Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Принцип работы стартеров люминесцентных ламп

Стартер представляет собой маленькую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба заполняется инертным газом (неон либо смесь гелий-водород) и помещается в железный либо пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно. В неких конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует. Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод недвижный, а 2-ой подвижный, сделан
из биметалла. В истинное время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у каких оба электрода изготовляются из биметалла. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сопоставлению с несимметричной.
Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким макаром, чтоб оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.
При включении схемы на на­пряжение сети оно стопроцентно окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем появляется тлеющий разряд. В цепи будет проходить маленький ток (20-50 ма). Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере закончится. Через дроссель и поочередно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, избираемым таким макаром, что­бы ток подготовительного обогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превосходил номинальный ток лампы. Продолжительность предваритель­ного обогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми. Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, именуемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются. Потому что дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе появляется большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.

После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет приблизительно равным половине номинального напряжения сети. Потому что стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.
Возможность зажигания лампы находится в зависимости от длитель­ности подготовительного обогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера. Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с. и, как следует, приложенного к лампе напряжения возможно окажется недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Потому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу автоматом будет повторять описанный процесс до того времени, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до10 сек.
Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф. Этот конденсатор обыч­но располагается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: понижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор влияет па процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и наращивает его продолжительность. При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень стремительно воз­растает, достигая нескольких тыщ вольт, но продолжи­тельность его деяния очень маленькая. В этих усло­виях резко понижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает возможность сваривания либо, как молвят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электронной дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор содействует резвому гашению дуги.
Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного угнетения радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой. Потому нужно дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью более 0,008 мкф каждый, соединен­ных поочередно, и среднюю точку заземлить.

Одним из рекомендуемых методов понижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совсем однообразные части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник. Любая часть дросселя соединена поочередно с одним из катодов лампы. При включении такового дрос­селя с лампой оба ее катода работают в схожих критериях, что понижает уровень радиопомех. В текущее время, обычно, выпускаемые индустрией дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками. В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т. е. они не будут сразу достигать собственных нулевых и наибольших значений. Как понятно из теории переменного тока, в данном случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некий угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивления всей сети. Такие схемы именуются отстающими.
В ряде всевозможных случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы именуются опережающими. Для выполнения этого условия поочередно с дросселем врубается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтоб его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.
В опережающем балласте в период зажигания лампы ток подготовительного обогрева катодов имеет недостаточную величину. Для устранения этого явления нужно на время зажигания лампы прирастить ток подготовительного обогрева, что можно сделать, если отчасти восполнить емкость индуктивностью. В цепь стартера врубается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки. При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка врубается поочередно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а совместно с ней возрастает ток подготовительного обогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует. Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Потому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью более 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в данном случае роль помехоподавляющего конденсатора.
Один из недочетов рассмотренных схем – маленький коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6. Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на базе этих схем, относятся к группе так именуемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для увеличения низкого коэффициента мощности нужно предугадывать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.
При невозможности либо экономической неэффектив­ности внедрения групповой компенсации коэффициента мощности употребляют схемы, в каких дополнительно параллельно лампе врубается конденсатор достаточной емкости, избранный таким макаром, чтоб коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9. ПРА, сделанный по этой схеме, именуют возмещенным. Расчеты демонстрируют, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.
Основной недочет стартерных схем зажигания их низкая надежность, которая обоснована ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера зависит также от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети возрастает время, нужное для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообщем не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет загораться. Означает, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы возрастает.
У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается повышение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, напротив, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда миниатюризируется. В итоге этого может быть, что при пылающей лампе стартер начнет срабатывать и лампа угасает. При размыкании электродов стартера лампа вновь зажигается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мерцание лампы, кроме вызываемого им противного зрительного чувства, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы. Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старенькых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При возникновении мерцаний лампы нужно поменять стартер на новый.
Стартеры имеют значимые разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень нередко недостаточ­но для надежного подготовительного обогрева катодов ламп. В итоге стартер зажигает лампу после не­скольких промежных попыток, что наращивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.
Общий недочет всех одноламповых схем – невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока. Потому такие схемы можно использовать в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в разные фазы трехфазной цепи. Нужно стремиться к тому, чтоб освещенность в каждой точке создавалась более чем от 2-3 ламп, включенных в различные фазы сети.
Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, потому что пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не сразу, а с неким сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток 2-ух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некого сред­него значения с частотой, наименьшей, чем при одной лам­пе. Не считая того, эти схемы обеспечивают высочайший коэф­фициент мощности комплекта лампа – ПРА.
Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, именуемая нередко схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из 2-ух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветки ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во 2-ой – опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во наружной цепи будет практически совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95. Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сопоставлению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для 2-ух и одноламповых аппаратов. В текущее время выпускается огромное количество разных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Похожее по теме:

Для чего нужен стартер и дроссель в схемах включения люминесцентных ламп

Основными элементами схемы включения люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА являются дроссель и стартер. Стартер это миниатюрная неоновая лампа, один или оба электрода которой выполнены из биметалла. При возникновении тлеющего разряда внутри стартера биметаллический электрод нагревается и, затем изгибаясь, накоротко смыкается со вторым электродом.

