Дроссель для люминесцентных ламп: устройство, назначение + схема для подключения

Дроссель для люминесцентных ламп: схема подключения

Несмотря на повышение спроса на светодиодные источники света, люминесцентные лампы все еще остаются на пике популярности. Во многом это объясняется относительно небольшой стоимостью осветительного устройства и пускорегулирующего аппарата (далее ПРА), необходимого для его работы. Рассмотрим функциональное назначение и принцип работы последних.

Основные функции

Люминесцентные источники света не представляется возможным напрямую включить в электрическую сеть. На это имеются следующие причины:

• чтобы создать стойкий разряд в лампе люминесцентного типа, необходимо предварительно разогреть ее электроды и подать на них стартовый импульс;
• поскольку источники света газоразрядного типа обладают отрицательным дифференциальным сопротивлением, для них характерно после выхода в рабочий режим возрастание силы тока. Его необходимо ограничивать, чтобы не допустить выхода источника света из строя.

Исходя из описанных выше причин, необходимо использовать  ПРА.

ПРА электромагнитного типа

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы электромагнитного дросселя на примере типичной схемы подключения для ламп газоразрядного типа .

Типичная схема подключения

На схеме обозначены:

• EL – лампа газоразрядного (люминесцентного) типа;
• SF – стартер, он представляет собой устройство состоящее из колбы, наполненной инертным газом, внутри нее находятся контакты из биметалла. Параллельно к колбе установлен конденсатор;
• LL –дроссель (электромагнитный);
• спирали лампы (1 и 2);
• C – конденсатор (компенсирует реактивную мощность), его емкость зависит от мощности лампы, ниже показана таблица соответствия.

Встречаются устройства, в схемах которых отсутствует компенсирующий конденсатор,  это недопустимо, поскольку реактивная нагрузка приводит к следующим негативным последствиям:

• происходит увеличение потребляемой мощности, что приводит к повышенному расходу электроэнергии;
• существенно сокращается ресурс оборудования.

Теперь перейдем непосредственно к принципу работы, приведенной выше типовой схемы. Условно ее можно разделить на следующие этапы:

• при подключении к электросети, через цепь дроссель «LL» – спираль « 1» – стартер «SF» – спираль «2» начинает проходить ток, сила которого от 40 до 50 мА;
• под воздействием этого процесса в колбе стартера ионизируется инертный газ, что приводит к повышению силы тока и разогреву биметаллических контактов;
• нагревшиеся электроды в стартере замыкаются, это вызывает резкое повышение силы тока, примерно до 600 мА. Дальнейший его рост ограничивает индуктивность дросселя;
• за счет увеличившейся силы тока в цепи происходит разогрев спиралей (1 и 2), в результате чего ими излучаются электроны, разогревается газовая смесь, что приводит к разряду ;
• под воздействием разряда возникает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на покрытие из люминофора. В результате он светится в видимом спектре;
• когда источник света «зажигается», его сопротивление уменьшается, соответственно, понижается напряжение на дросселе (до 110 В);
• контакты стартера остывают и размыкаются.

Тандемное подключение

Ниже показана схема, где две лампы люминесцентного типа включены последовательно.

Схема тандемного подключения

Принцип работы у представленной схемы не отличается от типового подключения, единственная разница – в параметрах стартеров. При двухламповом подключении применяются стартеры, у которых «пробивное» напряжение 110 В (тип S2), для однолампового – 220 В (тип S10).

Стартеры S10 и S2 на 220 и 110 В соответственно

Особенности дросселей электромагнитного типа

Говоря об особенностях электромагнитных ПРА, необходимо заметить, что единственные преимущества этих устройств – относительно невысокая цена, простая эксплуатация и несложный монтаж. Недостатков у классической схемы подключения значительно больше:

• наличие громоздкого и «шумного» дросселя;
• стартеры, к сожалению, не отличаются надежностью;
• наличие эффекта стробирования (лампа мерцает с частотой 50 Гц) вызывает повышенную утомляемость у человека, что приводит к снижению его работоспособности;
• при вышедших из строя стартерах проявляется фальстарт, то есть лампа, перед тем как «зажечься», несколько раз мигает, это снижает рабочий ресурс источника света;
• примерно около 25% мощности расходуется на электромагнитный балласт, в результате существенно снижается КПД.

Использование электронного ПРА позволяет избавиться от большинства из перечисленных выше недостатков.

Пускорегулирующий аппарат электронного типа (ЭПРА)

Массово ЭПРА появились  не так давно, около тридцати лет назад, в настоящее время они практически вытеснили электромагнитные устройства. Этому способствовали многочисленные преимущества перед классической схемой включения, назовем основные из них:

• повышение световой отдачи ламп люминесцентного типа благодаря высокочастотному разряду;
• отсутствие шума, характерного для низкочастотных электромагнитных дросселей;
• снижение эффекта стробирования значительно расширило сферу применения;
• отсутствие фальстарта увеличивает срок эксплуатации люминесцентных источников;
• КПД может достигать 97%;
• по сравнению с ПРА электромагнитного типа, энергопотребление снижено на 30%;
• нет необходимости компенсировать реактивную нагрузку;
• в некоторых моделях электронных устройств предусмотрено управление мощностью источника освещения, это производится регулировкой частоты в преобразователе напряжения.

ЭПЛА внешний вид и внутренне устройство

Стоит также отметить: благодаря отсутствию громоздкого дросселя, стало возможным уменьшить размеры электронного балласта, что позволило  разместить его в цоколе. Это существенно расширяет сферу применения, делая возможным использование в осветительных приборах вместо источников, в которых используется нить накала.

ЭПРА, размещенный в цоколе

В качестве примера приведем схему простого электронного балласта, типичную для большинства недорогих устройств.

