Dicí obvody světelných zdrojů. Elektroinstalace osvětlení.

Existuje mnoho schémat pro připojení elektrických světelných zdrojů. Pro připojení jedné nebo více žárovek do sítě se používá jeden spínač pro místnosti s různým stupněm osvětlení, dva jednopólové spínače pro střídavé zapínání různého počtu lamp; V průmyslových prostorách se lampy zapínají pomocí automatických strojů k osvětlení ulic, náměstí, oblastí tepelných elektráren a rozvoden, používají se magnetické spouštěče, stykače a jističe.

Zářivky jsou připojeny k síti pomocí dvou schémat zapalování: startér a bez startéru. Jako prvky stabilizující vybíjecí parametry se v předřadnících používají tlumivky (indukční předřadník) a sériově zapojená tlumivka a kondenzátor (indukčně kapacitní předřadník). Zářivky jsou zapojeny do elektrické sítě sériově s předřadným odporem (obr. 48).

Rýže. 48. Schéma zapojení zářivky s indukčními (a) a indukčně-kapacitními (b) předřadníky:
1 – předřadný kondenzátor; 2 – plyn, 3 – lampa, 4 – startér.

Pro snížení zapalovacího napětí zářivky se její elektrody předehřejí pomocí startéru na teplotu 800–900 °C.

Rýže. 49. Startér (a) a bezstartér (b) obvody pro připojení dvou zářivek:
1 – lampa; 2 – startér; 3 – plyn; 4 – kondenzátor; 5 – bitový odpor; 6 – vláknový transformátor.

Startér je miniaturní plynová výbojková neonová lampa se dvěma elektrodami, z nichž jedna je pohyblivá (obr. 49). Při rozsvícení lampy dochází mezi elektrodami k výboji, jehož teplo ohřívá bimetalickou (pohyblivou) elektrodu. Elektroda, ohýbající se vlivem tepla, se uzavírá s další elektrodou spouštěče a tvoří elektrický proudový obvod. V tomto okamžiku není ve startéru žádný výboj a bimetalová elektroda, chlazení, přeruší obvod. V okamžiku, kdy se obvod otevře, dojde ve vinutí škrticí klapky ke zvýšenému napěťovému impulzu a kontrolka se rozsvítí (pokud se kontrolka z nějakého důvodu nerozsvítí po rozbití startovacích elektrod, pak opět obdrží plné napětí a proces zapalování se opakuje ).

Po rozsvícení lampy a zavedení provozního proudu v jejím obvodu zůstává napětí na elektrodách lampy přibližně poloviční než napětí sítě (zbývající napětí klesá významnou indukční reaktancí induktoru). Zatímco tedy lampa již svítí, zůstává na startovacích elektrodách napětí rovné polovině síťového napětí a nedostatečné k tomu, aby způsobilo opakovaný doutnavý výboj.

Charakteristickým rysem spínacích obvodů zářivek je jejich nízký účiník a značná spotřeba jalového proudu. Pro zvýšení účiníku sítě a pohlcení rádiového rušení vyzařovaného výboji v lampách a jiskrou ve startéru jsou v obvodu zahrnuty kompenzační kondenzátory. U svítidel s jednou žárovkou je maximální účiník v rozmezí 0,92 – 0,94 a u svítidel se dvěma žárovkami dosahuje hodnoty 0,98. Zářivky se zapínají pomocí kompletního předřadníku (předřadníku) pro startovací i nestartovací okruh. Předřadníky zahrnují indukční a kapacitní předřadné odpory a žhavící transformátory.

Ve dvoulampových lampách se zařízení zapínají v párech: indukční a kapacitní. Díky tomu má celkový světelný tok žárovek mírnou pulzaci a výrazně se zvyšuje účiník. Bezstartérové ​​předřadníky zajišťují spolehlivé zapalování svítidel s předehříváním jejich elektrod vestavěným vláknovým transformátorem a používají se v kovových uzemněných svítidlech, které jsou napájeny ze síťového napětí 380/220 V.

Pro zrychlené (okamžité) zapalování zářivek se používají obvody využívající autotransformátory s velkým rozptylem, které napájejí svítidlo napětím 6-7x vyšším, než je síťové napětí. V důsledku toho se lampa okamžitě rozsvítí. Obvody se zvýšeným napětím jsou provozně nebezpečnější, mají výkonové ztráty 2-3x větší než obvody startérů a elektrody klasických zářivek se opotřebovávají mnohem rychleji. Tyto obvody používají lampy se zesílenými elektrodami.

Schémata připojení čtyřelektrodových výbojek typu DRL do sítě střídavého proudu o napětí 220 V jsou na Obr. 50.

Rýže. 50. Spínací obvody pro DLR výbojky s tlumivkou (a) a s transformátorem s vysokou magnetickou disperzí (b):
1 – kondenzátor: 2 – induktor; 3 – lampa; 4 – transformátor.

Po rozsvícení DRL lampy dosáhne její světelný tok ustálené hodnoty až po 10-15 minutách, protože nejprve se vytvoří doutnavý výboj mezi hlavní a zapalovací elektrodou a poté dojde k výboji mezi hlavní elektrodou.

K rozsvícení jodidových výbojek DRI a HPS se kromě tlumivky používá přídavné univerzální pulzní zapalovací zařízení typu UIZU-220 nebo UIZU-380, které napájí výbojky napětím 4,5 – 5,5 kV pro 3 – 4 μs. Žárovky v takovém obvodu by se měly rozsvítit při síťovém napětí 198 V (nebo 342 V u výbojek DRI-2000) v době ne delší než 1 minuta od okamžiku přivedení napětí při okolní teplotě do -60 °C (obr. 51).

Rýže. 51. Schéma spínání pro DRI lampu

Při přivedení napětí se kondenzátor C2 na začátku půlcyklu nabije přes předřadnou tlumivku, rezistor R1 a sekundární vinutí W2 transformátoru TP1. Když se napětí na kondenzátoru C2 rovná vypínacímu napětí sériově zapojených zenerových diod VD2 a VD3, otevře se tyristor VD1 a kondenzátor C2 se nabije podél obvodu: primární vinutí W1 transformátoru TP1, dioda VD1. Napěťové impulsy 4 – 5 kV indukované v sekundárním vinutí zajišťují zapálení výbojky. Počet pulzů při rozsvícení lamp dosáhne osmi. Dioda VD1 zabraňuje protékání proudu zenerovými diodami při záporné polaritě napájecího napětí.

Po zapálení lampy se zařízení automaticky vypne, protože napětí na kondenzátoru C2, a tedy i na zenerových diodách VD2 a VD3, když je lampa zapnutá, je nižší než jejich otevírací napětí. Vypínací napětí zařízení je 170-190 V při teplotě +25°C.

Světelný tok a výkon výbojky HPS jsou méně závislé na změnách napětí než výbojky DRL a DRI.

• Elektrické světelné zdroje
• Svítidla
• Schémata napájení pro osvětlovací elektroinstalace
• Montáže elektroinstalace osvětlení
• Údržba elektroinstalace osvětlení
• Opravy elektroinstalace osvětlení
• Zkoušení a seřizování elektroinstalace osvětlení

Pro udržení a stabilizaci vybíjecího procesu je do sítě střídavého proudu zapojen do série se zářivkou předřadný odpor ve formě tlumivky nebo tlumivky a kondenzátoru. Tato zařízení se nazývají předřadníky (balasty).

Síťové napětí, při kterém zářivka pracuje v ustáleném stavu, nestačí k jejímu zapálení. Pro vytvoření plynového výboje, tj. rozbití plynového prostoru, je nutné zvýšit emisi elektronů jejich předehřátím nebo přivedením zvýšeného napěťového impulsu na elektrody. Obojí zajišťuje startér zapojený paralelně s lampou.

Schéma spínání zářivky: a – s indukčním předřadníkem, b – s indukčně-kapacitním předřadníkem.

Zvažme, jak probíhá proces zapálení zářivky.

Startér je miniaturní doutnavka s neonovou náplní, která má dvě bimetalové elektrody, které jsou v normální poloze otevřené.

Při přivedení napětí dojde ve startéru k výboji a bimetalové elektrody se při ohybu zkratují. Po jejich uzavření se proud v obvodu startéru a elektrod, omezený pouze odporem tlumivky, zvýší na dvoj až trojnásobek provozního proudu výbojky a elektrody zářivky se rychle zahřejí. Současně bimetalové elektrody startéru, ochlazující se, otevírají jeho okruh.

Při přerušení obvodu startérem dochází v škrticí klapce ke zvýšenému napěťovému pulzu, v důsledku čehož dochází v plynném prostředí zářivky k výboji a k ​​jejímu zapálení. Po rozsvícení lampy je napětí na ní asi poloviční než napětí sítě. Toto napětí bude přítomno i na startéru, ale to nestačí k jeho opětovnému uzavření. Proto, když lampa svítí, startér je otevřený a nepodílí se na provozu obvodu.

