Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Правильное подключение лампы дрл

Основные функциональные части обычной лампы ДРЛ

Главные элементы современной дуговой ртутной люминесцентной или люминофорной лампы:

  • цокольное основание, подключаемое к патрону осветительного прибора;
  • кварцевая горелка, являющаяся центральным механизмом осветительного прибора;
  • стеклянный баллон, служащий основной защитной оболочкой всех внутренних элементов.

Как и большинство традиционных ламп, ртутно-люминесцентный источник освещения представляет собой стеклянный баллон, в нижней части которого устанавливается цоколь с резьбой. Свечение происходит за счёт наличия ртутно-кварцевой горелки, которая имеет форму трубки и заполняется смесью на основе аргона и ртути.

Четырех-электродные лампы оснащаются основными и дополнительными электродами, которые соединяются с главными катодами посредством противоположных полярностей при наличии дополнительного угольного резистора. Добавочные электроды не только стабилизируют работу осветительного прибора, но также способствуют значительному упрощению процесса зажигания.

Основной функцией цокольной части является прием сетевой электроэнергии посредством точечного и резьбового элемента с контактов патрона, который вмонтирован в осветительный прибор.

На следующем этапе осуществляется передача электрической энергии на электроды.

Внутри кварцевой колбы присутствует пара ограничителей сопротивления, которые включены в одну цепь с дополнительными электродами.

Особенностью внутренней поверхности стеклянной колбы является слой люминофора, который и отвечает за свечение.

При выборе ДРЛ-лампы нужно обращать внимание на параметры, представленные напряжением питания, мощностью, световым потоком, продолжительностью свечения, видом цокольной части, габаритами и общим весом изделия

Особенности работы дросселя переменного тока

Дроссель переменного тока, так же как и любой другой дроссель представляет собой катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником. Данный тип дросселя включается последовательно с нагрузкой, аналогично сглаживающему дросселю, но в отличие от него, протекающий ток через дроссель переменного тока не имеет постоянного тока подмагничивания. В связи с этим дроссель переменного тока широко применяется в балластных и токоограничительных цепях, мощных антенных и фильтрующих устройствах, а так же в различных импульсных преобразователях напряжения.

В независимости от применения дросселя в схеме его работа основана на зависимости его реактивного сопротивления XL от частоты f протекающего через него тока IH и падении напряжения на дросселе UL

Таким образом, величина напряжения на дросселе UL определяется индуктивностью дросселя L и параметрами тока, протекающего через дроссель: частота тока f и значение тока в цепи IH.

Как работает дроссель


Дроссель

Во всех переключающих регуляторах индуктор используется в качестве устройства накопления энергии. Когда полупроводниковый переключатель включен, ток в индукторе увеличивается и энергия накапливается. Когда выключатель выключается, эта энергия высвобождается в нагрузку. Количество накопленной энергии определяется как Энергия = ½L·I 2 (Дж)

Величина, на которую ток в катушке индуктивности изменяется во время цикла переключения, называется пульсирующим током и определяется следующим уравнением:

Где V l – напряжение на катушке индуктивности, di – ток пульсации, а DT – длительность, в течение которой подается напряжение. Отсюда видно, что значение пульсационного тока зависит от значения индуктивности.

Для понижающего преобразователя выбор правильного значения индуктивности важен для получения приемлемых размеров индуктивности выходного конденсатора и достаточно низкой пульсации выходного напряжения.

Ток индуктора состоит из компонентов переменного и постоянного тока. Поскольку компонент переменного тока является высокочастотным, он будет проходить через выходной конденсатор, который обеспечивает низкий ВЧ-импеданс. Это создаст пульсации напряжения из-за эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора (ESR), которое появляется на выходе понижающего преобразователя. Это пульсирующее напряжение должно быть достаточно низким, чтобы не влиять на работу цепи, которую поставляет регулятор.


Дроссель в собранной схеме

Выбор правильного пульсирующего тока также оказывает влияние на размер индуктора и выходного конденсатора. Этот конденсатор должен иметь достаточно высокий номинальный ток пульсации, иначе он перегреется и высохнет. Чтобы получить хороший компромисс между размерами индуктора и конденсатора, вы должны выбрать значение пульсационного тока от 10 % до 30 % от максимального тока нагрузки. Это также подразумевает, что ток в катушке индуктивности будет непрерывным для выходных токов, превышающих 5–15 % от полной нагрузки.