Схема типичного ЭПРА

Перечень элементов:

• номиналы резисторов: R1 и R2 -15 Ом, R3 и R4 – 2,2 Ом, R5 – 620 кОм, R6 – 1,6 Мом;
• используемые конденсаторы: C1 – 47 нФ 400 В, С2 – 6800 пФ 1200 В,  С3 – 2200пФ, С4 – 22 нФ, С5 – 4,7 мкФ 350 В;
• диоды: VD1-VD7 – 1N400;
• транзисторы: Т1 и Т2 – 13003;
• диодный симистор VS – DB3.

Завершая тему ЭПРА, необходимо заметить – их существенным недостатком является относительно высокая стоимость качественных устройств. Что касается недорогих моделей, надежность таковых оставляет желать лучшего.

Подключение без балласта

При необходимости газоразрядные источники света возможно включить в сеть питания без электромагнитного или электронного балласта. Схема такого включения показана ниже.

Бездроссельный способ подключения

Для реализации такого подключения понадобится:

• лампа люминесцентного типа – 40 Вт и накаливания – 60 Вт (последняя будет работать как балластное сопротивление);
• два конденсатора 0,47 мкФ 400 В (играют роль умножителя);
• диодный мост КЦ404А или аналогичный, можно использовать четыре диода, рассчитанных под ток не менее 1 А и обратное импульсное напряжение 600 В.

Данная схема проигрывает по своим параметрам подключению при помощи электромагнитного дросселя и ЭПРА. Она приведена для ознакомления.

Обсудить на форумеОЦЕНИТЬ:(2

Обзор видов дросселей для люминесцентных ламп

Освещение – необходимый элемент комфорта в помещении. Разнообразие светильников ведет к еще большему разнообразию элементов, из которых они состоят. Дроссель – один из необходимых составляющих для обеспечения работы люминесцентных ламп. Читайте про устройство и принцип работы электродвигателя.

На снимке дроссель для люминесцентных ламп

Для чего нужен?

Дроссель в лампах такого типа служит для формирования электроимпульса для поджига газоразрядной лампы. Суть в том, что в отличии от обыкновенной лампы накаливания, люминесцентную лампу просто так в сеть не включишь, ей нужны специфические условия.

Принцип работы

Главный принцип работы дросселя – производить сдвиг фазы переменного тока на 90 градусов, в момент перехода через 0. Это обеспечивает поддержание необходимого тока для горения паров металла в лампе.

Самая главная характеристика дросселя – коэффициент потерь мощности на поддержания нужных параметров  электропитания лампы.  Обозначаются параметры тока, мощности, и емкости конденсатора. Для всех дросселей в зависимости от мощности параметры разные.

• назначение дросселя в люминесцентной лампе — сформировать необходимый импульс для пробоя газонаполненной среды и поддерживать необходимую мощность во время работы.

Дроссель на основании для люминесцентной лампы на снимке

• маркировка дросселей для люминесцентных ламп — по поглощению мощности и делятся на группы B C D.
• Под индуктивностью дросселя для люминесцентных ламп подразумевается индуктивное сопротивление самого дросселя, которое позволяет регулировать мощность электричества, поступающего на контакты лампы.

Дроссели для ламп подразделяются по точно таким же характеристикам, что и лампы, которые будут подключаться к этому дросселю. Подключение дросселя, не соответствующего характеристикам лампы приведут либо к поломке, либо к поломке. Дроссели имеют следующие разграничения по мощности:

• дроссель для люминесцентных ламп 9вт – энергосберегающие лампы

Дроссели для люминесцентных ламп различной мощности на фото

• 11w — миниатюрные светильники, энергосберегающие лампы
• 15w — настольные и миниатюрные светильники

Дроссель мощностью 18w на снимке

• Дроссель мощностью 18w — настольные лампы и офисные настольные лампы
• 36вт маломощные люминесцентные лампы
• 58вт — потолочные светильники

Дроссель, подключеный к люминесцентным лампам на фотографии

• дроссель 65вт — потолочные многоламповые светильники
• 80вт — мощные люминесцентные лампы
• электронный дроссель для двух люминесцентных ламп может быть либо рассчитанный по мощности двух ламп, либо дроссель, специально предназначенный для двух ламп

На картинке дроссель стартер для люминесцентных ламп

• дроссель стартер для люминесцентных ламп обозначается маркировкой ПРА и ЭПРА. Так как дроссель и стартер являются ключевыми элементами при работе люминесцентной лампы, то и объединение их в один элемент являлось закономерным явлением
• трансформатор для люминесцентных ламп без дросселя предназначен для холодного розжига люминесцентных ламп. При использовании трансформатора обеспечивается горение без мерцания, но и количество включений должно быть сведено к минимуму.
• из дросселя можно сделать размагничиватель. Для этого дроссель разбирают, оставляют только сердечник с витками провода. К ним припаивают силовой провод для сети 220 вольт. Используют для размагничивания кинескопов, отверток, пинцетов.

Из дросселя сделан размагничиватель на фото

• можно доработать дроссель люминесцентной лампы как блок питания, намотав некоторое количество витков на уже имеющиеся витки самого дросселя. Предварительно необходимо снять кожух.

Смотрите на видео принцип работы люминесцентной лампы:

Устройство

Дроссель состоит из наборного сердечника из электротехнической стали, на которую намотан медный провод. Все это заключено в кожух.

Схема устройства дросселя на картинке

https://www.youtube.com/watch?v=YYUm3jjRIfs

Разборка дросселя для люминесцентных ламп сводится к:

1. удалению кожуха с дросселя,
2. размотке провода,
3. после чего остается один сердечник
4. Сердечник состоит из  пластин, набранных в виде параллелепипеда.

Читайте что такое гофра для кабеля и проводов и как выбрать на этой странице.

Схемы подключения люминесцентной лампы с дросселем

Расчёт дросселя необходим, когда выполняется подключение нескольких ламп или дроссель изготавливается исходя из заданных параметров.

Подключение

Подключение к сети люминесцентной лампы с дросселем выполняется квалифицированным электриком. Само подключение не представляет из себя ничего сложного, если лампа с дросселем уже в сборе.

