Технические характеристики люминесцентных ламп

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 22Следующая ⇒

Тип лампы	Мощность лампы, Вт	Напряжение на лампе, В	Световой поток, лм	Светоотдача, лм/Вт	Длина лампы со штырьками, мм
ЛД-15				46, 7
ЛБ-15				54, 7
ЛД-20
ЛБ-20
ЛД-30
ЛБ-30				72, 7
ЛХБ-30				64, 7
ЛДЦ-40
ЛД-40				62, 5
ЛХБ-40
ЛБ-40
ЛД-65				61, 5
ЛБ-65		ПО		73, 8
ЛХБ-65				67, 7
ЛДЦ-80
ЛД-80				53, 7
ЛХБ-80
ЛБ-80				67, 5
ЛБ-125				46, 5	—

Из сравнения данных таблиц 1.7 и 1.6 следует, что биспиральная лампа накаливания Б-215-225-40 мощностью 40 Вт имеет световую отдачу η v=10, 3 лм/Вт (световой поток Фv = 415 лм), а люминесцентная лампа ЛД-40 той же мощности — световую отдачу η v ⁼ 62, 5 лм/Вт (световой поток Фv — 2500 лм), то есть световая отдача у люминесцентной лампы ЛД-40 больше в 6 раз, а если сравнить с лампой ЛБ-40, то больше в 7, 7 раза. Если говорить о создании одного и того же светового потока, то выбирают люминесцентную лампу, у которой мощность в 3, 5 раза меньше мощности лампы накаливания. В этом основное преимущество люминесцентных ламп. Другие их преимущества — более благоприятные спектры излучения, большой срок службы (не менее 10 000 ч вместо 1000 ч у ламп накаливания), невысокая температура поверхности трубки и меньшая яркость.

Недостатки люминесцентных ламп — необходимость запуска в работу с помощью специального пускорегулирующего аппарата (ПРА), большие габаритные размеры, чувствительность к температуре окружающей среды, зависимость работы от значительного снижения напряжения сети.

Электротехнические параметры люминесцентных ламп тесно связаны с их габаритными размерами. Наилучшим образом параметры сочетаются в лампах мощностью 40 Вт с прямолинейной трубчатой колбой длиной 1, 2 м и диаметром 40 мм (светоотдача Лу —55...80 лм/Вт, см. табл. 1.7).

Эффективность отдачи люминесцентных ламп зависит также от состава люминофоров. В то же время при указанной высокой световой отдаче ламп яркость их в десятки раз меньше яркости ламп накаливания.

Эксплуатационные показатели люминесцентных ламп непрерывно улучшаются. Разработаны лампы общего назначения, у которых средняя продолжительность горения составляет 12 000... 15 000 ч.

В процессе эксплуатации наблюдается значительный спад потока излучения люминесцентных ламп, и к концу срока службы он составляет 54...60 % номинального. Наиболее интенсивно поток снижается в начальный период эксплуатации, поэтому за номинальный принимают его значение после 100 ч работы лампы.

Работа люминесцентной лампы от сети переменного тока с частотой 50 Гц сопровождается пульсацией потока излучения. У ламп типа ЛБ свойства люминофора таковы, что коэффициент пульсации К_п = 22...25%, у ламп с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ, ЛТБЦ, ЛЕЦ) коэффициент пульсации еще больше — 40...65%.

Коэффициент пульсации светового потока

(1.36)

где Ф_max, Ф_min —максимальное и минимальное значения светового потока (определяемые по осциллограмме).

Наличие у люминесцентных ламп большой глубины пульсации светового потока приводит к тому, что при освещении движущихся предметов возникает так называемый стробоскопический эффект — зрительное ощущение множественности движущегося предмета и ложное впечатление о его неподвижности. Это приводит к искажению впечатления от освещенного объекта и вызывает быструю усталость глаз. В особенности опасно ложное впечатление о неподвижности вращающихся объектов, что может привести к травмам на производстве.

Чтобы исключить стробоскопический эффект, люминесцентные лампы включают на различные фазы сети или используют схему с расщепленной фазой. Уменьшение К_П в указанных схемах объясняется тем, что ток одной лампы отстает по фазе от тока другой, а сдвиг токов приводит к сдвигу световых потоков. В этом случае суммарный световой поток будет иметь меньшую разницу между максимальным и минимальным значениями, следовательно, и меньшее значение К_П. Так, при включении двух ламп ЛБ в расщепленную фазу или в две разные фазы К_П снижается до 10...10, 5 %. А включение трех указанных ламп в три разные фазы дает К_П = 2, 2 %.

При включении ламп ЛДЦ в аналогичных схемах коэффициенты пульсации К_п будут соответственно равны 17 и 3, 5 %.

