3640

УДК 628.94:621.382.2

Е.А. Маркина, Т.Н. Василькина, А.В. Суняйкина

КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СВЕТОВОГО ПРИБОРА

В данной работе рассматриваются пути повышения функциональных возможностей световых приборов, используемых человеком в своей деятельности. Отмечено влияние используемых источников света на эксплуатационные качества световых приборов. В частности, показано, что использование светодиодов в качестве источника света позволяет значительно расширить функциональные возможности осветительного прибора

Ключевые слова: световой прибор, многофункциональность, светодиод, конструкция, компонентная база

Введение. Одним из вопросов, решаемых при конструировании современных световых приборов (СП), наряду с ресурсосбережением является вопрос наиболее полного и доступного использования человеком многофункциональной природы света в процессе их эксплуатации. Кроме того на практике часто возникает потребность существенно расширить область деятельности человека, что требует применения большого количества светильников. В подобных ситуациях экономически целесообразно использование многофункциональных СП (МСП).

Основная часть. Многофункциональный СП – это СП, совмещающий в себе функции нескольких однофункциональных светильников и/или облучательных приборов, выполняющий данные функции одновременно, либо раздельно во времени, и обеспечивающий оптимальные условия освещения (облучения) в ряде различных функциональных процессов [1].

Совмещение в МСП ряда функций, присущих разным осветительным устройствам, реализуемо благодаря возможности изменения светотехнических характеристик СП за счёт:

–изменения спектрального состава и интенсивности излучения источника света (ИС);

–изменения пространственного светораспределения ИС при помощи оптической системы устройства;

–перемещения прибора при эксплуатации и т.д.

171

Поэтому предлагается МСП разделить на следующие группы

[2]:

1)МСП с переменной цветностью. Конструктивное исполнение такого СП может быть различным. Его многофункциональность будет зависеть от возможности быстрой смены пользователем цветных светофильтров, смены ИС с разными спектрами излучения, использования диммируемых ПРА для JIJI, диммеров для ЛН и диммирующих драйверов для светодиодов;

2)МСП с изменяемым светораспределением за счет быстрой смены светоперераспределяющих устройств (отражателей, рассеивателей, отражающих решеток, линз), что позволяет использовать его как для местного, так и для общего освещения. Функциональность СП может быть увеличена за счет расширения способов его крепления и изменения распределения светового потока светильника между верхней и нижней полусферами пространства;

3)МСП для местного освещения переносного исполнения. Это сетевые и аккумуляторные переносные СП, используемые для временного увеличения уровня освещенности отдельных мест работы в случаях расположения рабочей зоны в труднодоступных местах и слабоосвещенных помещениях, а также на открытом воздухе при недостаточном уровне освещенности или для освещения участков, подвод электрической энергии к которым затруднен или невозможен.

Данное деление условно, так как разрабатываемый прибор может выполнять одновременно функции МСП разных групп.

Переносным СП следует уделить особое внимание, так как они позволяют расширить область деятельности человека. Ассортимент таких СП на светотехническом рынке достаточно широк [3]. Изначально в них использовались лампы накаливания (ЛН). По мере развития источников света расширяется номенклатура переносных светильников [4]. С освоением малогабаритных линейных люминесцентных ламп (ЛЛ), а затем и многоканальных компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) различных конструкций и модификаций, появились светильники на их основе. Использование энергосберегающих КЛЛ вместо ЛН позволило уменьшить габаритные размеры светильников, снизить потребление энергии [5, 6].

172

Использование высокоэффективных светодиодов (СД) позволяет еще в большей степени повысить эксплуатационные качества переносных светильников, так как снижаются энергопотребление и массогабаритные показатели СП, возрастает вибро- и ударопрочность, а также экологическая безопасность, отпадает необходимость специальной утилизации светильника [7]. Возможность низковольтного питания светодиодов также является определяющим критерием при производстве переносных аккумуляторных МСП на их основе.

Однако существующие переносные СП нельзя в полной мере отнести к многофункциональным. С целью повышения функциональности такого СП необходимо обеспечить возможность изменения его светораспределения с целью выполнения, по крайней мере, двух светотехнических функций: общее и местное освещение.

Всвязи с этим предлагается конструкция переносного МСП, за основу которого взят ручной фонарь. Вместо отражателя в нем устанавливается алюминиевая плата, выполняющая роль радиатора,

снесколькими группами СД с различной КСС.

Втаблице 1 представлены технические характеристики белых светодиодов одинаковой мощности (≈ 2 Вт) ведущих производителей [8].

Таблица 1

Характеристики белых светодиодов мощностью 2 Вт разных производителей

173

Необходимые типы КСС достигаются использованием соответствующей вторичной оптики – линз. В табл. 2 представлены характеристики вторичной оптики компании LEDil.