На фото схема подключения люминесцентой лампы с дросселем

Схема подключения люминесцентной лампы через дроссель проста:

1. Напряжение поступает последовательно ко всем точкам сборки, начиная с конденсатора,
2. Затем поступает на катушку дросселя,
3. После выхода из которой, последовательно соединяет все клеммы дампы и через стартер,
4. После чего соединяется со вторым сетевым контактом.

На снимке показан процесс подключения лампы через дроссель

Запуск дросселем от энергосберегающих ламп возможен лишь в том случае, если мощность дросселя и мощность лампы соответствуют. Эффект от этого взаимодействия позволяет получить ровное свечение без мерцания.

Если дроссель вышел из строя, то зажечь лампу можно с помощью постоянного тока, более высокого номинала. Подробная схема ниже. В этом варианте есть и недостатки, но в критических ситуациях это один из выходов.

Для понимания механизма работы такого метода нужно понимать механизм розжига люминесцентной лампы.

Схема включения лампы без дросселя на картинке

Подключение люминесцентных ламп без дросселя проводится с предварительно замкнутыми попарно контактами лампы с двух сторон, вне зависимости от того – целая спираль или нет.

Схема включения люминесцентной лампы без дросселя на изображении

Обратите внимание

На одну сторону лампы подается плюс, на другой – минус. Срок службы лампы от этого ниже, но и используется этот способ на уже сгоревших лампах, так что этот метод более похож на реинкарнацию лампы. Смотрите руководство как правильно паять паяльником здесь: https://howelektrik.

com/elektrooborudovanie/instrumenty/payalniki/rukovodstvo-kak-pravilno-payat-payalnikom.html.

Схемы включения люминесцентных ламп без дросселя не отличаются разнообразием.

Все сводится к подаче повышенного напряжения в момент пуска, и это напряжение зависит от характеристик лампы и питающей сети.

Как проверить исправность?

На фото показан процесс проверки исправности дросселя

Для проверки дросселя его нужно:

• извлечь из светильника,
• тестером или мультиметром проверить его сопротивление.

У работающего дросселя сопротивление будет иметь некую постоянную величину. У неисправного – либо показывать короткое замыкание, либо обрыв.

Как заменить?

У люминесцентных ламп дроссель обычно компактный и его легко демонтировать. Подводящие провода подключены через клеммную колодку, поэтому замена дросселя сводится к простой операции по откручиванию и закручиванию четырех винтиков.

Замена дросселя показана на фото

Стоимость дросселя для люминесцентных ламп

Стоимость дросселя варьируется от мощности лампы, на которую он рассчитан и от раскрученности бренда. Обычно стоимость варьируется от ста рублей за маломощный экземпляр для настольной лампы до 1000 за аналог для мощных ламп.

Где купить дроссель для люминесцентных ламп?

Купить дроссели можно в любой торговой точке, занимающейся продажей электротехнических товаров.

Где купить в Москве:

Читайте советы как выбрать паяльник для микросхем и прочее оборудование.

1. ул. Верейская, д.29 стр.154 тел. +7(495) 269-03-90;
2. ул. Молодогвардейская, д.54 строение 2  тел. +7(495) 509-26-54;
3. ул. Дубненская, 75 Тел. +7 (495) 517-45-38

Где купить в Санкт-Петербурге :

1. г. Санкт-Петербург, ш. Революции 69А (812) 318-47-57;
2. Санкт-Петербург, ул. Восстания, 8А +7 812 719-61-46  +7 812 719-63-56;
3. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, 73 +7 812 405-88-71.

Видео

Смотрите видео ролик о правильном подключении двух люминесцентых ламп через один дроссель:

Люминесентные лампы, несмотря на наличие ряда альтернативных вариантов, довольно популярны. Зная, как правильно подключать их через дроссель, можно организовать эффективное энергосберегающее освещение. Обзор регуляторов паяльников читайте на этой странице.

Ноя 25, 2015Татьяна Сумо

Для чего нужен дроссель для люминесцентных ламп?

Подключение лампы с электромагнитным дросселем

Электромагнитный дроссель находит применение в цепях коммутации люминесцентной лампы.

Назначение дросселя – формирование импульса для пробоя газонаполненной среды и поддержание необходимого напряжения и тока в схеме и на контактах элементов работающего светильника. Принцип работы дросселя основан на способности катушки индуктивности извлекать энергию из источника тока и сохранять ее в виде магнитного поля.

Чтобы выяснить, как работает дроссель, нужно рассмотреть свойства катушки индуктивности. Она плохо проводит переменный ток или совсем не проводит его. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и ее значение можно увеличить путем применения сердечника, оно таким образом повышается в несколько раз.

Во время замыкания контактов выключателя величина тока на катушке постепенно возрастает, а при размыкании сначала растет многократно, а затем плавно уменьшается. В соленоиде этот параметр не изменяется мгновенно.

Дроссель для люминесцентных ламп – это катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником. Он находит применение только в электрических цепях, в которых предусмотрено наличие электромагнитного ПРА.

На картинках показана схема подключения газоразрядной лампы низкого давления с использованием электромагнитного дросселя.

• 2 – электроды лампы;
• 1 – колба (трубка);
• Ст – стартер;
• С1 – конденсатор, находящийся в одном корпусе со стартером;
• С2 – конденсатор, повышающий коэффициент мощности;
• Д – дроссель.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

При замыкании выключателя ток протекает по следующему пути: «дроссель – электрод лампы – стартер – второй электрод лампы – сеть».

Величины этого тока очень мало для зажигания лампы. Но его значения хватает для нагревания электродов стартера и появления в нем тлеющего разряда. Напряжение этого разряда меньше напряжения сети, но больше напряжения работающей лампы.

Разогретый биметаллический электрод в стартере замыкается со вторым, после чего тлеющий разряд между ними гаснет, электроды остывают и занимают первоначальное положение.

Важно

В момент замыкания электродов в стартере ток в схеме значительно возрастает и электроды люминесцентной лампы начинают нагреваться. В то же время при размыкании цепи на дросселе (в результате самоиндукции) происходит скачок напряжения, который, складываясь с входным напряжением сети, создает условия для включения лампы.

К этому моменту температура на электродах лампы успевает повыситься до значения, необходимого для эмиссии, а дросселирующее устройство создает высоковольтный импульс.

Поэтому в лампе создаются условия для возникновения тлеющего разряда, который сначала происходит в аргоновой среде до тех пор, пока ртуть, помещенная в колбу, не перейдет полностью в парообразное состояние.

После этого разряд будет происходить в ртутных парах, и лампа войдет в стабильный рабочий режим.

Напряжение на работающей лампе меньше сетевого за счет его падения на дросселе. Поскольку для срабатывания стартера напряжение на нем должно превышать величину напряжения на включенной лампе, повторно разряд в этом приборе не зажжется.

Зажигание лампы происходит при условии совпадения по фазе импульса дросселируемого напряжения и напряжения сети.

Но поскольку совпадения этих значений относительно разбросаны по времени, стартер может срабатывать неоднократно перед тем, как лампа войдет в рабочий режим. В этом случае наблюдается мигание лампы в процессе включения.

Одновременно в стартере создаются радиопомехи, для подавления которых служит конденсатор, находящийся в общем со стартером футляре.

Так выглядит электромагнитный дроссель

Это означает, что кроме зажигания этого осветительного прибора дроссель необходим для ограничения возрастания тока разряда до величины, при достижении которой лампа выходит из строя.

Все, изложенное выше, объясняет, для чего нужен дроссель.

Совет

В результате того, что он ограничивает ток в схеме работающей лампы, он представляет собой дополнительную нагрузку (балласт) и на нем теряется какая-то часть мощности. По уровню этих потерь дроссели делятся на следующие классы: D – с обычными; C – с пониженными; B – с особо низкими.

В силу физических свойств дросселя на нем происходит сдвиг по фазам между напряжением и током. Ток отстает от напряжения на величину, которую принято обозначать как cos φ. Чем выше его значение, тем экономичнее прибор, и наоборот, при понижении этой величины энергоэффективность снижается.

На рисунке показан график изменения тока и напряжения на люминесцентной лампе и лампе накаливания.

Основные виды дросселей

• Электромагнитный дроссель для лампы, который подключается последовательно с лампой и в схеме необходимо наличие стартера.

К его достоинствам можно отнести низкую стоимость, простоту конструкции и достаточную надежность.

Недостатки: возможность появления шума и мерцания во время работы и при запуске; довольно продолжительный процесс включения; необходимость подключения конденсатора для снижения потерь.

Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы.

• Электронный дроссель, для подключения которого не нужен стартер.

Положительные качества: быстрое включение; обеспечение работы лампы без миганий; компактность, малый вес.

В результате использования этого вида дросселей снижаются мерцания. Пульсаций при запуске лампы не происходит. Снижается вероятность появления шума при работе.

Дроссели можно разделить на две группы по типу сетей, в которых эксплуатируются лампы:

1. однофазные (для использования в быту) на 220 В;
2. трехфазные, которые устанавливаются в светильниках, работающих в сетях на 380 В. Это светильники для освещения промышленных предприятий, улиц и объектов сельскохозяйственного профиля.

Все эти виды дросселей также можно разделить по месту их расположения:

• находящиеся внутри корпуса светильника, который обеспечивает им защиту от неблагоприятных факторов внешней среды и атмосферы;
• помещенные в специальный кожух. Такое герметичное исполнение позволяет устанавливать эти приборы в осветительных сетях наружного освещения.

Ремонт светильников с перегоревшими дросселями

Светильники с перегоревшими электромагнитными дросселями можно отремонтировать самостоятельно, заменив отказавший элемент другим, например, применяемым в иных вариантах световой аппаратуры.

Например, в настольных светильниках с ЭмПРА можно использовать плату (с элементами, обеспечивающими горение лампы) от энергосберегающей лампы.

Для этого нужно найти экономичную перегоревшую лампочку (той же мощности, что и у ремонтируемой) с сохранившейся в хорошем состоянии электронной «начинкой».

Перегоревшая энергосберегающая лампа с электронной начинкой

Далее необходимо отделить от лампы цоколь вместе с платой и извлечь саму плату. При этом запомнить, где находятся выводы на высоковольтный конденсатор, на лампу и на входное напряжение питания 220 В.

Все штырьки, расположенные на плате, и конденсатор (на картинке он зеленого цвета) необходимо выпаять.

Он пойдет в нижнюю, пластмассовую часть цоколя настольной лампы.

Для этого снимаем нижнюю пластину в месте, отмеченном на рисунке, и вытаскиваем из вскрытого кожуха находящиеся в нем детали, которые были соединены при помощи латунных трубок с электродами лампы.

Вместо удаленных нами элементов к проводам, идущим на электроды, присоединяем конденсатор, выпаянный с платы, и помещаем во вскрытый кожух. После этого отделенную нами пластину возвращаем на место и приклеиваем клеем.

Помещаем во вскрытый кожух

Далее создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами, выходящими с преобразующей электронной платы, снятой с энергосберегающей лампы.

Создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами

Для этого провода с коммутирующего разъема припаиваем к контактам платы на выходе (на рисунке они находятся слева).

Плату помещаем в защитный корпус.

Зачем это нужно сделать?

Так как элементы на плате находятся под высоким напряжением, в целях электробезопасности нужно закрыть к ним доступ.

Обратите внимание

Через провода, находящиеся справа на рисунке, в схему подается входное напряжение от сети 220 В.

Для подключения используем вилку и розетку.

Включаем созданную конструкцию в сеть. Лампа загорается, светильник работает.

Такие и многие другие самоделки позволяют экономить деньги на покупке товаров, взамен вышедших из строя. При наличии некоторого объема знаний и опыта всегда есть возможность сделать нужные изменения и ремонт светильника своими руками.