Вы можете использовать индукторы понижающего преобразователя в непрерывном или прерывистом режиме. Это означает, что ток индуктора может течь непрерывно или падать до нуля во время цикла переключения (прерывистый). Однако работа в прерывистом режиме не рекомендуется, так как это делает конструкцию преобразователя более сложной. Выбор пульсирующего тока индуктивности менее чем в два раза ниже минимальной нагрузки обеспечивает работу в непрерывном режиме.

При подборе индуктора для понижающего преобразователя, как и для всех переключающих регуляторов, вам необходимо определить или рассчитать следующие параметры:

  • максимальное входное напряжение;
  • выходное напряжение;
  • частоту переключения;
  • максимальный ток пульсации;
  • рабочий цикл.

Например, для понижающего преобразователя выберем частоту переключения 200 кГц, диапазон входного напряжения 3,3 В ± 0,3 В и выход 1,8 В при 1,5 А с минимальной нагрузкой 300 мА.


Дроссель в блоке питания

Для входного напряжения 3,6 В рабочий цикл будет:

Где V o – выходное напряжение, а V i – входное напряжение.

Напряжение на индуктивности:

При выборе пульсирующего тока 600 мА необходимая индуктивность: L = V l. Dt / di = (1,8 × 0,5 / 200 × 103 ) / 0,6

Чтобы разрешить некоторый запас, вы должны выбрать значение 10 мкГн. Это дает номинальный пиковый ток пульсации 450 мА. В готовом проекте это можно рассматривать как выходное пульсирующее напряжение 0,45 × ESR выходного конденсатора.

Регулировка тока


Пример дросселя для сварочного аппарата собранный своими руками

И как же сделать наш шов аккуратным и главное прочным? Правильно, нам понадобиться хорошо отрегулировать ток.

Для этого существует несколько методов:

  1. Стабилизация, при которой мы увеличиваем и уменьшения расстояния между элементам и сварочным аппаратом. Это наиболее известны способ. То есть что сила тока была меньше, мы должны развести разрезанный сердечник трансформатора. Индукция упадет, а сила тока поползет вниз за ней. Если ваш аппарат большой, то это его плюс так как контролировать ток на нем легче, поскольку интервал регулирования зависим от масштабов доступного размера в теле аппарата.
  2. Контроль тока на обмотке трансформатора. Это способ просто на просто игнорирует часть катушки, чем увеличивает напряжение, ведь путь, что преодолевает ток становиться меньше. Ну и, то есть если этот самый путь становиться больше, то путь нужно продлить.
  3. Но также можно контролировать с помощью стальной пружины, к которой мы крепим клемма последовательно. Этот метод мог бы быть хорош, поскольку по не много настраивает ток, но есть нюанс. Этот способ крайне небезопасен, так как разжаренная пружина оказывается в ногах мастера, если вы цените свое здоровье и вам не хочется поджариться, это метод не для вас.

Такая катушка решит практически все ваши проблемы со стабилизацией напряжения. На самом деле оно всегда готова восполнит недостачу этого напряжения, или забрать излишки, что бы позже вновь использовать.

Принцип работы люминесцентного светильника

Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания. Сопротивление между электродами в холодном состоянии большое, и величина тока, протекающего между ними, недостаточна для возникновения разряда. Для зажигания требуется импульс высокого напряжения.

Лампа с зажженным разрядом характеризуется низким сопротивлением, которое имеет реактивную характеристику. Для компенсации реактивной составляющей и ограничения протекающего тока последовательно с люминесцентным источником света включается дроссель (балласт).

Многим непонятно, для чего нужен стартер в люминесцентных лампах. Дроссель, включенный в цепь питания совместно со стартером, формирует импульс высокого напряжения для запуска разряда между электродами. Так получается потому, что при размыкании контактов стартера на выводах дросселя формируется импульс ЭДС самоиндукции величиной до 1кВ.

Watch this video on YouTube

Для чего нужен дроссель

Использование дросселя для люминесцентных ламп (балласта) в цепях питания необходимо по двум причинам:

  • формирование напряжения запуска;
  • ограничение тока через электроды.

Принцип работы дросселя основан на реактивном сопротивлении катушки индуктивности, которой является дроссель. Индуктивное сопротивление вносит сдвиг фаз между напряжением и током, равный 90º.

Из того, что ограничивающей ток величиной, является индуктивное сопротивление, следует, что дроссели, предназначенные для ламп одной мощности, нельзя использовать для подключения более или менее мощных устройств.

