Изучение бесстартерных схем зажигания люминесцентных ламп

(2 часа)

Цель работы.Изучить различные бесстартерные схемы включения люминесцентных ламп и разобраться в принципах их работы.

Оборудование и приборы:

1). люксметр Ю – 116;

2). люминесцентная лампа с арматурой;

3). лабораторный автотрансформатор ЛАТР-2М;

4). соединительные провода.

Объект исследования

Объектами исследования являются различные бесстартерные схемы зажигания люминесцентных ламп.

Общие положения

Наиболее часто применяемые устройства импульсного (стартерного) зажигания люминесцентных ламп обладают некоторыми существенными недостатками: неопределенным временем зажигания, перегрузкой электродов лампы при ее включении, повышенным уровнем радиопомех.

Как показывает практика, в стартерных устройствах наибольшему нагреву подвергаются участки нитей накала, к которым подводится сетевое напряжение. Здесь зачастую нить и перегорает.

Более перспективны бесстартерные устройства зажигания, где нить накала по своему прямому назначению не используется, а выполняет роль электродов газоразрядной лампы – на них подается напряжение, необходимое для поджога газа в лампе.

Вот, к примеру, устройство, рассчитанное на питание лампы мощностью до 40 Вт (рис. 1). Сетевое напряжение подается через дроссель L1 на мостовой выпрямитель VD3. В один из полупериодов сетевого напряжения конденсатор С2 заряжается через стабилитрон VD1, а конденсатор С3 – через стабилитрон VD2.

В течение следующего полупериода напряжение сети суммируется с напряжением на этих конденсаторах, в результате чего лампа EL1 зажигается.

Рис. 1. Схема устройства

После этого указанные конденсаторы быстро разряжаются через стабилитроны и диоды моста и в дальнейшем не оказывают влияния на работу устройства, поскольку не в состоянии заряжаться – ведь амплитудное напряжение сети меньше суммарного напряжения стабилизации стабилитронов и падения напряжения на лампе.

Резистор R1 снимает остаточное напряжение на электродах лампы после выключения установки, что необходимо для безопасной замены лампы. Конденсатор С1 компенсирует реактивную мощность.

В такой схеме пары контактов разъема каждой нити накала можно соединить вместе и подключить к «своей» цепи – тогда в светильнике будет работать даже лампа с перегоревшими нитями.

К другой группе бесстартерных ПРА относятся аппараты, зажигающие ГЛ с подогревными электродами переменным напряжением, не имеющим импульсной формы. Для обеспечения требуемой температурной подготовки электродов ЛЛ перед их зажиганием в этих ПРА в основном используются накальные трансформаторы НТ.

На рис. 2а представлена схема с компенсацией напряжения подогрева после зажигания лампы. Напряжение зажигания ЛЛ должно быть меньше напряжения сети, а m = U_л/U  0,7. Подогрев электродов ЛЛ в рабочем режиме компенсирован. Эта схема не может быть выполнена с емкостным балластом, поэтому компенсация реактивной мощности возможна только включением компенсирующего конденсатора параллельно сетевым выводам. В схеме (рис. 2б) может использоваться как индуктивный, так и емкостно-индуктивный балласт, так что возможны сглаживания пульсаций светового потока по схеме с расщепленной фазой и повышение коэффициента мощности.

Подогрев электродов в схеме рис. 2б не компенсируется, поэтому ЛЛ должны иметь электроды, не теряющие эмиссионных свойств при длительном подогреве большим током в рабочем режиме и обладающие малым внутреннем сопротивлением для уменьшения потерь в ПРА.

Резонансные схемы содержат индуктивно-емкостные элементы, что позволяет надежно зажигать ЛЛ с U_з > U_c. В схеме (рис. 3) в режиме холостого хода резонансная цепочка: дроссель Др, первичная обмотка накального трансформатора w₁ с приведенным к ней сопротивлением вторичной цепи и конденсатор С – обеспечивает U_з на параллельных ЛЛ элементах, в 1,3-1,5 раза превосходящее напряжение сети.

а)

б)

Рис. 2. Простейшие бесстартерные схемы включения ЛЛ

Рис. 3. Резонансная бесстартерная схема включения ЛЛ

После зажигания ЛЛ напряжение на параллельной ей ветви снижается, что приводит к компенсации подогрева электродов.

Ход работы

1. Собрать различные бесстартерные схемы включения люминесцентных ламп (рис. 4).

2. Замерить время зажигания люминесцентных ламп при различных бесстартерных схемах включения и сравнить со временем зажигания в установках со стартерным устройством зажигания.

3. Замерить величину напряжения зажигания люминесцентной лампы при различных бесстартерных схемах включения и сравнить с величиной напряжения зажигания люминесцентной лампы в установках со стартерным устройством зажигания.

