Особенности работы люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы
Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, в торцы которой впаяны электроды. Используемые для освещения жилых построек люминесцентные лампы низкого давления имеют биспиральные либо триспиральные электроды из вольфрамовой проволоки, на которые нанесен слой активного вещества (оксида), владеющего низкой работой выхода при температуре порядка 900 – 950°С.
В трубки с откачанным воздухом введены маленькие количества ртути, создающие при нормальной температуре незначительное давление ее насыщающих паров, и инертный газ с парциальным давлением в несколько сотен Паскалей (мм ртутного столба). Инертный газ упрощает зажигание ламп и уменьшает распыление оксида электродов. Дуговой разряд в парах ртути обладает высочайшей эффективностью преобразования электронной энергии в уф-излучение, которое находится за пределами видимой части диапазона. На внутреннюю поверхность трубки равномерно по всей длине нанесен слой люминофора, модифицирующего ультрафиолетовую часть излучения в видимое излучение.
Сочетание 2-ух обозначенных причин – разряда в парах ртути и преобразования уф-излучения в слое люминофора – обеспечивает высшую световую отдачу люминесцентных ламп. Световой поток люминесцентных ламп одной и той же мощности и конструкции находится в зависимости от марки примененного люминофора и технологии его нанесения. Индустрия выпускает люминесцентные лампы 5 типов по цветности излучения (ЛД, ЛДЦ, ЛХБ, ЛБ и ЛТБ), имеющих различное значение светового потока. В табл. 1 приведены значения светового потока люминесцентных ламп мощностью 20, 40 и 65 Вт зависимо от марки люминофора.
Таблица 1 Значения светового потока люминесцентных ламп после 100 ч горения, лм
Тип лампы |
Световой поток |
Тип лампы | Световойпоток | Тип лампы | Световойпоток |
ЛДЦ 20-4 |
820 |
ЛДЦ 40-4 | 2100 | ЛДЦ 65-4 | 3050 |
ЛД 20-4 |
920 |
ЛД 40-4 | 2340 | ЛД 65-4 | 3570 |
ЛХБ 20-4 |
935 |
ЛХБ 40-4 | 2600 | ЛХБ 65-4 | 3820 |
ЛТБ 20-4 |
975 |
ЛТБ 40-4 | 2580 | ЛТБ 65-4 | 3980 |
Из табл. 1 видно, что больший световой поток имеют лампы типа ЛБ. В связи с тем что особенных требований к цветопередаче в осветительных установках общедомовых помещений не предъявляется, рекомендуется использовать люминесцентные лампы типа ЛБ либо ЛТБ.
Люминесцентные лампы отличаются от ламп накаливания тем, что для включения их в сеть нужно применение пускорегулирующих аппаратов. Последнее обосновано падающей вольт-амперной чертой газового разряда люминесцентных ламп, в которых с уменьшением напряжения на лампе растет ток, проходящий через нее. При конкретном подключении люминесцентных ламп в сеть хоть какое краткосрочное понижение напряжения приводит к лавинообразному нарастанию тока через лампу и к перегоранию ее электродов. Потому основное предназначение пускорегулирующих аппаратов состоит в стабилизации тока, протекающего через лампу, при допустимых колебаниях напряжения сети. Не считая стабилизации тока лампы пускорегулирующие аппараты делают еще одну функцию: делают условия для надежного зажигания лампы.
В качестве частей, стабилизирующих характеристики разряда, используют дроссели (индуктивный балласт) и последовательно соединенные дроссель и конденсатор (индуктивно- емкостный балласт). На рис. 20 приведены схемы одноламповых стартерных пускорегулирующих аппаратов с индуктивным и индуктивно-емкостным балластом.
Особенностью этих схем являются низкое значение коэффициента мощности и значимая величина потребляемого реактивного тока. Повышение реактивного тока вызывает токовую перегрузку сети, наращивает утраты мощности в ней и может явиться предпосылкой срабатываний аппаратов защиты. Поэтому в домах целенаправлено использовать одно и двухламповые осветительные приборы с высочайшим коэффициентом мощности (с компенсированными пускорегулирующими аппаратами типа УБК либо АБК). Повышение коэффициента мощности в одноламповых светильниках с индуктивным балластом достигается включением параллельно входным зажимам осветительного прибора компенсирующего конденсатора Сн (на рис. 20а показан пунктиром). Из-за несинусоидальной формы тока лампы фактически нереально прирастить коэффициент мощности до единицы. Реактивная мощность высших гармоник тока лампы остается некомпенсированной и коэффициент мощности всегда меньше 1. Для одноламповых осветительных приборов предельная величина коэффициента мощности находится в границах 0,92 – 0,94. В двухламповых светильниках компенсация реактивной мощности достигается при включении одной лампы с индуктивным, а другой – с индуктивно-емкостным балластом. Наибольшая величина коэффициента мощности в двухламповых светильниках добивается 0,98.
На рис. 21 а показаны статические вольт-амперные характеристики (т. е. зависимость меж током и напряжением, соответствующая в каждой точке установившемуся электронному режиму элемента) люминесцентной лампы, индуктивного балласта и их суммарная черта при поочередном соединении лампы и балласта, на рис. 21 б соответственно вольт-амперные характеристики лампы, индуктивно-емкостного балласта и суммарная.
Пусть точки А и А1 соответствуют точкам размеренной работы лампы с балластом при номинальном напряжении сети Uн. Ток лампы и балласта в данном случае будет равен Iлн, а напряжение на лампе Uлн определяется на вольт-амперной характеристике лампы в точках С и С1.При увеличении напряжения сети от Uн до U2 точки размеренной работы лампы с балластом передвигаются соответственно в точки В и В1. ток лампы возрастает до Iл2, а напряжение на ней понижается до Uл2 (соответственно точки D и D1. Как видно из рисунков, изменение тока лампы при индуктивно-емкостном балласте будет существенно меньше, чем при индуктивном. Конкретное изменение тока лампы и характеристик балластного сопротивления зависит от типа лампы, балласта и значения напряжения питающей сети. Конфигурации тока и мощности люминесцентной лампы в зависимости от напряжения питающей сети определяются выражениями: для тока лампы
Iл : Iл.н =? (U : Uн – 1) + 1 для мощности лампы Pл : Pл.н =? (U : Uн – 1) + 1
где ? и ? коэффициенты непостоянности соответственно по мощности и току лампы, Pл.н и Iл.н соответственно мощность и ток лампы при номинальном напряжении сети Uн.
Для люминесцентных ламп предельное значение коэффициентов ? и ? составляет 2. Это означает, что при .изменении напряжения сети на 10% ток и мощность лампы должны изменяться менее чем на 20%.
Уменьшение срока службы люминесцентных ламп при повышении напряжения сети определяется 2-мя факторами: разрушением катода за счет роста его температуры, обусловленной ростом тока лампы, и разрушением катода за счет насыщенной бомбардировки его положительными ионами при возрастании моментальных значений тока лампы. Для люминесцентных ламп, работающих в стартерной схеме включения, установлено, что повышение тока на 1% уменьшает срок службы катодов на 1,5%. Таким макаром, колебания напряжения сети оказывают влияние на главные характеристики люминесцентных ламп существенно меньше, чем на характеристики ламп накаливания. Срок службы люминесцентных ламп, работающих в стартер- ных и бесстартерных схемах включения, при колебании напряжения сети на +10% не понижается. Благодаря большенному сроку службы и стабильности светового потока люминесцентных ламп годичные эксплуатационные издержки на осветительные установки с этими лампами существенно меньше, чем на установки с лампами накаливания.
Комментарии
Особенности работы люминесцентных ламп — Комментариев нет