Назначение и подключение дросселя для ламп дневного света

В условиях постоянного роста тарифов на использование электроэнергии, значительно увеличился спрос населения на более экономичные люминесцентные лампы (лампы дневного света).

Существует достаточно много вариантов их внешнего вида, однако, все они внутри устроены одинаково.

Внутри стеклянной колбы, какой бы формы она ни была, имеются:

1. Инертный газ с парами ртути.
2. Спиральные электроды. Люминесцентное покрытие (люминофор), нанесенное на стенки колбы.

Принцип работы заключается в следующем: под действием электрического тока, спирали (электроды) раскаляются и зажигают газ, под действием которого начинает светиться люминофор.

Из-за ограниченных размеров электродов, напряжения бытовой электросети недостаточно для их розжига. Поэтому, для розжига электродов применяют специальный элемент – дроссель. Кроме того, во избежание перегрева спирали, используется еще один элемент – стартер, который после зажигания газа отключает накал электродов.

Конструктивно, дроссель (ЭмПРА) представляет собой катушку индуктивности со специальным ферромагнитным сердечником. Как правило, катушка с сердечником помещена в металлический корпус.

Принцип действия

Принцип работы лампы дневного света

В момент включения, первым начинает работу стартер. Он прогревает биметаллические электроды, в результате чего происходит их короткое замыкание. После этого, ток в цепи ограничиваясь только внутренним сопротивлением дросселя, резко возрастает (более чем в 3 раза). Электроды лампы мгновенно разогреваются, а биметаллические контакты стартера, остывая, размыкают цепь запуска.

В момент разрыва электрической цепи в ЭмПРА, благодаря эффекту самоиндукции, возникает высоковольтный импульс (800-1000 В), который обеспечивает электрический разряд в среде инертного газа.

Под действием этого разряда, начинается невидимое ультрафиолетовое свечение паров ртути, которое, воздействуя на люминофор, заставляет его светиться в видимом спектре.

При дальнейшей работе, электрический ток равномерно распределяется между дросселем и лампой, обеспечивая таки образом стабильную работу. При этом, пускорегулирующий аппарат (ПРА) не расходует энергию, а только накапливает ее и преобразовывает.

После зажигания газа, напряжение в колбе не превышает половины напряжения электросети, что недостаточно для последующего замыкания контактов стартера. Таким образом, при устойчивом свечении, стартер не участвует в рабочем процессе и его контакты остаются разомкнутыми.

Избежать этого эффекта помогает использование так называемого электронного дросселя (ЭПРА), принцип действия которого заключается в следующем:

1. Низкочастотное напряжение бытовой электросети преобразуется в постоянное.
2. Полученное постоянное напряжение инвертируется в высокочастотное (до 133 кГц) переменное напряжение.
3. При подключении ЭПРА происходит резкое увеличение силы тока и напряжения до величин, достаточной для прогрева электродов и возникновения газового разряда.
4. После начала свечения люминофора, напряжение на электродах уменьшается до величины напряжения свечения, а частота импульсов изменяется до уровня, при котором устанавливается ток номинального значения.

Использование электронного балласта позволяет обеспечить розжиг электродов мгновенно и при этом избавиться от неприятного “моргания”.

Виды

Существует несколько способов классификации ПРА, используемых в схемах подключения люминесцентных ламп.

При этом, их различают по:

1. Принципу работы:
   • ЭмПРА (электромагнитные дроссели);
   • ЭПРА (электронные балласты);
2. По уровню потери мощности, (уровень потери энергии дросселя может составлять от 15 до 100% мощности лампы):
   • D (обычный);
   • С (пониженный);
   • В (особо низкий);
3. По уровню звукового шума:
   • Н (нормальный);
   • П (пониженный);
   • С (очень низкий);
   • А (особо низкий);

Подключение лампы дневного света

Схема подключения

В общем случае, ЭмПРА к лампе дневного света подключается по последовательной электрической схеме. При этом, стартер подключается параллельно лампе, а параллельно электрической сети подключается компенсационный конденсатор, который служит для коррекции коэффициента мощности.

Электрическая схема подключения электронного балласта (ЭПРА) к люминесцентной лампе еще проще. В ней вообще отсутствуют дополнительные радиоэлементы.

Существует также большое количество электрических схем подключения ламп дневного света вообще без стартера или любых видов ПРА. Среди них особенно популярна электрическая бездроссельная схема, применение которой нисколько не изменяет технических характеристик люминесцентной лампы, но зато значительно продлевает срок ее службы.

Неисправности и ремонт электромагнитного ПРА

Чаще всего, источником неисправностей, связанных с применением ламп дневного света, является электрическая схема включения ПРА и стартера.

Мгновенно определить причину неисправности достаточно сложно, однако, существуют характерные визуальные эффекты, позволяющие выделить среди причин, вызвавших дефект, неисправный дроссель.

К таким визуальным эффектам относятся:

1. “Огненная змейка”, вьющаяся по колбе. Ее появление свидетельствует о том, ток в лампе превышает допустимое значение, вследствие чего, электрический разряд стал нестабильным. Если при проверке вольт-амперной характеристики лампы, выявлены несоответствия заданным параметрам, то дроссель нужно менять.
2. Потемнение колбы в зоне выходных контактов. Если потемнела колба в зоне цоколя, значит лампа скоро выйдет из строя. Основная причина этого явления – несоответствие значений пускового и рабочего тока вольт-амперной характеристике. Это чаще всего связано с неисправностью ПРА.
3. Перегоревшие спирали. Чаще всего, спирали в лампе дневного света перегорают по причине сильной изношенности изоляции обмотки ЭмПРА.
4. Запах гари или появление посторонних звуков. Возможно межвитковое замыкание в катушке индуктивности.
5. Лампа не включается. Причиной также может быть неисправный ПРА, в котором произошел обрыв провода в обмотке. Правда этот вид неисправности встречается редко.

Ремонт

Самостоятельный ремонт ПРА рекомендуется проводить только специалистам, имеющим определенный опыт в осуществлении слесарных и электро-монтажных работ. Кроме того, необходимо наличие измерительных приборов и знание основных правил техники безопасности.

Приступая к замене или ремонту дросселя, необходимо отключить светильник от сети электропитания. Простое отключение его с помощью выключателя не избавит его от наличия напряжения на лампе.

Только после этого можно приступить к демонтажу ПРА и установке на его место нового. При этом, необходимо внимательно следить за тем, чтобы соединить провода в том же порядке, в каком они были подключены ранее.

ВАЖНО: схемы подключения конкретных моделей нанесены на их корпусах. Там же указывают рабочее напряжение и электрическое сопротивление обмотки индуктивности.

Использование мультиметра

На определенном этапе проведения ремонтных работ, можно воспользоваться мультиметром.

С его помощью можно определить:

1. Целостность обмотки катушки индуктивности и ее электрическое сопротивление.
2. Наличие межвиткового замыкания.
3. Наличие обрыва в обмотке катушки индуктивности.

Однако, ремонт обмотки катушки индуктивности – дело не простое и также требует определенных навыков. Поэтому, в случае необходимости, проведение таких работ лучше поручить специалистам.

Советы

Выбирая новый ПРА:

1. Необходимо обратить особое внимание на бренд изготовителя. Как правило, приобретение дешевого изделия неизвестного производителя гарантирует низкое качество изготовления. Надежный ПРА должен обеспечить надежную работу в течение не менее 3-х лет.
2. На рынке можно случайно приобрести бракованное изделие. Поэтому, если позволяет бюджет, лучше приобрести несколько штук и договориться с продавцом о последующем возврате оставшихся.
3. Лучше посоветоваться с людьми, имеющими определенный опыт работы с люминесцентными осветительными приборами.

В настоящее время, электронные ПРА, несмотря на относительно высокую цену, приобретают все большую популярность.

Ведь их использование позволяет:

1. Увеличить срок службы ламп дневного света за счет применения щадящих режимов запуска и дальнейшего функционирования. Кроме того, в схеме подключения отсутствует часто ломающийся стартер.
2. Полностью избавиться от шума и “моргания” в процессе эксплуатации.
3. Получить до 20% экономии электроэнергии.