 4. Разобрать схему, сделать выводы.

Рис. 4. Схема включения светильника с ЛЛ в сеть

Контрольные вопросы

1. Принцип работы электронных ПРА.

2. Принцип работы бесстартерных схем зажигания люминесцентных ламп.

3. Что понимается под качеством освещения?

4. Что такое коэффициент пульсации К_п?

5. Что такое цилиндрическая освещенность и как она вычисляется?

Литература

1. Бенцигер Т. Д. Светорегулирование в осветительных системах // Светотехника. 2002. - №1.- С.27-30.

2. Епанешников М.М. Электрическое освещение. – М.: Энергия. 1978. - 351 с.

3. Канисов И.Я., Мясоедова Е.И. Определение показателя неравномерности. // Светотехника. - 1977, №2. - С. 10-12.

4. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. – М.: Энергия,1976.- 384 с.

5. Кроль И.И., Тищенко Г.А. Распределение яркости в поле зрения и зрительная работоспособность. // Светотехника. – 1964. -  №10. - С. 1-7.

6. Оболенцев Ю.Б., Гнидин Э.Л. Электрическое освещение общепромышленных помещений. - Гомель, 2006. http://electrolibrary/narod/ru/libro/htm.

7. Омаров Б. Рекомендации по проектирования компактных пускорегулирующих устройств на базе микросхемы IK51H420 // Компоненты и технологии. - 2003.

8. Пляскин П.В., Федоров В.В., Буханов Ю.А. Основы конструирования электрических источников света. - Гомель, 2006. http://electrolibrary/narod/ru/libro/htm.

9. Поляков В. Д. Сравнительный анализ устройств электропитания дуговых разрядных ламп высокой интенсивности.//Электротехника.- 2000.- №12.- С. 35-39.

10. Тищенко Г.А. Осветительные установки. - Гомель, 2006. http://electrolibrary/narod/ru/libro/htm.

11. ГОСТ 2239-79. Лампы накаливания общего назначения. Технические условия. М.: Изд. стандартов, 1991.

12. ГОСТ 6825-91. Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения. - М.: Изд. стандартов, 1991.

13. ПУЭ Раздел 6. Электрическое освещение. Изд. п/а ISN 5936301206.

14. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

15. Справочная книга по светотехнике //(под редакцией Ю.Б. Айзенберга). - М.: Энергия, 1983. - 472 с.

16. Строительные нормы и правила. Естественное и искусственное освещение. 23-05-95 г.-М.: М-во стандартов РФ, 1995.

Содержание

Введение----------------------------------------------------------------------4

Лабораторная работа № 1. Исследование световых характеристик различных типов ламп накаливания---------------------------------------------9

Лабораторная работа № 2. Исследование процесса электрического разряда в газах------------------------------------------------22

Лабораторная работа № 3. Исследование световых характеристик разрядных ламп высокого давления. Дуговые ртутные лампы с люминофором (ДРЛ)-------------------------------------------------------------29

Лабораторная работа № 4. Изучение элементов автоматического управления освещением микрорайона---------------------------------------37

Лабораторная работа № 5. Исследование характеристик теплового преобразователя излучения---------------------------------------42

Лабораторная работа № 6. Изучение разрядных ламп высокого давления. Дуговые ртутные разрядные лампы (ДРТ)--------------------49

Лабораторная работа № 7. Исследование светотехнических характеристик светильников местного освещения типа СМО - 1 с лампами накаливания------------------------------------------------------------57

Лабораторная работа № 8. Исследование светотехнических характеристик светильников местного освещения типа МЛ с люминесцентными лампами---------------------------------------------------65

Лабораторная работа № 9. Исследование неравномерности освещенности от светильников местного освещения с лампами накаливания (ЛН) и компактными люминесцентными лампами (КЛЛ)--------------------------------------------------------------------------------71

Лабораторная работа № 10. Исследование влияния различных типов ПРА для светильников с ЛЛ на качество освещения------------77

Лабораторная работа № 11. Исследование электротехнических характеристик импульсных ламп----------------------------------------------85

Лабораторная работа № 12. Изучение бесстартерных схем зажигания люминесцентных ламп--------------------------------------------92

Литература-------------------------------------------------------------------99

РЫБАКОВ Леонид Максимович

ГРАЧЕВ Александр Сергеевич

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнениюлабораторных работ

для студентов специальности 100400 - электрическое освещение

Литературный редактор

Е.Г.Смоляр

Компъютерная верстка

Ю.А.Солуданов

Тем. план 2007 г. № 62.

Подписано в печать               Формат 60х84/16

Усл. печ. л.     Уч.-изд. л.

Тираж 100. Заказ №2400

Оригинал-макет подготовлен к печати в РИО и отпечатан ООП

ГОУВПО «Марийский  государственный университет»

424001, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 1