždegimo impulsas. Be to, pirmųjų laidų DRL (iki praėjusio amžiaus 60-ųjų vidurio) turėjo du elektrodus ir naudojo tą patį perjungimo principą, tačiau vėliau jo buvo atsisakyta.

Išorinė kolba

Tai yra pagrindinis vizualinis skiriamasis lempų bruožas. Kolbos viduje yra vakuumas, kuris užtikrina degiklio stiklo cheminį ir terminį stabilumą. Bet su DRL jis yra baltas arba matinis, o HPS kolba yra skaidri.

Ant gyvsidabrio lempos lemputės vidinio paviršiaus užtepamas fosforo sluoksnis. Faktas yra tas, kad gyvsidabrio garų degimas sukelia mirtinai žalią arba mėlyną švytėjimą, kuris labai iškreipia žmogaus akies realybės suvokimą. Fosforas perkelia savo spektrą į akinančios baltos šviesos sritį, kuri yra gana priimtina gatvių apšvietimui.

Natrio lempos šviečia raudonai arba ryškiai oranžine spalva. Tokio dažnio šviesos spindulių praktiškai nelaužo vandens pakaba, kuri gali kabėti ore (sniegas, rūkas, šlapdriba, purslai), todėl ji naudojama greitkeliams apšviesti. Nereikia spektrinio poslinkio, todėl lemputė yra skaidri.

Bazė

Abi lempos prijungimui prie maitinimo linijos naudoja vadinamąjį Edison srieginį pagrindą, žymimą raide E. Kadangi aukšto slėgio lankinių lempų galia dažniausiai viršija 250 W, naudojami E40 modeliai, kurių skersmuo 400 mm. Dėl tos pačios priežasties rekomenduojama naudoti keramines kasetes, kurios gali atlaikyti didelį karštį.

Sujungimo schemos

Aukšto slėgio dujų išlydžio lempų įjungimo elementų rinkinys vadinamas balastais (balastais). Neseniai pasirodė jo elektroniniai analogai (elektroniniai balastai), kuriuose visos dalys sumontuotos viename korpuse. Jie suteikia optimalesnį lempų veikimo režimą, tačiau turi lygiai tą patį veikimo principą. Todėl, kad būtų geriau suprasti, mes apsvarstysime visus elementus atskirai.

DRL prijungimo schema parodyta paveikslėlyje žemiau.

Pagrindinis jo elementas yra balastinis droselis. Tai induktorius ant feromagnetinės šerdies, dažniausiai toro formos. Jo užduotis – slopinti paleidimo srovę, kuri pirmosiomis sekundėmis po įjungimo yra artima trumpojo jungimo srovei, nes atstumas tarp pagrindinio ir pagalbinio elektrodo yra ne didesnis kaip milimetras.

Induktoriaus veikimas pagrįstas magnetinio srauto atsiradimo šerdyje poveikiu, kurio kryptis yra priešinga jį sukūrusiai srovei. Induktoriaus vardinė galia turi būti tokia pati kaip ir lempa. Kondensatorius yra būtinas norint išlyginti srovės bangavimą, atsirandantį degant lankui. Iš esmės tai yra neprivalomas elementas.

Jei neturite gamyklinio droselio, DRL galima uždegti, nuosekliai su ja prijungus tokios pat ar didesnės galios kaitrinę lempą. Kaip pasirinktis - autotransformatorius, su kuriuo galite užtikrinti sklandų įrenginio paleidimą. Paprastai lanko degimas stabilizuojasi po 10-12 minučių po įjungimo.

DNAT įjungimo grandinė yra sudėtingesnė. Jame matote papildomą elementą - IZU (Pulse Triggering Device).

IZU yra tiristoriaus nuolatinis impulsų generatorius. Viena iš jo diagramų parodyta paveikslėlyje žemiau. Jis skirtas jungtims iš taško į tašką.

Tačiau yra ir trijų taškų variantas.

Aukšto slėgio lankinės lempos pasižymi labai dideliu energijos vartojimo efektyvumu, ypač HPS. Pagal jį ir nepertraukiamo veikimo valandų skaičių jos praktiškai nenusileidžia LED lempoms. Be to, jų patikimumas dažnai yra didesnis. Todėl dar anksti šiuos šviesos šaltinius nurašyti kaip technines retenybes.