Устройство ксеноновых ламп

Лампы ксеноновые сверхвысокого давления типа ДКсЭЛ
За последние годы получают все более обширное распространение газоразрядные лампы сверхвысокого давления, в каких употребляются не пары металлов, а тяжелые газы, а именно ксенон. Применение ксенона заносит значительные конфигурации в свойства этих ламп. Период разгорания в ксеноновых лампах практически отсутствует, потому что плотность газа в лампе не находится в зависимости от температуры пробирки. Потому сразу после зажигания в лампе разряда она начинает работать в номинальном режиме. Это комфортно исходя из убеждений эксплуатации. Разряд в ксеноне имеет хорошие спектральные свойства излучения, близкие к диапазону солнечного света. В связи с этим ксеноновые лампы имеют хорошую цветопередачу. Излучение ксеноновых ламп богато ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами. При неких значениях тока лампы получают положительную вольт-амперную характеристику, что позволяет питать лампы определенной мощности без балласта (безбалластные лампы). Внедрение таких ламп экономически прибыльно, потому что при их включении в сеть отсутствуют непродуктивные утраты в балласте. Ксеноновые лампы имеют относительно низкие рабочие напряжения при горении, но для заслуги большой яркости разряда и увеличения их световой отдачи приходится наращивать ток лампы. Потому соответствующей особенностью этих ламп является относительно большой ток.
По собственной экономичности ксеноновые лампы занимают среднееположение меж лампами накаливания и ртутно-кварцевыми лампами высочайшего давления. Световая отдача ксеноновых ламп зависимо от мощности в среднем составляет от 20 до 50 лм/вт. Срок службы, гарантируемый заводами, колеблется от 200 до 1 ООО ч.
Может показаться, что при обозначенных экономических параметрах ламп их применение не является целесообразным. Но проведенные расчеты и имеющаяся практика использования ксеноновых ламп дают основание утверждать, что применение ксеноновых ламп в ряде всевозможных случаев очень целенаправлено и экономически прибыльно. Наивыгоднейшими областями применения ксеноновых ламп в текущее время можно считать наружное освещение огромных площадей в городках, освещение спортивных сооружений, освещение карьеров при разработке открытым методом, освещение открытых строительных площадок и монтажных площадок производственных компаний, также внутреннее освещение производственных цехов огромных размеров и высотой более 20-25 м. Существенное применение находят ксеноновые лампы в кинопроекторах, при съемке цветных кинофильмов, в телевидении и театральном освещении и ряде других особых установок.

Рис.1 Дуговые ксеноновые лампы типа ДКСШ-1000
Конструкция ксеноновых ламп.Различают два основных типа ксеноновых ламп: лампы в шаровых колбах с недлинной дугой, с расстоянием меж электродами в несколько мм с естественным либо воздушным остыванием и лампы в трубчатых колбах с длинной дугой с естественным либо водяным остыванием.
Лампа с шаровой пробиркой (рис.1) представляет собой толстостенный баллон из кварца с впаянными в него 2-мя электродами, сделанными из торированного вольфрама. Токопроводящими контактами служат цилиндрические выводы, конструкция которых предусматривает как возможность крепления ламп, так и присоединение питающих проводов. Баллон лампы наполняется ксеноном до давления 8-9 ат, которое при работе лампы растет до 20-25 ат.
Лампы могут работать на неизменном и переменном токе. Отличие этих ламп – в конструкции электродов. При неизменном токе лампа имеет очень мощный анод (рис.1а) располагаемый вверху. При переменном токе оба электрода имеют схожую конструкцию (рис.1б).

Рис. 2 Дуговые ксеноновые трубчатые лампы типа ДКСТ
1-разрядная трубка; 2 — корпус охлаждающей рубахи; 3 — электрод; 4 — втулка; 5 – вывод; 6 — цилиндр из молибденовой фольги; 7 —вкладыш; 8- стеклянный цилиндр; 9 — гайка; 10 — уплотняющий вкладыш; 11- уплотняющие прокладки
Трубчатая ксеноновая лампа с естественным охлаждением (рис.2а). представляет собой толстостенную трубку из кварцевого стекла, по концам, которой вварены электроды из торированного вольфрама. Вводы лампы изготовляются из молибденовой фольги. Внешние выводы сделаны из стали, а переходные втулки из титана. Пробирка лампы заполняется ксеноном, и его давление составляет от 15 до 350 мм рт. ст.Величина давления ксенона определяется напряжением зажигания пускового устройства, также находится в зависимости от избранного внутреннего радиуса трубки и падения напряжения на единицу длины разряда. В лампах с водяным остыванием разрядная трубка из кварца помещается снутри стеклянного цилиндра (рис.2б). В зазоре меж разрядной трубкой и цилиндром циркулирует вода, которой придается винтообразное движение благодаря некому сдвигу входного патрубка по отношению к плоскости, проходящей через ось лампы. Концы стеклянного цилиндра помещаются в сборные латунные муфты и уплотняются резиновыми прокладками. Для остывания ламп употребляется дистиллированная вода, циркулирующая в замкнутой системе. Обычная работа лампы вероятна, если стеклянный цилиндр стопроцентно заполняется водой. Максимальная температура охлаждающей воды не должна превосходить температуры, при которой появляется сплошная паровая рубаха (менее 50°С на выходе из лампы). Из этих суждений определяется расход охлаждающей воды. Применение водяного охлаждения позволяет увеличить практически в 10 раз удельную нагрузку на кварц по сопоставлению с естественным охлаждением, что дает возможность уменьшить размеры лампы и при всем этом повысить на 30-40% их световую отдачу.
Зажигание ксеноновых ламп.Напряжение зажигания ксеноновых ламп существенно превышает напряжение питающей сети, поэтому поджигающее устройство основано на принципе искрового генератора. На рис. 3 приведены

Рис.3 Схемы включения ксеноновых ламп.
схемы зажигания лампы при помощи искрового генератора. Для зажигания ламп имеют принципиальное значение не только лишь величина поджигающего импульса и число подаваемых на лампу импульсов, да и сдвиг фаз меж напряжением питания лампы и пускового устройства. При питании лампы и пускового устройства от одной и той же фазы сети напряжение зажигания лампы выше, чем при питании от разных фаз. Потому к пусковому устройству и к лампе подаются разные фазы сети. Нажатием кнопки К1 или нормально за-мкнутыми блок-ством, должна быть выбрана из расчета на номинальное напряжение 15-20 кв. При выключении лампы от сети ее повторное включение может быть только после достаточного остывания, на что требуется 5-10 мин. Повторное включение неостывшей лампы может ее вывести из строя, потому этого следует избегать.ством, должна быть выбрана из расчета на номинальное напряжение 15-20 кв. При выключении лампы от сети ее повторное включение может быть только после достаточного остывания, на что требуется 5-10 мин. Повторное включение неостывшей лампы может ее вывести из строя, потому этого следует избегать.ством, должна быть выбрана из расчета на номинальное напряжение 15-20 кв. При выключении лампы от сети ее повторное включение может быть только после достаточного остывания, на что требуется 5-10 мин. Повторное включение неостывшей лампы может ее вывести из строя, потому этого следует избегать.контактами контактора R1 в случае автоматического управления зажиганием ламп на первичную обмотку трансформатора Т1 подается сетевое напряжение. Конденсатор С1 включенный во вторичную обмотку трансформатора, заряжается, и, когда на нем напряжение добивается величины напряжения пробоя воздушного разрядника Р, он практически одномоментно разрядится на первичную обмотку импульсного трансформатора Т2.Во вторичной обмотке трансформатора Т2 индуктируется высоковольтный, частотный импульс, который будет приложен к электродам лампы. Под воздействием этого импульса разрядный промежуток лампы пробьется, что вызовет его первоначальную ионизацию.

15 kW лампа для IMAX. Видны отверстия для подачи охлаждающей воды
Если величина и число подаваемых импульсов окажутся достаточными, то в лампе создадутся необходимые условия для развития дугового разряда, и лампа загорается. После того как лампа зажглась, нужно, чтоб искровой генератор продолжал работать в течение некого промежутка времени. Если отключить искровой генератор ранее положенного времени, то лампа может погаснуть. Время, в течение которого искровой генератор должен продолжать работать, находится в зависимости от напряжения и полного сопротивления сети. Нужная выдержка времени обеспечивается введением в схему реле времени (на схеме не показано).Когда процесс зажигания лампы завершится, то поджигающее устройство отключается от лампы. Для этого размыкается кнопка К1. а вторичная обмотка импульсного трансформатора замыкается накоротко кнопкой К2. В случае автоматического управления реле времени включает контактор (не показан на схеме), который своими контактами отключает трансформатор Т1 и замыкает накоротко вторичную обмотку трансформатора Т2. Конденсатор С2 служит для защиты сети от попадания в нее высочайшего напряжения.
Лампы мощностью до 6 квт могут врубаться по две поочередно на напряжение 220 в и загораться одним поджигающим устройством.
Следует направить внимание на размещение пускового устройства. Оно должно располагаться не дальше 30 м от лампы, потому что в неприятном случае это будет снижать величину высоковольтного импульса. Потому что величина этого импульса составляет 20-50 кв, то изоляция провода, соединяющего лампу с пусковым устройством, должна быть выбрана из расчета на номинальное напряжение 15-20 кв. При выключении лампы от сети ее повторное включение может быть только после достаточного остывания, на что требуется 5-10 мин. Повторное включение неостывшей лампы может ее вывести из строя, потому этого следует избегать.
Комментарии
Устройство ксеноновых ламп — Комментариев нет