После подачи напряжения на схему ток через люминесцентную лампу не течет, так как газовый промежуток внутри лампы это изолятор, и для пробоя его нужно напряжение, превышающее напряжение питающей сети. Поэтому загорается только лампочка стартера, напряжение зажигания которой ниже сетевого. Ток величиной 20 — 50 мА течет по дросселю, электродам люминесцентной лампы, неоновой лампе стартера.

Стартер состоит стеклянного баллона, наполненного инертным газом. В баллон впаяны металлический неподвижный и биметаллический электроды, имеющие выводы, проходящие через цоколи. Баллон заключен в металлический или пластмассовый корпус с отверстием в верхней части.

Схема устройства стартера тлеющего разряда: 1 — выводы, 2 — металлический подвижный электрод, 3 — стеклянный баллон, 4 — биметаллический электрод, 6 — цоколь

Стартеры для включения люминесцентных ламп в сеть выпускаются на напряжение 110 и 220 В.

Под воздействием тока электроды стартера разогреваются и замыкаются. После замыкания по цепи течет ток, превышающий в 1,5 раза номинальный ток лампы. Величина этого тока ограничена в основном сопротивлением дросселя, так как электроды стартера замкнуты, а электроды ламп имеют незначительное сопротивление.

Элементы схемы с дросселем и стартером: 1 — зажимы сетевого напряжения; 2 — дроссель; 3, 5 — катоды лампы, 4 — трубка, 6, 7 — электроды стартера, 8 — стартер.

За 1 — 2 с электроды лампы разогреваются до 800 — 900 °С, вследствие этого увеличивается электронная эмиссия и облегчается пробой газового промежутка. Электроды стартера остывают, так как разряда в нем нет.

При остывании стартера электроды возвращаются в исходное состояние и разрывают цепь. В момент разрыва цепи стартером возникает э. д. с. самоиндукции в дросселе, величина которой пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения тока в момент разрыва цепи. Образовавшееся за счет э. д. с. самоиндукции повышенное напряжение (700 — 1000 В) импульсом прикладывается к лампе, подготовленной к зажиганию (электроды разогреты). Происходит пробой, и лампа начинает светиться.

К стартеру, который включен параллельно лампе, прикладывается приблизительно половина напряжения сети. Этой величины недостаточно для пробоя неоновой лампочки, поэтому она больше не зажигается. Весь период зажигания длится меньше 10 с.

Рассмотрение процесса зажигания лампы позволяет уточнить назначение основных элементов схемы.

Стартер выполняет две важные функции:

1) замыкает накоротко цепь для того, чтобы повышенным током разогреть электроды лампы и облегчить зажигание,

2) разрывает после разогрева электродов лампы электрическую цепь и тем самым вызывает импульс повышенного напряжения, обеспечивающего пробой газового промежутка.

Дроссель выполняет три функции:

1) ограничивает ток при замыкании электродов стартера,

2) генерирует импульс напряжения для пробоя лампы за счет э. д. с. самоиндукции в момент размыкания электродов стартера,

3) стабилизирует горение дугового разряда после зажигания.

Схема импульсного зажигания люминесцентной лампы в работе:

Статьи и схемы

Полезное для электрика

Принцип работы люминесцентной лампы. Устройство светильника

Представим, что кто-то из нас работает по вызовам и в своей практике мы сталкиваемся с различными просьбами граждан:

• установили и подключили люминесцентный светильник, — светильник не работает;
• заменили люминесцентные лампы в светильнике, — светильник не работает;
• заменили стартер с дросселем в светильнике, — светильник опять не работает

и так далее. На выполняемую работу можно потратить целый день и не найти причину неисправности, а можно потратить около тридцати минут, установить причину неисправности и устранить ее. То-есть, здесь все зависит от нашего опыта работы и элементарных знаний по электротехнике .

Полагаю, что работа электрика должна заключаться не только в следующем:

• как правильно соединить провода в распределительной коробке;
• как починить электрический патрон в люстре;
• как установить и подключить выключатель к люстре;
• как подключить трехфазный двигатель к распределительной панели ВРУ

и далее. По этой специализации должны охватываться более обширные знания, в этой теме я хочу поделиться с Вами небольшой такой информацией.

Как загорается люминесцентная лампа

В начале ознакомимся со схематическим изображением устройства светильника с одной лампой рис.1, состоящего из:

• люминесцентной лампы, представляющей собой цилиндрическую стеклянную трубку 1;
• электродов, с закрепленной на них вольфрамовой спиралью 2;
• неоновой лампочки стартера с двумя электродами 3, 4;
• стартера Ст;
• дросселя Д;
• конденсатора С.