174

Путем комбинации включения/выключения СД и регулировки питающего тока возможно варьировать в широких пределах КСС СП [9].

С добавлением в оптическую часть RGB-светодиодов появляется возможность использовать СП в качестве светосигнального прибора, либо осуществлять корректировку цветности излучения (рисунок).

175

образом, конструирование многофункционального СП является актуальной на сегодняшний день задачей.

Как было показано, увеличение возможностей и количества выполняемых СП функций может быть основано не только на изменении свойств, используемых в них ИС, но и свойств светотехнической арматуры. При этом основное требование к МСП

– возможность качественно выполнять те функциональные процессы, для которых они предназначены. Поэтому при конструировании подобного рода СП следует уделять особое внимание выбору соответствующей компонентной базы.

Использование светодиодов при конструировании переносных МСП представляет широкие возможности по увеличению их функциональных возможностей.

Литература

1.Микаева, С.А. Сборка многофункциональных световых приборов переменной цветности с использованием светодиодов / С.А. Микаева, А.С. Микаева, А.А. Ашрятов, А.С. Федоренко, М.В. Вдовин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2014. - №

1.- С.3-9.

2.Ашрятов А.А. Повышение эффективности источников оптического излучения и световых приборов: Автореф. дис ... д-ра техн. наук: 05.09.07. – Саранск, 2014. – 42 с.

3.Маркина Е. А. Современная номенклатура светодиодных переносных светильников / Е. А. Маркина // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: мат. XIII Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / Саранск: Издатель Афанасьев В. С., 2017. – С. 195-198.

4.Ашрятов А.А. Универсальный переносной светильник. / А.А. Ашрятов, А.Н.Салмин / Светоизлучающие системы. Эффективность и применение: Сб. науч. тр. III Всерос. науч.-техн. конф. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001. - С. 97.

5.Переносной фонарь HELLA HL 08-545, 220 В [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://helladv.ru/index.php?route=product/product&path=98_101&product_id=311

6.Переносной многофункциональный световой прибор для местного освещения на базе лампы КЛ9/ТБЦ | Государственное

177

казенное учреждение "Бизнес-инкубатор Республики Мордовия" - Официальный сайт [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://binkrm.ru/innovat/94 – Загл. с экрана.

7. Lena Lighting. Ручные светодиодные светильники. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.lenalighting.pl/produkty/32-oswietlenie-reczne- diodowe

8.Триалайт. Крупнейшие мировые производители светодиодов. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://trialight.ru/articles/world-largest-led-producers.html

9.Ашрятов А.А., Прытков С.В. Световой прибор с изменяемым светораспределением. Патент на полезную модель №140838. МПК F21L17/00. Заявл. 27.12.2013. № 2013158573. Опубл. 20.05.2014.

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева

178

УДК 621.316.176

Е.А. Шишкин, Н.В. Ситников, С.А. Горемыкин

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТНЫХ ЗАДАЧ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ

Рассматривается возможность использования программного обеспечения на основе таблиц формата EXCELдля оптимизации проектирования систем электроснабжения крупных автоматизированных объектов

Ключевые слова: проектирование электроснабжения, таблицы EXCEL, программа расчета потерь, автоматизация ввода данных

На сегодняшний день проектирование электроснабжения является важной частью любого строительства объектов. Большинство проектных организаций стараются минимизировать сроки выполнения проектов, повысить качество, а также минимизировать затраты на проектирование путем разработки более эффективного программного обеспечения.

При проектировании крупныхобъектов, например, автоматизированных элеваторных комплексов,где необходимо выбирать провода для большого количества потребителей, огромную часть работы проектировщика занимает повторение одних и тех же действий по вводу данных для расчета в программу с последующим вводом получаемых данных в таблицы для их обработки.

Большинство конечных этапов проектирования, таких как формирование ведомости объёмов работ и сметы проекта формируется в таблицах EXCEL. Внесение большого объёма данных полученных при проектных расчетах в таблицы занимает значительное количество времени, а также увеличивает вероятность ошибки ввода. Чтобы сократить время проектирования и уменьшить вероятность ошибок предлагается расчеты проводить сразу в таблицах EXCEL по определенным алгоритмам. Разработана подобная программа,которая позволяет быстро и открыто рассчитать потери, а также исходя из мощности двигателя предложить минимальное сечения провода.

179

Пример реализации данной программы приведен на рис. 1.

Рис. 1

В таблице оранжевым выделены позиции, которые проектировщику предстоит заполнить или выбрать из предложенного списка типовых значений. Позиции без заливки рассчитываются и заполняются автоматически. Позиции с зеленой заливкой являются статичными, но могут быть изменены при необходимости вручную.

На рис. 2 представлены списки данных которые используются алгоритмами в расчете.

Рис. 2 Списки данных могут быть отредактированы для каждого

проекта при изменении используемых устройств или проводников.

180