В некоторых пределах возможны допуски. Так, ранее отечественная промышленность выпускала люминесцентные светильники с мощностью 40 Вт. Дроссель 36W для люминесцентных ламп современного производства можно без опасений использовать в цепях питания устаревших светильников и наоборот.

Отличия дросселя от ЭПРА

Дроссельная схема включения люминесцентных источников освещения отличается простотой и высокой надежностью. Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска.

В то же время схема имеет существенные недостатки, которые заставили искать новые решения включения ламп:

  • длительное время запуска, которое увеличивается по мере износа лампы или снижения напряжения питания;
  • большие искажения формы напряжения питающей сети (cosф<0.5);
  • мерцание свечения с удвоенной частотой питающей сети из-за малой инерционности светимости газового разряда;
  • большие массо-габаритные характеристики;
  • низкочастотный гул из-за вибрации пластин магнитной системы дросселя;
  • низкая надежность запуска при отрицательных температурах.

Проверка дросселя ламп дневного света затрудняется тем, что приборы для определения короткозамкнутых витков распространены мало, а при помощи стандартных приборов можно только констатировать факт наличия или отсутствия обрыва.

Для устранения указанных недостатков разработаны схемы электронной пуско-регулирующей аппаратуры (ЭПРА). Работа электронных схем основана на другом принципе формирования высокого напряжения запуска и поддержания горения.

Watch this video on YouTube

Высоковольтный импульс генерируется электронными компонентами, а для поддержки разряда используется высокочастотное напряжение (25-100 кГц). Работа ЭПРА может осуществляться в двух режимах:

  • с предварительным подогревом электродов;
  • с холодным запуском.

В первом режиме на электроды подается низкое напряжения в течение 0.5-1 секунды для первоначального нагрева. По истечении времени подается высоковольтный импульс, из-за которого происходит зажигание разряда между электродами. Данный режим технически реализуется сложнее, но увеличивает срок службы ламп.

Режим холодного запуска отличается тем, что напряжение запуска подается на непрогретые электроды, вызывая быстрое включение. Такой способ запуска не рекомендован для частого использования, поскольку сильно сокращает срок работы, но его можно использовать даже с лампами с неисправными электродами (с перегоревшими нитями накала).

Схемы с электронным дросселем имеют такие преимущества:

полное отсутствие мерцания;
широкий температурный диапазон использования;
малые искажения формы напряжения сети;
отсутствие акустических шумов;
увеличение срока службы источников освещения;
малые габариты и вес, возможность миниатюрного исполнения;
возможность диммирования — изменения яркости путем управления скважности импульсов питания электродов.

Проверка дросселей

В случае если лампа вдруг перестала работать. Сначала необходимо убедиться в исправности балласта. Для этого дроссель извлекается из корпуса устройства для проведения диагностики.

Неисправности дросселей

Наиболее часто возникают такие поломки:

  • Обрыв обмотки. Нередко такое случается с низкокачественными катушками, выполненными из недостаточно очищенной меди или алюминия;
  • Замыкание витков. Данная поломка возможна, если изоляция проводников выполнена с использованием некачественного лака;
  • Повреждение контактных клемм. Если контакты неплотно прикручены к площадкам, на них может появиться нагар, который будет препятствовать прохождению тока.

Если позволяет конструкция светильника, его рекомендуется демонтировать целиком для последующей диагностики, а не извлекать отдельные неисправные элементы

Проверка дросселей

Обрыв легко определяется с помощью тестера. Для этого щупами измерительного прибора, включенного в режим теста целостности цепи, касаются клемм балласта в режиме. Звуковой сигнал сигнализирует о том, что катушка исправна.

Межвитковое замыкание диагностировать труднее. Необходимо знать индуктивность исправной катушки. Данную информацию можно получить, изучив надписи на балласте, посетив сайт изготовителя или измерив данную величину у заведомо исправного устройства.

Также следует проверить, не пробивает ли обмотка на корпус, что также будет сигнализировать о неисправности катушки. Для этого одним щупом тестера в режиме теста целостности цепи прикасаются к корпусу катушки, а другим – последовательно к обоим контактам катушки. Звуковая индикация должна отсутствовать.

Замена

Чтобы заменить вышедший из строя балласт, его демонтируют из светильника. Для демонтажа необходимо снять декоративную панель и отражатель. Для того чтобы не повредить лампы, их рекомендуется тоже извлечь. Делать это следует аккуратно, чтобы не повредить хрупкие колбы.