Подробно о дросселе для люминесцентных ламп

Конструкция люминесцентной лампы такова, что без пускорегулирующего устройства будет очень сложно организовать ее работу. Для этого раньше использовался электромагнитный балласт или ЭмПРА (его основной элемент – дроссель), а сегодня на его смену пришел более совершенный вариант – электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Несмотря на это, сегодня все еще в ходу оба вида приборов.

Где еще применяется?

Дроссель используется все реже, быть может, со временем он выйдет из употребления за ненадобностью. Ведь подключение газоразрядной лампы таким способом является основной сферой применения данного прибора.

Дроссель играет решающую роль в работе люминесцентной лампы, так как создает приемлемые условия для работы осветительного прибора данного вида: сдерживает возрастающий ток на определенном уровне, что позволяет поддерживать достаточное значение напряжения на электродах в колбе.

Эта особенность переводит дроссель в разряд балласта. Кроме того, схема подключения люминесцентной лампы содержит еще один элемент – стартер. Он ответственен за размыкание цепи.

Это приводит к возникновению ЭДС самоиндукции в дросселе, что, в свою очередь, способствует повышению напряжения до уровня 700-1000В. Результатом данных процессов является пробой и включение люминесцентной лампы.

Принцип работы и обзор видов

Устройство дросселя для газоразрядных ламп довольно простое: по сути, это катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником.

Такой прибор используется, только если схема предусматривает подключение лампы с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата.

Электронный ПРА содержит в своей конструкции стабилизатор и преобразователь частоты, эти элементы позволяют зажечь свет, так как реализуют функции дросселя и стартера.

Чтобы ответить на вопрос, зачем нужен дроссель, рекомендуется сначала понять принцип его работы. При включении в цепь происходит сдвиг фаз между основными электрическими параметрами: напряжением и током.

Это отставание определяется такой характеристикой, как cosφ (коэффициент мощности). При определении расчетного значения активной составляющей нагрузки учитывается данная величина. Если показатель коэффициента мощности небольшой, возрастает уровень нагрузки.

Поэтому в схему включают еще и конденсатор с компенсационной функцией.

Используя данный элемент (3-5 мкФ) при подключении люминесцентных ламп, мощность которых достигает 36 Вт, можно добиться увеличения cosφ до 0,85. Минимальный предел мощности люминесцентных ламп в данном случае – 18 W. Емкость конденсатора для источников света 18 W и 36 W может быть одинаковой. Уровень выдерживаемой дросселем нагрузки должен соответствовать мощности источника света.

Различают несколько исполнений таких приборов, каждое из которых отличается по величине потери мощности:

• D (обычный);
• В (пониженный);
• С (самый низкий).

Принцип действия дросселя предполагает расход части мощности не по прямому назначению, а на нагрев прибора. Полезная работа при этом не выполняется, а значит, уровень потерь определяет эффективность функционирования: чем выше эта величина, тем больше греется дроссель для подключения люминесцентной лампы.

Основные плюсы

Несмотря на то, что сегодня популярность ЭмПРА заметно снизилась, такие приборы все равно используются. Это обусловлено рядом преимуществ:

• обеспечение безопасной работы люминесцентной лампы, для чего нужен еще и стартер;
• возможность сдерживать ток на определенном уровне;
• частичная стабилизация светового потока, но принцип работы ЭмПРА таков, что полностью убрать мерцание газоразрядных ламп невозможно;
• доступная цена.

Именно благодаря последнему фактору из вышеназванных, пускорегулирующее устройство электромагнитного типа с дросселем сегодня еще используется. Кроме того, эти приборы отличаются простотой монтажа и несложной эксплуатацией.

В случае, когда видимых причин нет, следует проверить исправность дросселя. Сделать это можно, подключив рабочую лампу накаливания. При обрыве источник света не горит, при витковом замыкании – светит в полную силу. Нормальный режим работы – вполнакала.

Варианты включения люминесцентных источников света

Схема подключения ламп данного вида через стартер и дроссель выглядит следующим образом:

Схема подключения к питанию

Можно выбрать вариант с компенсационным конденсатором или без него, все зависит от коэффициента мощности. От того, какой тип стартера используется, будет зависеть количество подключаемых последовательно ламп:

Принято считать, что без ПРА невозможно включить газоразрядный осветительный прибор. Это не совсем так. Если изменить схему, то бездроссельное подключение выполнить вполне реально.

Чтобы обеспечить нормальные условия работы люминесцентного источника света, напряжение сети должно быть удвоенным и выпрямленным, для чего в схему вводится выпрямитель.

А вместо балласта используется миниатюрная лампа накаливания, резистор или конденсатор для этой цели не подходит.

Непосредственно, схема подключения через источник света с нитью накаливания и выпрямителем:

Важно

Таким образом, газоразрядные лампы, в частности, люминесцентные исполнения, будут работать, если предусмотреть для них пускорегулирующее устройство. В зависимости от его типа (электронный или электромагнитный вариант) можно обеспечить разный уровень эффективности освещения. ЭмПРА включает в себя дроссель и стартер.

Первый из элементов создает нормальные условия для функционирования источника света (сдерживает рабочий ток на определенном уровне), поэтому считается, что без него освещение работать не будет. Но альтернатива есть – схема питания без дросселя, но с удвоенным напряжением источника питания.

(1

Можно ли обойтись без электромагнитного дросселя для работы люминесцентных ламп?

Потребность люминесцентных ламп в пусковых устройствах обусловлена особенностями конструкции. Лампа представляет собой герметично запаянную трубку, наполненную ртутными парами.

Для того чтобы она начала светиться, необходимо получить достаточной силы электрический разряд.

Под воздействием ртути разряд начинает излучать ультрафиолет, на который реагирует люминофор, покрывающий внутреннюю поверхность трубки – в итоге получаем свечение в пределах видимого человеческим глазом спектра.

Слабое место такой лампы при всех её остальных достоинствах вроде долгосрочной работы – отрицательное внутреннее сопротивление. Без пускорегулирующего аппарата светиться она не сможет. Для этих целей и служит электромагнитный балласт для люминесцентных ламп.

Принцип работы электромагнитного дросселя для люминесцентных ламп

Назначение дросселя в схеме включения люминесцентных ламп заключается:

• в подготовке катодов к эмиссии электронов, то есть, их подогреве;
• в создании напряжения для стартового разряда;
• в ограничении тока, протекающего по устройству, после старта.

Схема дросселя для люминесцентных ламп выглядит следующим образом.

1. После включения лампы ток попадает в стартер, представляющий собой группу из баллона и конденсатора, запаянную в отдельный кожух. Баллон заполнен инертным газом. Внутри него размещены биметаллические контакты. Конденсатор прикреплён к выходам этих контактов. Его основное предназначение – подавление помех.
2. Газ внутри баллона ионизируется. Ток протекает по цепи дросселя. Контакты разогреваются вместе с газом — сила тока увеличивается до 0,5 Ампера. Затем нагреваются катоды и электроны, высвободившиеся в процессе, подогревают ртутные пары в трубке лампы.
3. Ионизация завершается вместе с замыканием контактов. Стартер охлаждается и контакты размыкаются. Происходит это мгновенно. Ток перестаёт проходить через цепь стартера и катод.

Возникающая в ПРА самоиндукция накладывается на амплитудные колебания сети – происходит пробивание газового наполнения трубки – ток вновь устремляется через цепь дросселя и катод.

4. Возникший в ртутных парах разряд вызывает свечение в ультрафиолетовом спектре. Под его воздействием люминофор производит видимый человеку свет.
5. Сопротивление работающей лампы снижается. Это вызывает понижение напряжения на обмотке ПРА (до 110 Вольт).
6. Стартер отключается (его рабочее напряжение 220 Вольт) и остывает.

Недостатки ПРА — анализируем особенности конструкции

У электромагнитных ПРА немало приверженцев. Люминесцентные светильники с этим устройством просты в использовании и стоят недорого. После покупки не требуется никакой дополнительной настройки. Лампа подключается к питанию и начинает работать. А «маленькие недостатки» хозяева ей прощают, так как ценят такие осветительные приборы, прежде всего, за бюджетную цену.

Но, если проанализировать качество работы лампы с дросселем, выясняется – экономия для домашнего бюджета с таким приобретением весьма сомнительная.

https://www.youtube.com/watch?v=fShMPV3tTy8

Дроссельный пусковой механизм очень чувствителен к нестабильности сети. Малейшее колебание напряжения тут же сказывается на лампе. Она начинает мерцать, раздражая зрение и потреблять больше электроэнергии. А ещё в этот момент явственно слышится характерное гудение.

При такой работе срок эксплуатации оказывается меньшим, чем был заявлен производителем изначально.

Не меньшее влияние на продолжительность службы оказывают и другие технические особенности конструкции:

• При вспышках перед зажиганием лампы, происходящих из-за несинхронной с частотой сети работы дросселя, его изнашиваемость ускоряется в несколько раз.
• Четверть мощности осветительного прибора расходуется на разогревание электромагнитного балласта для люминесцентных ламп, что помимо потерь электроэнергии повышает опасность возникновения пожара. Ведь греется стартер иногда до 100 и больше градусов.
• Вышедший из строя конденсатор ПРА невозможно определить на глаз. Внешне всё выглядит как прежде, хотя коррекция коэффициента мощности в лампе уже не происходит.

В таком случае потребуются дополнительные знания — как проверить дроссель люминесцентной лампы.

Факт запрета Европейской комиссией двух классов ПРА из четырёх весьма красноречив. Класс D запрещён в 2004, C – в 2006 году. Сейчас на рынке можно встретить только класс B1 и В2. Это классы с пониженными потерями электроэнергии.

Конечно, каждый решает для себя сам, отдать ли предпочтение такой классике, как электромагнитный ПРА, или не пожалеть денег и найти ему альтернативу — электронный балласт для люминесцентной лампы. Без сомнения, в определённых случаях технология, отработанная в течение десятилетий, обеспечивает достаточную надёжность и является заслуженно востребованной.

Видео о том, чем отличается ПРА от ЭПРА

Дроссель для люминесцентных ламп

Содержание:

На объектах производственного, общественного и бытового назначения широко используются лампы дневного света в качестве основного источника освещения.

Они существенно отличаются от обычных ламп накаливания и не могут работать при простом подключении к сети.

Для того чтобы осуществить запуск, используется специальный дроссель для люминесцентных ламп, входящий в схему электромагнитного пускорегулирующего устройства.

Данные приборы постепенно выходят из употребления, поскольку им на смену пришла электронная пускорегулирующая аппаратура – более надежная и совершенная. Но до полного отказа от них еще далеко, поэтому для обеспечения нормальной работы ламп следует знать устройство и принцип действия этих дросселей.

Общее устройство люминесцентных ламп

Работу дросселя необходимо рассматривать только в совокупности с общей схемой люминесцентной лампы.

Наибольшее распространение в системах освещения получили устройства линейного типа, изготовленные в цилиндрической форме. Конструкция представляет собой герметичную стеклянную колбу, внутрь которой вместо воздуха закачан аргон или другой инертный газ.

В некоторых случаях используются газовые смеси. Внутреннее давление примерно в 250 раз ниже атмосферного, поэтому, когда лампа разбивается, этот процесс сопровождается хлопком.

Совет

Кроме газа, в колбу помещается определенная порция ртути, находящейся в газообразном виде из-за сильного разрежения.

Торцы трубок заканчиваются стеклянными ножками с электродами, впаянными внутрь. Они устанавливаются попарно с каждой стороны.

Каждая пара соединена вольфрамовой спиралью, покрытой специальным составом, включающим в себя оксиды бария, стронция и кальция, а также тугоплавкую циркониевую присадку.

После разогрева данного химического состава, начинается разгон свободных электронов, попадающих в свободное пространство из своей кристаллической решетки. За счет этого происходит термоэлектронная эмиссия, без которой невозможна работа люминесцентных ламп.

Снаружи концы трубок оборудованы цоколями для контактных штырьков, используемых при подключении лампы, вставленной в светильник.

Стеклянная поверхность лампы изнутри покрыта слоем люминофора, состоящего из галофосфатов кальция или ортофосфатов цинка-кальция. При попадании на него ультрафиолетового излучения, невидимого обычным зрением, начинается испускание видимого светового потока.

Химический состав люминофора оказывает влияние на цветовую температуру, цветопередачу и спектр различных люминесцентных ламп.

Преимущества светильников с люминофором

Благодаря своим конструктивным особенностям, лампы дневного света обладают многими положительными качествами, что дает возможность применять их в различных областях.

Среди плюсов, в первую очередь можно отметить следующие:

• Испускание светового потока с высокой интенсивностью.
• Свечение может производиться в широком диапазоне.
• Освещение такими лампами отличается повышенной надежностью.
• Широкий температурный диапазон рабочих режимов, благодаря которому люминесцентные светильники могут использоваться в уличном освещении.
• Во время работы корпус светильника нагревается незначительно.
• Строго определенный спектр и режим излучения, при котором свечение считается наиболее приближенным к естественному дневному освещению.
• Высокие эксплуатационные характеристики и устойчивость к износу. В среднем, такие лампы способны нормально функционировать в течение 18-20 тыс. часов.

Главная особенность люминесцентных ламп заключается в невозможности их прямого подключения к обычной электрической сети. Это связано со следующими причинами:

• Схема предполагает создание устойчивого разряда лишь после предварительного разогрева электродов. На них должен поступить стартовый импульс.
• Необходимость в ограничении возрастающей силы тока после выхода светильника из рабочего режима.

Для преодоления имеющихся ограничений в конструкцию люминесцентных ламп включена пускорегулирующая аппаратура, обеспечивающая их нормальную работу. К важнейшим компонентам данной схемы относится дроссель для люминесцентной лампы, без которого светильники не будут функционировать.

Роль дросселя в схемах пускорегулирующих устройств

Основная задача дросселя для люминесцентных ламп заключается в образовании импульса, способного пробить среду, наполненную газом.

Кроме того, он должен поддерживать установленное значение тока и напряжения на контактах и во всей схеме работающего светильника.

Принцип действия этого устройства связан с работой катушки индуктивности, извлекающей энергию из сети и превращающей ее в магнитное поле.

Точно такая же катушка входит в устройство дросселя. При замыкании контактов происходит постепенный рост тока на катушке, а после размыкания он на короткое время многократно возрастает, а потом начинает плавно снижаться.

Дроссель-трансформатор, применяемый в люминесцентных светильниках, по своей сути является такой же катушкой, внутри которой установлен ферромагнитный сердечник.

Он подходит лишь для электрических цепей, где применяется электромагнитная пускорегулирующая аппаратура.

Теперь рассмотрим не только, для чего нужен дроссель, но и как он работает

При подаче напряжения ток вначале попадает на дроссель-трансформатор, затем он поступает к первой паре электродов лампы, далее – на стартер и на вторую пару электродов, после чего возвращается в сеть.

Этого тока недостаточно для того чтобы зажечь лампу, однако, он способен разогреть электроды стартера и создать тлеющий разряд.

Он обладает напряжением, более низким чем в сети, но превышающим это значение у работающего светильника.

Обратите внимание

После разогрева в стартере биметаллического электрода, происходит его замыкание со вторым электродом, после чего в схеме происходит стремительный скачок тока и электроды в торцах лампы начинают разогреваться.

Одновременно, под действием самоиндукции, в дросселе размыкается цепь, что приводит к скачку напряжения. К нему прибавляется входное напряжение, и в совокупности они создают условия, необходимые для запуска лампы.

К этому времени электроды разогреваются до температуры, обеспечивающей начало эмиссии, а в самом дросселе образуется высоковольтный импульс.

Тлеющий разряд вначале появляется в аргоне, а после перехода ртути в состояние пара он продолжается уже в ртутных парах, после чего схема начинает стабильно работать в обычном режиме.

Напряжение на дросселе падает и соответственно уменьшается в самой лампе. Таким образом, обеспечивается защита от возникновения повторного разряда.

Непосредственное включение света происходит при совпадении фаз напряжения и импульса дросселя. Чаще всего они не совпадают по времени, поэтому стартер срабатывает насколько раз перед входом лампы в рабочий режим. В этот момент она начинает мигать, а в стартере возникают радиопомехи, подавляемые конденсатором, установленным в общем корпусе.

Таким образом, кроме зажигания люминесцентной лампы, дроссель-трансформатор ограничивает возрастающий ток до предела, после которого осветительный прибор может выйти из строя.

Классификация и разновидности дросселей

Схема люминесцентных ламп включает в себя дроссель, выполняющий ограничивающую функцию и поэтому относящийся к балласту или дополнительной нагрузке. Поскольку в этом устройстве имеют место определенные потери мощности, то все они разделяются на категории в соответствии с уровнем этих потерь. Обычный уровень соответствует классу D, пониженный – классу С, особо низкий – классу В.

Одним из физических свойств дросселя в люминесцентных лампах, является сдвиг по фазам, образующийся между током и напряжением. Отставание тока от напряжения составляет величину, обозначаемую как cos φ. С ростом этого значения приборы становятся более экономичными и эффективными.

К основным типам дросселей можно отнести следующие:

• Электромагнитные устройства, представляющие собой трансформатор, соединяемые с лампой в последовательную цепь и работающие совместно со стартером. Они отличаются простой конструкцией и низкой ценой. Серьезными недостатками в работе считаются мерцание и шум при пуске и эксплуатации, длительное включение, необходимость использования конденсатора, снижающего потери мощности.
• Электронный дроссель, не требующий стартера. Эти устройства включаются намного быстрее, с ними лампа работает ровно, без миганий и шума. Обладают компактными размерами и небольшим весом.