В начальный момент, при включении люминесцентного светильника, для лампы не хватает напряжения чтобы создать разряд в самой люминесцентной лампе. Как-же создать электрический разряд в люминесцентной лампе? — Для этого необходимо ознакомиться:

с устройством люминесцентной лампы;

с принципом работы стартера люминесцентной лампы

и понять, — для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе.

Устройство люминесцентной лампы

На двух торцах люминесцентной лампы рис.2 расположены вваренные стеклянные ножки, на каждой ножке смонтированы электроды 5, электроды выведены к цоколю 2 и соединены с контактными штырьками, на самих электродах по обеим торцам лампы закреплена вольфрамовая спираль.

На внутреннюю поверхность лампы нанесен тонкий слой люминофора 4, колба лампы 1 после откачки воздуха заполняется аргоном с небольшим количеством ртути 3.

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Дроссель в схеме люминесцентного светильника служит для броска напряжения. Рассмотрим отдельную электрическую схему рис.3, которая не относится к схеме люминесцентного светильника.

Для данной схемы, при размыкании ключа, лампочка на короткое мгновение загорится ярче и затем погаснет. Явление это связано с возникновением ЭДС самоиндукции катушки правило Ленца. Чтобы увеличить свойства проявления самоиндукции, катушку наматывают на сердечник — для увеличения электромагнитного потока.

Схематическое изображение рисунка 4 дает нам полное представление об устройстве дросселя для отдельных типов светильников с люминесцентными лампами.

Магнитопровод сердечник дросселя собирается из пластин электротехнической стали, две обмотки в дросселе — между собой соединены последовательно.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Стартер в электрической схеме выполняет работу быстродействующего ключа, то-есть им создается замыкание и размыкание электрической цепи.

стартеры для люминесцентного свтильника

При включении стартера замыкании ключа происходит разогрев катодов, а при размыкании цепи создается импульс напряжения, необходимый для зажигания лампы. Стартер в разобранном виде представляет из себя так называемую лампу тлеющего разряда с биметаллическими электродами.

Принцип работы люминесцентного светильника

По двум предоставленным схемам люминесцентных светильников рис.5 можно понять, — в каком соединении состоят каждые отдельные элементы.

Все элементы двух светильников состоят в последовательном соединении, — кроме конденсаторов. Когда мы включаем люминесцентный светильник, происходит прогревание биметаллической пластинки стартера. Пластинка при прогревании изгибается и стартер замыкается, тлеющий разряд при замыкании пластинок гаснет и пластинки начинают остывать, при остывании — пластинки размыкаются. Когда пластинки размыкаются в парах ртути происходит дуговой разряд и лампа зажигается.

В настоящее время имеются более усовершенствованные люминесцентные светильники — с электронным балластом, принцип работы которых тот-же самый что и у люминесцентных светильников, которые были рассмотрены в этой теме.

Предоставленные для Вас записи вносятся мною в сайт из личных конспектов, почерк в которых очень плохой, часть информации берется из собственных знаний. Фотоснимки и электрические схемы подбираются для темы — из интернета. Чтобы предоставить свои записи с личными фотоснимками при выполнении каких-либо работ, нужно наверное иметь личного фотографа или непосредственно обращаться с просьбой к кому-либо, а обращаться с такой просьбой просто не хочется.

На этом пока все друзья. Следите за рубрикой.

04.03.2015 в 16:41

Всегда помогу Борис полезной информацией по части электротехники как Вам так и Вашим друзьям, и знакомым.
Виктор.

26.02.2015 в 08:58

Здравствуйте, Виктор! Спасибо за эл.ликбез,помогает! У меня такой случай: погас сначала один потолочный светильник встроенный в систему Армстронг, потом другой. Обратился за помощью к специалисту и получил ответ: светильники надо выбросить и заменить на новые целиком, т.к. сейчас идут светильники без стартеров и т. д. Я заменил светильники и задумался, что этот путь очень дорогой, новый светильник стоит 1400рублей. Если можно, скажите пожалуйста как проверить начинку светильника? дроссели, стартеры, конденсатор. Светильник 4-х ламповый, с 4-мя стартерами, двумя дросселями, одним конденсатором, другими словами как найти неисправный прибор? Прибор-тестор у меня есть. И ещё, в каком магазине можно купить в Тюмени составные части начинки? Заранее благодарю Вас. Спасибо. Борис. 26.02.15.

04.03.2015 в 16:35

Здравствуйте Борис. По люминесцентным светильникам я составлю дополнительную отдельную тему и отвечу на интересующие Ваши вопросы. Следите за рубрикой Борис, я просто стал редко заходить на свой сайт и Ваше письмо прочитал 4 марта, постараюсь ответить на вопросы в полном объеме.

17.03.2015 в 12:57

Источники: http://elektrica.info/printsip-raboty-starterov-lyuminestsentny-h-lamp/, http://electricalschool.info/main/lighting/1324-dlja-chego-nuzhen-starter-i-drossel-v.html, http://zapiski-elektrika.ru/osvehenie/princip-raboty-lyuminescentnoj-lampy-ustrojstvo-svetilnika.html