Э лектромагнитный балласт

Электромагнитный балласт «1УБИ20» серии 110 завода ВАТРА, СССР.

Современный Электромагнитный балласт «L36A-T» завода Helvar, Финляндия.

Электромагнитный балласт (сокращенно ЭмПРА — Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат) представляет собой электромагнитный дроссель с определенным индуктивным сопротивлением, подключаемый последовательно с лампой (лампами) определенной мощности. Последовательно нитям накала лампы подключается стартер, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор (неоновая лампа и конденсатор подключены параллельно). Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс (до 1 кВ), а также ограничивает ток через лампу за счет индуктивного сопротивления. В настоящее время преимуществами электромагнитного балласта являются простота конструкции и низкая стоимость. Недостатков же такой схемы достаточно много:

• Долгий запуск (1—3 сек в зависимости от степени износа лампы);

• Потребление большего количества энергии дросселем, по сравнению с ЭПРА (при напряжении 220 В светильник из 2 ламп по 58 Вт, то есть в сумме 116 Вт, потребляет 130 Вт);

• Малый cos φ, около 0,35—0,50 (без компенсирующих конденсаторов);

• Низкочастотное (50 Гц) гудение пластин дросселя, которое возрастает с его старением;

• Мерцание лампы с удвоенной частотой сети (100 Гц), которое негативно может сказаться на зрении, а также вызывает стробоскопический эффект (вращающиеся синхронно с частотой сети предметы и детали станков могут казаться неподвижными). Люминесцентные лампы с электромагнитным балластом запрещается применять для освещения подвижных частей станков и механизмов (во-всяком случае, без дополнительного подсвечивания лампами накаливания);

• Большие габариты (по сравнению с наиболее примитивными ЭПРА) и значительная масса (несколько килограмм);

• При отрицательных температурах лампы подключенные с использованием стартёрно-дроссельной схемы могут не зажигаться вообще.

М еханизм запуска лампы с электромагнитным балластом и стартером

 При включении стартер срабатывает несколько раз подряд

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой небольшую неоновую лампу с подключенным параллельно ей конденсатором, заключенную в корпус. Один внутренний электрод неоновой лампы стартера неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве (есть также стартеры и с двумя гибкими электродами (симметричные)). В исходном состоянии электроды стартера разомкнуты. Стартер подключается параллельно лампе так, чтобы при замыкании его электродов ток проходил через спирали лампы.

В момент включения к электродам лампы и стартера прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Спирали лампы холодные. Разряд в лампе отсутствует и не возникает, так как напряжения сети недостаточно для её зажигания. Но в лампе стартера от приложенного напряжения возникает тлеющий разряд, и ток проходит через спирали лампы и электроды стартера. Ток разряда мал для разогрева спиралей лампы, но достаточен для разогрева электродов стартера, отчего биметаллический электрод изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток, ограничиваемый индуктивным сопротивлением дросселя, течет через спирали лампы и разогревает их. Когда замкнутые электроды стартера остывают (в замкнутом состоянии теплота на них не выделяется из за малого сопротивления), цепь размыкается, и благодаря самоиндукции происходит бросок напряжения на дросселе, достаточный для зажигания разряда в лампе.

Параллельно неоновой лампе в стартере подключен конденсатор небольшой емкости, служащий для формирования резонансного контура совместно с индуктивностью дросселя. Контур формирует импульс достаточно большой длительности чтобы зажечь лампу (при отсутствии конденсатора этот импульс будет слишком коротким, а амплитуда слишком большой, и энергия, накопленная в дросселе, израсходуется на разряд в стартере). К моменту размыкания стартера спирали лампы уже достаточно разогреты, но в лампе ещё не вся ртуть испарилась и разряд проходит в атмосфере аргона, из-за чего разряд в лампе неустойчивый и процесс запуска может повториться неоднократно. Как только вся ртуть в колбе лампы испаряется в достаточном количестве, лампа выходит на рабочий режим.

Р абочее напряжение лампы ниже сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, поэтому повторного срабатывания стартера не происходит. В процессе зажигания лампы стартер иногда срабатывает несколько раз подряд, если он размыкается в момент, когда мгновенное значение тока дросселя равно нулю, либо электроды лампы ещё недостаточно разогреты. По мере износа рабочее напряжение растёт, количество циклов срабатывания стартера увеличивается, и в конце концов лампа уже не может выйти на рабочий режим. Это вызывает характерное непрерывное мигание вышедшей из строя лампы. Когда лампа гаснет, можно видеть свечение катодов, разогретых током, протекающим через стартер.