Преимущества люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания — основные параметры люминесцентных ламп меньше зависят от отклонений напряжения питающей сети, то есть изменению напряжения на 1 % соответствует изменение светового потока на 1 %, мощности — на 2 %, срока службы — на 3...4 %. Очень мало меняется и световая отдача.

Отклонения напряжения сети в значительных пределах отрицательно сказываются на надежности работы ламп. Так, снижение напряжения более чем на 10% приводит к отказу зажигания, а снижение более чем на 20 % — к погасанию горящих ламп.

На работу люминесцентных ламп существенно влияют и факторы окружающей среды. Оптимальным интервалом рабочей температуры считается температура воздуха 18...25 " С. Отклонение ее от указанных значений приводит к уменьшению потока излучения и эффективной отдачи ламп, а также ухудшает условия их зажигания. При низких положительных значениях температуры воздуха напряжение зажигания ламп повышается на 20...25 %, при отрицательной температуре вероятность зажигания близка к нулю. Увеличение относительной влажности воздуха до 70...90 % сопровождается повышением напряжения зажигания ламп.

Стартерная схема. Стартерная схема включения люминесцентной лампы в электрическую сеть приведена на рисунке 1.23. Помимо самой лампы ЕLосновные элементы схемы: дроссель L, стартер VL и конденсаторы С1, С2. Дроссель имеет стальной сердечник и обмотку. Стартер (рис. 1.24) представляет собой миниатюрную газоразрядную лампу 3 с биметаллическим подвижным 1 и неподвижным 2 электродами, заполненную смесью 60 % аргона, 28, 8 % неона и 11, 2 % гелия.

Рис.1.24. Устройство стартера тлеющего разряда:

1-биметалический подвижный электрод; 2-неподвижный электрод; 3-газоразрядная лампа; 4-токопроводы; 5-конденсатор; 6-корпус; 7-контакты

Стеклянная колба лампы стартера помещена в металлический или пластмассовый корпус цилиндрический формы 6. Напряжение зажигания лампы составляет 70 В для стартера, рассчитанного для работы в сети 127 В, и 130 В —для стартера 220 В. Включение стартера в схему осуществляется контактами 7.

При подаче напряжения на схему ток через лампу ЕL не идет, так как для пробоя газового промежутка необходимо напряжение, превышающее напряжение сети U_с. Однако в стартере VL возникает тлеющий разряд, сопровождающийся протеканием небольшого (20...50мкА) тока в электрической цепи: дроссель, электроды люминесцентной лампы, стартер.

Биметаллический подвижный электрод 1 стартера разогревается, изгибается и замыкается на неподвижный электрод 2, что замыкает цепь электродов люминесцентной лампы через дроссель на напряжение сети. Протекающий при этом по электродам ток в 1, 4... 1, 6 раза превышает номинальный рабочий ток лампы. За 1...2 с электроды разогреваются до 700...900 °С, вследствие чего увеличивается электронная эмиссия и облегчаются условия пробоя газового промежутка. После прекращения тлеющего разряда в стартере биметаллический электрод охлаждается и, возвращаясь в исходное положение, разрывает цепь электродов люминесцентной лампы. В момент разрыва цепи возникает электродвижущая сила самоиндукции в дросселе L, пропорциональная индукции дросселя и скорости изменения тока в момент разрыва цепи Скорость разрыва цепи стартером составляет около 1...2 мкс, а электродвижущая сила достигает нескольких киловольт. Для увеличения длительности импульса высокого напряжения параллельно контактам стартера (внутри корпуса) устанавливают конденсатор С1, который уменьшает скорость изменения тока в цепи, следовательно, и электродвижущую силу самоиндукции (до 500... 1500 В), но увеличивает продолжительность ее существования (до 100 мкс). Это способствует более устойчивому зажиганию лампы. Образовавшийся за счет самоиндукции импульс повышенного напряжения прикладывается к электродам лампы. Происходит пробой газового промежутка, и лампа начинает светиться.

После зажигания лампы приблизительно половина напряжения сети будет падать на дросселе, поэтому напряжения на стартере будет недостаточно для его зажигания, то есть при работающей лампе стартер не загорается. Если лампа не зажглась, зажигание автоматически повторяется.

Таким образом, стартер VL нужен в схеме для замыкания цепи с целью разогрева электродов и последующего разрыва цепи для получения импульса повышенного напряжения.

Дроссель L служит для ограничения тока при разогреве электродов и при работе лампы, для создания импульса повышенного напряжения и для стабилизации работы лампы при изменении напряжения сети.

Конденсатор С1 увеличивает время разрыва цепи и уменьшает искрение контактов стартера, а значит, снижает радиопомехи. Значение емкости конденсатора С1= 1000...1500 пФ.

Конденсатор С2 установлен для компенсации реактивной мощности (cos φ увеличивается от 0, 5...0, 6 до 0, 92...0, 95). Значение емкости конденсатора зависит от мощности лампы и составляет З..10мкФ.

Часто в схеме применяют конденсаторы небольшой емкости для защиты электрической сети от высших гармонических составляющих, а также активное сопротивление, предназначенное для разряда емкости С2 после отключения схемы от сети.

Схема питания двух ламп с расщепленной фазой представляет собой две описанные выше стартерные схемы, одна из которых включена через фазосдвигающее устройство (емкость, индуктивность).

Бесстартерные схемы. Имеется также бесстартерная схема с расщепленной фазой для включения двух ламп способом мгновенного зажигания. Образующийся при этом сдвиг на 120° между пульсирующими потоками ламп снижает коэффициент пульсации суммарного излучения более чем в два раза.

Желание исключить из схемы стартер как ненадежный элемент привело к появлению схемы с макальным трансформатором

Рис. 1.25. Бесстартерные схемы включения люминесцентных ламп:

а — с нахальным трансформатором; б— схема мгновенного зажигания лампы; LL — дроссель; ТV— нахальный трансформатор в схеме а) и автотрансформатор в схеме б); ЕL — лампа

(рис. 1.25, а). Указанную схему относят к схемам быстрого зажигания люминесцентной лампы. Надежность зажигания в схеме обеспечивается предварительным подогревом электродов, снижающим напряжение зажигания до значения сетевого напряжения, и наличием на колбе лампы металлической полосы. Недостатк и таких бесстартерных схем — потери мощности у них выше, чем у стартерных; к тому же после зажигания лампы по нити накала электродов протекает ток подогрева, уменьшающий срок службы лампы.

На рисунке 1.25, б приведена бесстартерная схема мгновенного зажигания лампы с холодными электродами. В схеме используют напряжение 400...600 В. Этого достаточно для зажигания холодной лампы. Часть обмотки автотрансформатора ТV с большим внутренним сопротивлением создает напряжение зажигания, а часть ТV выполняет роль дросселя. За счет повышенного рассеяния в автотрансформаторе после зажигания разряда на лампе устанавливается рабочее напряжение, равное половине сетевого. Недостатки схемы мгновенного зажигания — значительная потеря мощности (до 40 % мощности лампы) и быстрое распыление оксидного покрытия электродов.

Пускорегулирующая аппаратура. Совокупность всех элементов, обеспечивающих требуемые параметры пускового и рабочего режимов газоразрядной лампы, принято называть пускорегулирующей аппаратурой (ПРА). ПРА подразделяют на стартерную, бесстартерную, токоограничивающую; выполняют в виде отдельных аппаратов или специальных блоков и устройств.

Стартерные ПРА предназначены для ограничения тока при разогреве и работе ламп и генерирования импульса повышенного напряжения.

Бесстартерные ПРА быстрого зажигания служат для предварительного разогрева электродов лампы и ограничения ее рабочего тока. Бесстартерные ПРА мгновенного зажигания обеспечивают подачу напряжения, достаточного для холодного зажигания лампы и ограничения ее тока в рабочем режиме.

Токоограничивающие ПРА предназначены для ограничения тока дампы в рабочем режиме.

Принята следующая маркировка ПРА. Первая цифра указывает число ламп, включаемых с аппаратом; следующие за ней три буквы указывают на наличие или отсутствие стартера и характер сдвига фаз (УБ — стартерный, АБ — бесстартерный быстрого зажигания; МБ — то же, мгновенного зажигания; И — индуктивный, Е —емкостный, К —компенсированный); числитель дроби показывает мощность лампы в ваттах, знаменатель — напряжение сети в вольтах; последующими буквами обозначают конструктивное исполнение (А — антистробоскопический, В — встроенный, Н — независимый) и соответствие нормам по шуму в общественных и жилых помещениях (П — с пониженным уровнем шума и др.); последняя цифра обозначает номер разработки. Пример маркировки: 1УБИ-80/220-ВП-06 означает, что пускорегули-рующий аппарат работает с одной лампой, стартерный (УБ), имеет индуктивный сдвиг фаз, рассчитан на мощность лампы 80 Вт и напряжение 220 В, встроенный, соответствует нормам по шуму, шестой разработки. Ряд заводов вместо номера разработки приводит номер серии (110, 300, 600 и т. п.) и климатическое исполнение (У — для умеренного климата, ХЛ — для холодного климата) с категорией размещения (3, 4 и т. д.) в помещениях.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