Сам балласт закреплен с помощью винтов в корпусе светильника. Работать под потолком не всегда удобно. Если позволяет конструкция светильника, его рекомендуется демонтировать целиком для последующей диагностики, а не извлекать отдельные неисправные элементы.

Устройство прибора

Выполняется этот элемент из проволочного вида проводника, наматываемого в виде спирали. Этот проводник может быть как многожильным, так и одножильным. Проволока может наматываться на диэлектрический каркас или использоваться без него. Если применяется основание, то оно может быть выполнено круглым, прямоугольным или квадратным сечением. Физически же дроссель состоит из одного или множества витков проводника.

При изготовлении дросселя используются следующие разновидности намотки:

  • прогрессивная — шаг витков плавно изменяется по всей длине конструкции;
  • универсальная — расстояние между витками одинаковое.

Первый тип используется при создании изделий, предназначенных для работы на высоких частотах, при этом уменьшается значение паразитной ёмкости. Такая намотка может быть однослойной или многослойной, причем даже разного диаметра. В качестве материала для изготовления проводника используется медь.

Увеличение индуктивности достигается путём добавления ферромагнитного сердечника. В зависимости от назначения устройства используют разные его виды, например, для подавления высокочастотных помех — феррит, флюкстрол или карбонил, для фильтрации звуковой частоты — пермаллой. В то же время для дросселя, работающего со сверхвысокими частотами, применяют латунь. Магнитопровод рассчитывается так, чтобы избежать режима насыщения (падения индуктивного сопротивления).

Чтобы избежать насыщения в дросселях, магнитопровод изготавливается с зазором. При изготовлении дросселя стараются обеспечить:

  • необходимую индуктивность;
  • величину магнитной индукции, исключающую насыщение;
  • способность выдерживать необходимый ток.

Для этого обычно сначала рассчитывается зазор и число витков исходя из силы тока и индуктивности, а после определяется максимально возможный диаметр проволоки. В цифровых малогабаритных устройствах дроссель изготавливается в плоском виде. Достигается это путём печатания проводниковой дорожки в виде круговой или зигзагообразной линии.

Подбор дросселя моторного

На выходе ПЧ устанавливается дроссель моторный, который:

  • подавляет высокочастотные гармоники в токе;
  • ограничивает амплитуду тока короткого замыкания;
  • снижает выбросы напряжения, возникающие в обмотках;
  • уменьшает скорость повышения аварийного тока КЗ.

Каждой модели ПЧ соответствует определенный тип выходного дросселя. Возможен подбор моторного дросселя другой марки – в этом случае индуктивность и параметры тока будут отличаться, поэтому нужно следить за тем, чтобы:

  • Прибор работал в определенном частотном диапазоне.
  • В сети было соответствующее напряжение.
  • Индуктивность дросселя была достаточно высокой, чтобы обеспечить его эффективность.

Виды и характеристики

Главной характеристикой дросселя, безусловно, является индуктивность. Но, кроме неё, существует ряд номинальных параметров, характеризующих элемент как изделие. Именно они определяют возможности использования устройства и его срок службы. Основными из них являются:

  1. Мощность — определяется типом сердечника и поперечным сечением провода. Обозначает величину сигнала, которую может выдержать дроссель. Единицей измерения служит ватт.
  2. Добротность и угол потерь — характеризуют качество устройства. Чем больше добротность и меньше угол, тем выше качество.
  3. Частота тока — f, Гц. В зависимости от неё дроссели разделяют на низкочастотные, имеющие границы колебаний 20−20 000 Гц, ультразвуковые — от 20 до 100 кГц и сверхвысокие — больше 100 кГц.
  4. Наибольшее допустимое значение тока — I, А.
  5. Сопротивление элемента в неподключенном состоянии — R, Ом.
  6. Потери в магнитопроводе — P, Вт.
  7. Вес — G, кг.

Современная промышленность изготавливает электромагнитные дроссели, отличающиеся не только по характеристикам, но и по видам. Они выпускаются цилиндрической, квадратной, прямоугольной и круглой формы. А также они различаются по типу цепи, для которой предназначены, и могут быть однофазными или трёхфазными.

Условно дроссели можно разделить на три типа:

  1. Сглаживающие. Используются для фильтрации переменной составляющей сигнала, уменьшая её значение. Такие элементы ставятся на входе или выходе выпрямительных или преобразующих части схем.
  2. Переменного тока. Ограничивают его величину при резком скачке.
  3. Насыщения. Управляют индуктивным сопротивлением за счёт периодического подмагничивания.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации