Реферати українською » Физика » Електронні пускорегулюючі апарати для розрядних ламп високого тиску


Реферат Електронні пускорегулюючі апарати для розрядних ламп високого тиску

Страница 1 из 4 | Следующая страница

>СОДЕРЖАНИЕ

 

1.КЛАССИФИКАЦИЯ СХЕМПРА

2.СТАРТЕРНЫЕПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЕАППАРАТЫ ДЛЯЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХЛАМП

2.1ОДНОЛАМПОВЫЕСТАРТЕРНЫЕПРА

2.2ДВУХЛАМПОВЫЕСТАРТЕРНЫЕПРА ЗРАСЩЕПЛЕННОЙФАЗОЙ

2.3 ВИМОГИ ДоСТАРТЕРНЫМПРА

3.БЕССТАРТЕРНЫЕПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЕАППАРАТЫ ДЛЯЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХЛАМП

3.1КЛАССИФИКАЦИЯБЕССТАРТЕРНЫХПРА

3.2 ОСНОВНІ СХЕМИБЕССТАРТЕРНЫХПРА

4.ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЕАППАРАТЫ ДЛЯЛАМПТИПОВДРЛ,ДРИ ІДНаТ

5. ЕЛЕКТРОННИЙПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЙ АПАРАТ

6.ЗАЖИГАЮЩИЕУСТРОЙСТВА ДЛЯЛАМП ВИСОКОГОДАВЛЕНИЯ


 

1.  >КЛАССИФИКАЦИЯ СХЕМПРА

>Пускорегулирующийаппарат—светотехническое виріб, з допомогою якого здійснюється харчування розрядної лампи від електричної мережі, що забезпечує необхідні режими запалювання, розгоряння й досвід роботи лампи і конструктивно оформлене у вигляді єдиного апарату чи навіть кількох окремих блоків.

>Пускорегулирующий апарат забезпечує:

1) запалювання розрядної лампи, т. е. пробоюмежелектродного проміжку процес формування у ньому необхідного виду розряду. Зазначена функція зазвичай виконується запалюючим пристроєм, яке часто є складовим елементомПРА. Для надійного запалювання лампиПРА повинен мати певні вихідні параметри як холостого ходу, т. е. як роботи схеми включення при не палаючій лампі. До них належать форма, значення напруги, подаваного на електроди лампи у її пуску, а за необхідності значення струму попереднього підігріву електродів та інших.;

2)разгорание розрядної лампи, т. е. процес встановлення робочих параметрів лампи після його запалювання. Тривалість розгоряння лампи, і навіть характер зміни струму у ній упродовж такого процесу залежать тільки від газового наповнення лампи і співвідношення температур її колби в холодному і робочому стані, а й від типу, і параметрівПРА [1.1];

3) стійкість режиму роботи розрядної лампи в контурі, яка полягає у спроможності контуру автоматично відновлювати вихідне значення струму за йогофлюктуационних змінах. Наявність даної функції уПРА, яка виконується з допомогоютокоограничивающих елементів (стабілізаторів струму), пов'язаний із специфікою статичних вольт-амперних характеристик ламп (>ВАХ). Забезпечити стійкий режим роботи джерела напруги безтокоограничивающихелементов-балластов принципово неможливо для розрядних ламп, мають падаючіВАХ.

Для ламп із дедалі вищимиВАХ стійка робота від мережі можлива й без баласту. Проте за малому нахилі характеристики це завжди економічно доцільно через низьку стабільності комплекту лампа —ПРА.

Малюнок 1.Обобщенная структурна схемаодноламповогоПРА: ВВП- вторинний джерело харчування; СП - стабілізатор; ЗУ - запалююче пристрій.

Крім елементівПРА, виконують функції, в схему апарату може, і вторинний джерело харчування. Узагальнена структурна схемаодноламповогоПРА показано на рис. 1.

Крім корінних функційПРА може придушувати радіо - перешкоди, створювані лампою, знижувати пульсації її світлового потоку, забезпечувати високий коефіцієнт потужності схеми ін. З урахуваннямобщеинженерних й економічно міркувань доПРА пред'являється також кілька додаткових вимог. Вони полягають у тому, що апарат повинен мати мінімальними власними втратами, масою і габаритними розмірами, мати невисоку вартість, бути надійним, довговічним, забезпечувати мінімальні експлуатаційних витрат, ні помітного акустичного шуму й т.д. Сукупність цих вимог є суперечливою і тому є багато схемПРА, у яких найкраще виконуються лише окремі з них.

Класифікація схемПРА може бути різноманітні ознаками: на кшталттокоограничивающего елемента, в умовах запалювання й досвід роботи лампи [1.1], на кшталт джерела харчування, за кількістю ламп тощо. буд. Для цілей аналізу ланцюгівПРА найзручніша класифікація на кшталттокоограничивающего елемента, оскільки це багато чому визначає метод аналізу. Відповідно до такий класифікацією (рис. 2) всеПРА можна розділити втричі основні групи: електромагнітні, напівпровідникові, комбіновані. До окремої, четвертої, групі доцільно віднестиПРА безтокоограничивающего елемента для спеціальних про без баластових ламп.

До першої (електромагнітніПРА) входять апарати з реактивними і активнимитокоограничивающими елементами (>балластами) та його комбінаціями, причому у основному силовому контурі цихПРА знаходяться тількитокоограничивающие елементи. Джерелом харчування є мережу промислової чи підвищеної частоти. У цю групу входять такі традиційні апарати, як індуктивний іиндуктивно-емкостнийПРА, апарати з трансформатором іавтотрансформатором з великим внутрішнім опором.

Малюнок 2. КласифікаціяПРА для розрядних ламп на кшталттокоограничивающего елемента.


ТакіПРА може бути зістартерним чибесстартерним запалюванням, мати ланцюга для попереднього підігріву електродів люмінесцентних ламп чи ланцюга миттєвогоперезажигания ламп високого тиску типівДРЛ,ДРИ тощо. буд. (див., наприклад, рис. 3).

Апарати зрезистивнимибалластами застосовуються при підключенні розрядних ламп до неї постійного струму чи промислової частоти. Урезистивних апаратах можна використовувати баластовий резистор чи нелінійний резистор (вольфрамова спіраль лампи розжарювання).Резистивние

Малюнок 3. Узагальнена структурна схемастартерногоПРА ібесстартерногоПРА знакальним трансформатором.

апарати не отримали поширення через низького ККД. Однак у останнім часом для компактних люмінесцентних ламп побутового призначення до деяких країнах знаходять застосуванняемкостно-резистивние баласти, у яких вказаний вище основний недолікПРАрезистивного типу певною мірою знівельований.

У напівпровідниковихПРА (друга) стабілізація струму лампи здійснюється з допомогою напівпровідникових приладів, зазвичай транзисторів. На рис. 4 приведено схема напівпровідниковогоПРА, у якому транзистор використовують у ролі нелінійного опору. Схема задовільно дбає про постійному струмі при незначних коливаннях напруги джерела харчування. На перемінному струмі схеми нелінійних напівпровідниковихПРА мають великими власними втратами.


Малюнок 4. Схема нелінійного

Малюнок 5. Схема імпульсного напівпровідниковогоПРА. напівпровідниковогоПРА.

На рис. 5 дана схема імпульсного напівпровідниковогоПРА. Наведена схема називається динамічного баласту. У динамічному баласті транзистор працює у режимі ключа, і стабілізація струму лампи здійснюється з допомогою інерційних властивостей плазми газового розряду. На рис. 6, а показано форма напруги на розрядної лампі. При відкритому транзисторі (>0tTі) напруга на лампі приблизно дорівнює напрузі джерела харчування (UлUп). При закритому транзисторі (Tі<>t<Tп) напруга на лампі одно нулю. На рис.6,б показано форма струму лампи. Протягом часу імпульсу напруги струм лампи зростає від Iпро до Iмах. Протягом часу паузи відбувається частковадеионизация плазми, зростає її опір, і такий імпульс струму знову починається з Iпро.


Малюнок 6.Осциллограмми напруги на лампі (чи струму лампи (б) у схемі імпульсного напівпровідниковогоПРА.

У третій групі (комбінованіПРА) стабілізація струму лампи здійснюється з допомогою, як реактивних елементів, і напівпровідникових приладів. УПРА цієї групи якбалластов використовуються дроселі, конденсатори, транзистори,тиристори та інші напівпровідникові прилади. Серед опитаної є велика кількість різноманітних схем. Доцільно розглянути що з їх ізвисокочастотним (ВЧ) генератором,емкостно-полупроводниковие,индуктивно-полупроводниковие і схеми з перетворенням частоти.

Усі схеми з ВЧ генератором побудовано практично за схемою (рис. 7). Харчування лампи здійснюється від двох джерел харчування: силового черезБалласт 1 та підвищеної частоти черезБалласт 2. На рис. 8 наведено варіант схеми під час використання дроселі Др як низькочастотного баласту і конденсатора З як високочастотного. Така схема знайшла використання усветорегуляторах, під час роботи ламп за умов зниженого напруги харчування, і навіть зниження пульсації світлового потоку ламп.


Малюнок 7. Узагальнена структурна схема комбінованогоПРА з ВЧ генератором.

На рис. 9 показано схема комбінованого імпульсногоПРА з цими двома джерелами харчування. Задля підтримки розряду в лампі черезБалласт 2 надходятьионизирующие імпульси струму.

Малюнок 8. Схема комбінованогоПРА з ВЧ генератором і індуктивним баластом.

На рис. 10, чи б показані форми напруження і струму лампи. Під час імпульсу (>0tTі) струм лампи підтримується постійним (іл і2=>conts), і завдяки іонізації позитивного стовпа розряду опір лампи і непередбачуване напруження у ньому зменшуються. У інтервалі Ті<>t<Тп, струм іонізуючого генератора і2 = 0, і струм лампи визначається лише струмом і1.


Малюнок 9. Схема комбінованогоПРА з цими двома джерелами харчування.

Малюнок 10.Осциллограмми напруги на лампі (чи струму лампи (б) в комбінованому імпульсномуПРА.

Через те що напруга харчування менше напруги горіння розряду, відбуваєтьсядеионизация плазми стовпа розряду, і струм поступово зменшується до I>min. Потім подається імпульс струму і2, і всі процеси повторюються.

На рис. 11 та дванадцяти наведено схеми комбінованихемкостно-полупроводникового іиндуктивно-полупроводниковогоПРА. У схемою рис. 11 основне падіння напруги відбувається на баластовому конденсаторі З, що знижує напруга настабилизирующем транзисторіVT і тим самим підвищує ККД схеми. У схемою рис. 12 симетричнийтиристор VSшунтирует допоміжний дросель Др2, що реформує з підвищення стабільності роботи лампи і ККД схеми.


Малюнок 11. Схема комбінованогоемкостно-полупроводниковогоПРА.

Малюнок 12. Схема комбінованогоиндуктивно-полупроводниковогоПРА (>СУ-схема управління)

На рис. 13 показано поширена схема комбінованого резонансногоПРА з перетворювачем частоти. Схеми з перетворювачем забезпечують харчування лампи струмом підвищеної частоти (20 50кГц), у своїй підвищується світлова віддача ламп, знижуються розміри баластовихдросселей і конденсаторів.


Малюнок 13. Схема комбінованого резонансногоПРА з перетворювачем частоти. (>ПЧ-преобразователь частоти)


2.  >СТАРТЕРНЫЕПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЕАППАРАТЫ ДЛЯЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХЛАМП

2.1ОДНОЛАМПОВЫЕСТАРТЕРНЫЕПРА

>СтартернимПРА називають апарат, у якому запалюванняЛЛ із котрим попередньо нагрітими електродами здійснюється з допомогою стартера зразмикающимися контактами. Власне стартернийПРА складається збалластного опору (індуктивного чииндуктивно-емкостного) і часом компенсуючого конденсатора та інших елементів. СхемастартерногоПРА з індуктивним баластом приведено на рис. 14, а, і зиндуктивно-емкостним — на рис.14,б. Процес запалювання ламп на обох схемах однаковий. Пусковий струм лампи визначається повним опором баласту і електродів, а робочий струм — повним опором баласту і опором самої лампи. Значення пускового струму визначається з умови забезпечення необхідної надійності запалювання лампи і виключення, наскільки можна, режиму її запалювання, з холодними або недостатньо нагрітими електродами. Тому вона має перевищувати деякого мінімального значення.

 

Малюнок 14.ОдноламповиестартерниеПРА: а- з індуктивним баластом; б- зиндуктивно-емкостним баластом, в-ВАХ пускового режиму індуктивного іиндуктивно-емкостногобалластов;г-зависимостьемкости компенсуючого конденсатора від коефіцієнта потужності.


Разом про те занадто великий пускової струм він може спричинить зниження терміну служби лампи і викликати неприпустиме перевищення температури обмоток дроселі як ззалипшим стартером. Це вимога визначається длястартернихПРА як допустима кратність пускового струму. Нині кратність пускового струму Доп=>0,92 номінального струму лампи.

Уиндуктивно-емкостнихбалластах дросель включений послідовно збалластним конденсатором. На рис.14,в приведеноВАХ дроселі 1 і послідовно з'єднаних дроселі ібалластного конденсатора 2. З рис.14,в видно, що зиндуктивно-емкостном баластіВАХ відхиляється вліво. Це означає, що у пусковому режимі струм лампи, включеної з індуктивним баластом, більше, ніж ізиндуктивно-емкостним, і надійність запалювання і термін їхньої служби лампи у схемі зиндуктивно-емкостним баластом нижче, ніж із індуктивним.

Для збільшення пускового струму виндуктивно-емкостних схемах застосовують дросель з додатковою обмоткою, яку беруть у ланцюг стартера, як і показано на рис. 14, б. У цьомуВАХ баласту переміщається вправо (крива 2 на рис. 14, в).

Використання в індуктивних іиндуктивно-емкостних схемах єдиного уніфікованого баласту (без пускової обмотки) пов'язані з вибором ємностібалластного конденсатора і полем його допуску. У цьому шляхом застосування конденсаторів із малими відхиленнями ємності можна домогтися збільшення пускового струмуиндуктивно-емкостной галузі до значення пускового струму індуктивної галузі. Зокрема, при застосуванні конденсаторів з допуском ±4 % можливо використання дроселі без пускової обмотки. Однак цьому істотно підвищуються вимоги до точності настройкидросселей.

Значення пускового струму можливо, у деяких межах змінено шляхом настройки дроселі, про що буде сказано нижче.

Застосування в світильникаходноламповихстартернихПРА з низьким коефіцієнтом потужності викликає збільшення реактивного струму, споживаного із електромережі, перевантаження сіті й додаткові втрати потужності ній. Так, зниження значенняcosф із першого до 0,5 збільшує споживаний із електромережі струм вдвічі, а втрати потужності 4 разу.

Як відзначалося, коефіцієнт потужності лампи здросселем завжди менше одиниці. Компенсувати індуктивний струм можна з допомогою конденсатора, включеного паралельно напрузі мережі. Такий конденсатор називають компенсуючим. На рис. 14, р показано залежність ємності компенсуючого конденсатора Здо відсоsфдо, який ми хочемо одержати при значенняхcosфo для невідшкодованоюПРА, рівних 0,3 (крива 1) і 0,5 (крива 2). Наприклад, підвищенняcosф з 0,3 до 0,85 необхідно включення компенсуючого конденсатора ємністю З>к1. І тутcosф носить індуктивний характер, т. е. споживаний із електромережі струм відстає за фазою від напруги мережі. Якщо ємність конденсатора збільшиться до З>К2, то, приcosф = 0,85 він матимеемкостний характер. Насправді схеми земкостним струмом не використовують через необхідність збільшити ємність конденсаторів.

Компенсація реактивного струму включенням на вхід схеми харчування лампикомпенсирующего-конденсатора доцільна дляоднолампових світильників чи світильників з послідовним включенням ламп. У дволампових світильниках застосовують паралельне включення ламп з індуктивним іиндуктивно-емкостним баластом.

 

2.2ДВУХЛАМПОВЫЕСТАРТЕРНЫЕПРА ЗРАСЩЕПЛЕННОЙФАЗОЙ

На рис. 15, чи б приведено поширена схемастартерногодвухламповогоПРА з розщепленої фазою і підтверджено векторна діаграма пускового режиму. Ємністьбалластного конденсатора Зб в схемах зазвичай трохи нижче (на 5-15 %) ємності компенсуючого конденсатора водноламповой індуктивної схемою до лампі тієї ж потужності. Застосовуючи замість двох схем зиндуктивнимибалластами ікомпенсирующими конденсаторами одну схему з розщепленої фазою, можна скоротитиемкостьбалластного конденсатора щонайменше ніж у 2 разу. Але цього разі баластовий конденсатор, як і це випливає з рис.15,б, повинен мати напруга, що перевищує напруга мережі.

Перевагою схем з розщепленої фазою є й зниження пульсації світлового потоку в світильнику Оптимальним є випадок, коли коефіцієнт потужності кожної з ланцюгів включення ламп дорівнює 0,7. І тут кут зсуву між кривими світлових потоків ламп становить 90°, а коефіцієнт пульсації знижується в 2-4 разу проти пульсацією світлового потоку однієї лампи. Більшістьстартерних схем під час роботи зЛЛ маєcosф=0,5 як індуктивної, такемкостной ланцюга. І тут кут зсуву між кривими світлових потоків ламп в індуктивної схемоюф1 і

Малюнок 15.Двухламповая схема включенняЛЛ з розщепленої фазою: а- схемаПРА; б- векторна діаграма робочого режиму; в- діаграма пульсації світлового потоку.

>емкостнойф2 зростає до 120° (рис. 15, у і коефіцієнт пульсації трохи більше. Для ламп, розрахованих працювати від напруги 127 У і маєcosф0,3, за її включенні до мережі напругою 220 У застосування дволампових схем з розщепленої фазою це не дає істотного ефекту зниження пульсації світлового потоку. Тому такі лампи беруть у мережу для схемою послідовного включення, забезпечуючи зниження пульсації світлового потоку лишечетирехлампових світильників.

Застосування дволампових схем послідовного включення до основному переслідує мету: створити найкращі умови дляЛЛ, які за включенні до мережі з підвищеним напругою можуть запалюватися як з холодними чинедогретими електродами; підвищити економічністьПРА, т. е. знизити його масу, габаритні розміри, вартість будівництва і втрати потужності. З іншого боку, застосовуючи схеми послідовного включення, можна уніфікувати деякіПРА, що показано нижче.

На рис. 16 приведено найбільш проста схема включення двохЛЛ з цими двомастартерами. Кожен із стартерів вибирається те що напруга, котрій призначена лампа.

Малюнок 16. Схема

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація