Схемы подключения люминесцентных ламп
В состав пускорегулирующего аппарата ЛЛ входят дроссели, стартеры, конденсаторы и резисторы. Стартер и схемы подключения ЛЛ представлены на рисунке 2. Стартер, служащий для замыкания (размыкания) цепи пуска ЛЛ, изготовляют в виде стеклянной колбы 2, в которую впаяны два стальных электрода 4. К одному из электродов приварена биметаллическая пластина 3. Для подключения стартера на изоляторе 5 смонтированы алюминиевые или латунные штыри 6, В отверстия штырей заведены концы электродов, и затем штыри в месте соединения опрессованы. Рядом с колбой стартера размещен конденсатор 1. Все устройство закрыто алюминиевым футляром с изоляционной прокладкой.
Рисунок 29.2 – Схема подключения люминесцентных ламп:
а-стартер; б,в –соответственно стартерная и автотрансформаторная схемы подключения; г – схема двухлампового светильника; д – резонансная схема подключения.
Простейшая схема подключения ЛЛ показана на рисунке 29.2, б. В исходном состоянии сопротивления стартера VK и лампы EL очень большие. При подаче питания в стартере появляется тлеющий разряд между его электродами и сопротивление стартера уменьшается. Через обмотки двухкатушечного дросселя L, электроды лампы и область тлеющего разряда стартера протекает ток прогрева электродов. Тлеющий разряд вызывает изгиб биметаллической пластины стартера, и она замыкается с электродом. Теперь сопротивление стартера близко к нулю, поэтому через электроды лампы протекает ток, прогревающий их до температуры 800-900 °С. При этом, благодаря термоэмиссии внутри лампы появляется достаточное число электронов. Из-за отсутвия тлеющего разряда электроды стартера остывают и размыкаются. Разрыв цепи вызывает всплеск ЭДС самоиндукции на дросселе, создающей на электродах лампы импульс высокого напряжения, под действием которого происходит ионизация аргона и паров ртути – лампа зажигается. Теперь сопротивление ЛЛ мало, но ток лампы и напряжение на ней ограничены сопротивлением последовательно включенных обмоток дросселя. Стартер оказывается под пониженным напряжением и повторно не срабатывает.
Использование дросселя приводит к снижению cos φ. Для его повышения в схему включается конденсатор С2, который при выключении лампы разряжается через резистор R. Конденсаторы С1 и СЗ служат для уменьшения радиопомех, создаваемых стартером.
Наличие стартера - контактного устройства - снижает надежность работы ЛЛ. Схема бесстартерного пускорегулирующего аппарата (рисунок 29.2, в) собрана на автотрансформаторе ТV и дросселе L. Пока лампа не зажглась, через дроссель течет небольшой ток, обусловленный достаточно высоким сопротивлением обмотки w1. На дросселе существует небольшое падение напряжения, поэтому к обмотке w1 трансформатора приложено почти все напряжение сети, которое обеспечивает повышенное напряжение в обмотках w2 и w3. В результате создаются условия для прогрева электродов и возникновения эмиссии. Лампа зажигается, и ее сопротивление уменьшается. Теперь через дроссель течет ток лампы. На дросселе увеличивается падение напряжения, а напряжение на обмотках автотрансформатора уменьшается. В данной схеме дроссель не используется в процессе зажигания ЛЛ, но выполняет свою вторую роль – ограничивает напряжение на ЛЛ после зажигания.
По сравнению с одноламповыми светильниками двухламповые (рисунок 29.2, г) более компактны. Лампа EL2 включена через конденсатор С2, поэтому вектор ее тока опережает вектор тока лампы EL1. Невидимые мигания ламп возникают несинхронно. Стробоскопический эффект можно уменьшить, подключая светильники данного помещения в разные фазы 3-фазной сети.
Люминесцентные лампы по сравнению с ЛН более экономичны, но в пускорегулирующих аппаратах этих ламп расходуется около 30 % электроэнергии, подводимой из сети. Наиболее простой и рациональной, с точки зрения минимальных массы и потерь, является резонансная схема подключения (рисунок 2, д), которая используется в сетях с частотой 400 Гц. С помощью резонансного эффекта, создаваемого цепью L-C1, С2, в пусковой период на лампе возникает напряжение, в 1,5-2,3 раза большее напряжения сети. После зажигания лампы резонанс нарушается включением сопротивления лампы. Бесстартерные схемы все же имеют дополнительные потери, обусловленные наличием небольшого тока накала даже после зажигания лампы, но этот недостаток компенсируется высокой надежностью бесстартерных схем и увеличением срока службы ЛЛ (примерно на 50 %).