2.4. Люминесцентные лампы высокого давления.

Наиболее распростра­нены ЛЛ высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная лам-

па).

Рис. 6.3. Дуговая ртутная 4-злект-родная лампа типа ДРЛ

Они состоят из стеклянной колбы 5, покрытой внутри люминофором, и заключен

ной в ней кварцевой трубки 3, заполненной аргоном при давлении 400 Па с добавкой рту

ти ( рис. 6.3).

В торцы кварцевой трубки впаяны активированные рабочие 4 и поджигающие 2 электро­ды, включенные через резисторы 1.

При включении лампы в сеть между рабочими и поджигающими электродами воз-

никает тлеющий разряд, ионизирующий аргон. При достаточной ионизации разряд пере-

брасывается в промежуток между рабочими электродами, после чего начинается процесс испарения ртути и повышения давления внутри трубки до 500-10 000 Па.

Возник­ший дуговой разряд сопровождается интенсивным излучением ультра­фио-

летовых лучей. Люминофор преобразует невидимое ультрафиоле­товое излучение в свет.

Схема включения лампы ДРЛ состоит из дросселя L, ограничивающего ток лампы и стабилизирующего режим горения, конденсатора C, подавляющего радиопомехи.

Период разгорания лампы составляет 3-10 мин.

Световой поток и процесс зажигания лампы не зависят от темпера­туры окружаю-

щей среды, так как большая колба заполнена углекис­лым газом, являющимся теплоизоли

рующей оболочкой.

Достоинством ламп ДРЛ является сочетание малых габаритных размеров с боль

шим световым потоком (10-46 клм при мощностях ламп 250-1000 Вт).

К недостаткам ламп ДРЛ следует отнести наличие периода разгорания. После пога

сания повторное включение возможно только через 5-10 мин после охлаждения лампы.

Двухэлектродные лампы ДРЛ не имеют зажигающих электродов, и их схема вклю-

чения усложнена трансформатором, разрядником и другими элементами.

Существуют дуговые ксеноновые, криптоновые, натриевые и металлогалогенные лампы, отличающиеся различными цветовыми оттенками.

2.5. Схемы включения люминесцентных ламп

Для включения люминесцентных ламп в сеть используют пускорегулирующие ап-

параты разных видов.

В общем случае в состав пускорегулирующего аппарата ЛЛ входят дроссели, стар-

теры, конденсаторы и резисторы.

Рис. 17.4. Схемы включения люминисцентных ламп:

а – стартер; б и в – соответственно стартерная и автотрансформаторная схемы

включения; г – схема включения 2-лампового светильника; д – резонансная схема подключения

Стартер (рис. 17..4, а ) служит для замыкания (размыкания) цепи пуска ЛЛ. Его изготовляют в виде стеклянной колбы 2, в которую впаяны два стальных электрода 4. К одному из электродов приварена биметаллическая пластина 3.

Для подключения стартера на изоляторе 5 смонтированы алюминиевые или латун-

ые штыри 6. В отверстия штырей заведены концы электродов, и затем штыри в месте соединения спрессованы.

Рядом с колбой стартера размещен конденсатор 1. Все устройство закрыто алюми

ниевым футля­ром с изоляционной прокладкой.

Простейшая схема подключения ЛЛ показана на рис. 17.4, б.

В исходном состоянии сопротивления стартера VK и лампы EL очень большие. При подаче питания в стартере появляется тлеющий разряд между его электродами

и сопротивление стартера уменьшается. Через обмотки двухкатушечного дросселя L, элек

троды лампы и область тлею­щего разряда стартера протекает ток прогрева электродов.

Тлеющий разряд вызывает изгиб биметаллической пластины стартера, и она замы

кается с электродом. Теперь сопротивление стартера близко к нулю, поэтому через элект

роды лампы протекает ток, прогревающий их до температуры 800-900º С.

При этом благодаря термоэмиссии внутри лампы появляется достаточное число электронов. Из-за отсутствия тлеющего разряда электроды стартера остывают и размыка

ются.

Разрыв цепи вызывает всплеск ЭДС самоиндукции на дросселе, соз­дающей на элек

тродах лампы импульс высокого напряжения, под действием которого происходит иониза

ция аргона и паров ртути -дампа зажигается.

Теперь сопротивление ЛЛ мало, но ток лампы и напряжение на ней ограничены со

противлением последовательно включенных обмоток дросселя. Стартер оказывается под пониженным напряжением и повторно не срабатывает.

Использование дросселя приводит к снижению коэффициента мощности соsφ.Для его повы­шения в схему включается конденсатор С2, который при выключении лампы раз

ряжается через резистор R.

Конденсаторы С1 и СЗ служат для уменьшения радиопомех, создаваемых старте-

ром.

Наличие стартера - контактного устройства - снижает надежность работы ЛЛ.

Схема бесстартерного пускорегулирующего аппарата (рис. 17.4, в) собрана на автотрансформаторе TV и дросселе L.

Пока лампа не зажглась, через дроссель течет небольшой ток, обусловлен­ный доста

точно высоким сопротивлением обмотки w. На дросселе существует небольшое падение напряжения, поэтому к обмотке wтрансформатора приложено почти все напряжение сети, которое обес­печивает повышенное напряжение в обмотках wи w.

В результате создаются условия для прогрева электродов и возникновения эмис­сии. Лампа зажигается, и ее сопротивление уменьшается.

Теперь через дроссель течет ток лампы. На дросселе увеличивается падение напря­жения, а напряжение на обмотках автотрансформатора уменьшается. В данной схеме дрос

сель не используется в процессе зажигания ЛЛ, но выполняет свою вторую роль – ограни-

чивает напряжение на ЛЛ после зажигания.

По сравнению с 1-ламповыми светильниками 2- ламповые (рис. 17.4, г) более ком

пактны. Лампа ЕL2 включена через конденсатор С2, по­этому вектор ее тока опережает вектор тока лампы Е1. При этом невидимые мигания ламп возникают несинхронно. Стро

боскопический эффект можно уменьшить, подключая светильники данного помещения в разные фазы 3-фазной сети.

Люминесцентные лампы по сравнению с ЛН более экономичны, но в пускорегули-

рующих аппаратах этих ламп расходуется около 30 % электроэнергии, подводимой из се-

ти.

Наиболее простой и рациональ­ной, с точки зрения минимальных массы и потерь, является резонанс­ная схема подключения (рис. 17.4, д), которая используется в сетях с ча-

стотой 400 Гц. С помощью резонансного эффекта, создаваемого цепью L - C1, С2, в пуско

вой период на лампе возникает напряжение, в 1,5 - 2,3 раза большее напряжения сети.

После зажигания лампы резонанс нарушается включением сопротивления лампы.

Бесстартерные схемы все же имеют дополнительные потери, обусловленные нали-

чием небольшого тока накала даже после зажигания лампы, но этот недоста­ток компенси-

руется высокой надежностью бесстартерных схем и увеличением срока службы ЛЛ (при-

мерно на 50 %).