Люминесцентные лампы могут эксплуатироваться в разных электрических сетях. Соответственно и дроссели разделяются на однофазные, применяемые в бытовых сетях на 220 вольт, и трехфазные, устанавливаемые в светильники, освещающие промышленные предприятия, улицы и другие подобные объекты.

Дроссели могут устанавливаться в разных местах и также условно делятся на две части. Приборы открытого типа встраиваются внутрь корпуса светильника, который защищает их от всех внешних воздействий. Закрытые дроссели помещаются в герметичный влагозащищенный короб. Они используются для установки на улицах и могут выдерживать любые погодные условия.

Преимущества электронных дросселей

По сравнению с электромагнитными устройствами, электронные дроссели считаются более совершенными и эффективными. Они используются в электронной пускорегулирующей аппаратуре, обеспечивающей включение люминесцентных ламп. Массовое применение эти приборы получили сравнительно недавно и уже практически полностью заменили собой старый балласт.

Популярность и широкое применение этих изделий объясняются многими преимуществами, выявленными в процессе эксплуатации:

• Разряд высокой частоты обеспечивает повышенную световую отдачу.
• Эффект стробирования сведен до минимума, что значительно расширило сферу использования люминесцентных светильников.
• Отсутствие фальстартов и посторонних шумов, которыми страдает дроссель-трансформатор.
• Увеличенный срок службы и КПД, достигающий 97%.
• Снижение энергопотребления примерно на 30%.
• Возможность регулировки частоты, позволяет изменять мощность светильников до нужных параметров.

Дроссель для люминесцентных ламп дневного света: назначение, устройство и принцип работы

Появление и усовершенствование светодиодных ламп постепенно снижают популярность люминесцентного освещения. Но еще долго светильники «дневного света» будут пользоваться спросом у населения из-за своих положительных качеств. Современные стартеры и дроссели для люминесцентных ламп имеют высокую надежность, что способствует сохранию лидерства люминесцентного освещения.

Сам термин «дроссель» происходит из немецкого языка. В вольном переводе он означает «фильтр», или «ограничитель». Именно такую функцию и выполняет дроссель для ламп дневного света. Газоразрядные лампы в момент пробоя и стабильного горения газового разряда имеют существенные различия в своих параметрах.

В момент включения этот элемент ведет себя как дополнительное оборудование к стартеру, создавая импульс напряжения для зажигания тлеющего разряда. Потом стартер отключается, а дроссель поддерживает горение лампы и сглаживает пульсацию переменного тока.

Устройство и принцип работы

Дроссель по своему устройству — обычная индукционная катушка, рассчитанная на конкретное напряжение и силу тока. Его составляющими элементами являются:

• сердечник;
• медная проволока со специальной изоляцией;
• защитный кожух.

Так и происходит сглаживание пиков пульсации переменного тока, что обеспечивает стабильное горение тлеющего разряда внутри трубки люминесцентной лампы. Вот для чего нужен дроссель в люминесцентных лампах.

Возможные неисправности

Так как устройство данного элемента очень простое, то возможных поломок может быть только две: обрыв цепи и межвитковое замыкание. При обрыве цепи деталь полностью выходит из строя и не выполняет своих функций; её следует заменить.

При межвитковом замыкании часть обмотки выходит из строя, элемент сохраняет, как правило, свою работоспособность, но меняются его рабочие параметры. Такая неисправность более опасна, так как сразу ее диагностировать без тестера не всегда возможно. А долгое использование лампы с таким дросселем может привести к поломке всего оборудования.

Виды и модели

По типу питания дроссели бывают однофазными и трехфазными. Первые наиболее распространены и используются как для бытового, так и для промышленного освещения. Вторые менее популярны и используются только в промышленном осветительном оборудовании.

По степени потери мощности выделяют три группы: с низкой, средней и обычной потерей мощности. Их маркируют соответственно символами B, C и D.

Более современная разновидность — электронные, которые массово начали выпускаться всего несколько лет назад. У них вместо обычного сердечника и обмотки — миниатюрный инвертор. Такие детали несколько дороже обычных, но они не требуют дополнительно применять стартер для зажигания тлеющего газового разряда.

Разные люминесцентные источники света нуждаются в подключении дросселей разной мощности. Есть три группы по мощности:

• от 9 Вт до 15 Вт — предназначены для небольших настольных светильников;
• от 18 Вт до 36 Вт — для потолочных и настенных бытовых светильников;
• от 65 Вт до 80 Вт — используются в мощных промышленных светильниках и источниках света с несколькими лампами.

Обзор производителей

Для бытовых источников света лучший вариант — детали греческого производства под торговой маркой Schwabe Hellas. Широкий ассортимент по мощности позволяет подобрать необходимый элемент для любой бытовой однофазной лампы дневного света.

Хорошо себя зарекомендовали элементы финского производителя Helvar. Они славятся тем, что обладают низкими потерями мощности и практически не создают помех при работе. Для мощных промышленных люминесцентных источников света оптимальны дроссели данной фирмы мощностью 85 Вт.

Обычно дроссели и стартеры являются комплектующими элементами при продаже ламп дневного света. Но иногда возникает необходимость их замены. Рекомендуется выбирать для этого продукцию таких известных и проверенных производителей, как Navigator, Luxe и Chilisin.

Ремонт дросселей, особенно электронного типа, лучше не производить. Их устройство таково, что отремонтировать данную часть качественно в домашних условиях нет возможности из-за миниатюрных деталей. Лучше заменить элемент в сборе.

Проверку работоспособности можно произвести и без мультиметра. Достаточно подключить элемент к заведомо исправному светильнику, проверить скорость зажигания разряда и стабильность его горения.