Jednolampový startovací obvod pro zapínání zářivky: L – zářivka, D – tlumivka, St – startér, C1 – C3 – kondenzátory.

Kondenzátor zapojený paralelně se startérem a kondenzátory na vstupu obvodu jsou navrženy pro snížení úrovně rádiového rušení. Kondenzátor zapojený paralelně se startérem navíc pomáhá prodloužit životnost startéru a ovlivňuje proces zapalování lampy, pomáhá výrazně snížit napěťový impuls ve startéru (z 8000 -12 000 V na 600 – 1500 V) při současném zvyšování energie pulzu (prodlužováním jeho trvání).

Nevýhodou popsaného startovacího obvodu je nízký cos phi, nepřesahující 0,5. Zvýšení cos phi se dosáhne buď zapnutím kondenzátoru na vstupu, nebo použitím indukčně-kapacitního obvodu. V tomto případě však cos phi 0,9 – 0,92 v důsledku přítomnosti vyšších harmonických složek v proudové křivce, určených specifiky výboje plynu a předřadníku.

U svítidel se dvěma žárovkami je kompenzace jalového výkonu dosaženo rozsvícením jedné žárovky s indukčním předřadníkem a druhé s indukčně-kapacitním předřadníkem. V tomto případě cos phi = 0,95. Navíc takový předřadný obvod umožňuje výrazně vyhladit pulzace světelného toku zářivek.

Schéma spínání pro zářivky s předřadníky s dělenou fází

Nejpoužívanější pro zapínání zářivek o výkonu 40 a 80 W je dvoulampový impulsní zapalovací obvod s kompenzací předřadníků 2UBK-40/220 a 2UBK-80/220, pracující podle „rozdělené fáze“ systém. Jsou to kompletní elektrická zařízení s tlumivkami, kondenzátory a vybíjecími odpory.

Pouze indukční reaktance je zapojena do série s jednou z výbojek, což vytváří fázové zpoždění v proudu od přivedeného napětí. V sérii s druhou lampou se kromě tlumivky zapíná kondenzátor, jehož kapacitní reaktance je přibližně 2krát větší než indukční reaktance tlumivky, což vytváří proudový předstih, v důsledku čehož celkový výkon faktor souboru je asi 0,9 -0,95.

Navíc zapojení speciálně zvoleného kondenzátoru do série s induktorem jedné ze dvou žárovek poskytuje takový fázový posun mezi proudy první a druhé žárovky, při kterém bude hloubka oscilací celkového světelného toku dvou žárovek výrazně snížit.

Pro zvýšení ohřívacího proudu elektrody se v sérii s kondenzátorem zapíná kompenzační cívka, která je vypínána startérem.

Schéma zapojení pro zapínání dvoulampového spouštěcího aparátu 2UBK: L – zářivka, St – startér, C – kondenzátor, r – vybíjecí odpor. Pouzdro předřadníku 2UBK je znázorněno tečkovanou čarou.

Bezstartérové ​​obvody pro zapínání zářivek

Nevýhody spínacích obvodů startéru (značný hluk vytvářený předřadníky při provozu, hořlavost v nouzových režimech atd.), stejně jako nízká kvalita vyráběných spouštěčů, vedly k trvalému hledání bezstartérových, ekonomicky schůdných, racionálních předřadníků v primárně je používat v instalacích, kde jsou docela jednoduché a levné.

Pro spolehlivou funkci bezstartérových obvodů se doporučuje používat výbojky s vodivým páskem aplikovaným na žárovky.

Nejpoužívanější jsou transformátorové obvody pro rychlý náběh zářivek, ve kterých je jako předřadný odpor použita tlumivka a předehřev katod se provádí vláknovým transformátorem nebo autotransformátorem.

Bezstartérové ​​jednolampové a dvoulampové obvody pro zapínání zářivek: L – zářivka, D – tlumivka, NT – vláknový transformátor

V současné době výpočty prokázaly, že spouštěcí obvody pro vnitřní osvětlení jsou hospodárnější, a proto jsou převážně rozšířené. V obvodech spouštěče jsou ztráty energie přibližně 20 – 25%, v obvodech bez spouštěče – 35%

V poslední době jsou obvody pro zapínání zářivek s elektromagnetickými předřadníky postupně nahrazovány obvody s funkčnějšími a ekonomičtějšími elektronickými předřadníky (EPG).