Starteris liuminiscencinėms lempoms: įtaisas, veikimo principas, žymėjimas + pasirinkimo subtilybės

Starteris liuminescencinėms lempoms yra elektromagnetinio paleidimo reguliatoriaus (EMPR) komplektacijoje ir skirtas gyvsidabrio lemputės uždegimui.

Kiekvienas konkretaus gamintojo modelis pasižymi skirtingomis techninėmis charakteristikomis, tačiau naudojamas šviestuvams, maitinantiems tik kintamosios srovės tinklu, kurių ribinis dažnis neviršija 65 Hz.

Siūlome išsiaiškinti, kaip veikia starteris liuminescencinėms lempoms, koks jo vaidmuo apšvietimo prietaise. Be to, paminėsime skirtingų paleidimo prietaisų ypatybes ir papasakosime, kaip išsirinkti reikiamą mechanizmą.

Kaip sukonstruotas prietaisas?

Pasirinktinai starteris (paleidiklis) yra gana paprastas. Elementas – tai maža dujų išlydžio lempa, galinti sudaryti rūkstantį išlydį esant žemam dujų slėgiui ir mažai srovei.

Ši stiklinė maža kolba užpildyta inertinėmis dujomis – helio mišiniu arba neonu. Į ją įlituoti judantys ir nejudantys metaliniai elektrodai.

Visi lemputės elektrodų spiralės turi du gnybtų blokus. Vienas kiekvieno kontakto gnybtas yra įjungtas į elektromagnetinio balasto grandinę. Likusieji prijungti prie starterio katodų.

Atstumas tarp starterio elektrodų nėra reikšmingas, todėl per tinklo įtampą jį lengva pramušti. Tuomet susidaro srovė ir įkaista elementai, įeinantys į elektros grandinę su tam tikra varžos dalimi. Būtent starteris ir yra vienas iš šių elementų.

Starterių konstrukcijos liuminescencinėms lempoms turi beveik identišką sandarą: 1 – droselis; 2 – stiklinė kolba; 3 – gyvsidabrio garai; 4 – gnybtai; 5 – elektrodai; 6 – korpusas; 7 – bimetalinis kontaktas; 8 – inertinių dujų substancija; 9 – volframo kaitinimo siūlai LDS; 10 – gyvsidabrio lašas; 11 – lanko išlydis kolboje (+)

Kolba yra korpuso viduje iš plastiko arba metalo, atliekančio apsauginio gaubto vaidmenį. Kai kuriuose pavyzdžiuose dangtelio viršuje papildomai yra speciali apžiūros anga.

Paklausiausia medžiaga bloko gamybai yra plastikas. Nuolatinis aukštų temperatūros režimų poveikis leidžia atlaikyti specialų impregnavimo mišinį – liuminoforą.

Prietaisai gaminami su pora kojelių, atliekančių kontaktų vaidmenį. Jie pagaminti iš skirtingų metalų rūšių.

Priklausomai nuo konstrukcijos tipo, elektrodai gali būti simetriški judamieji arba asimetriški su vienu judamuoju elementu. Jų išvadai eina per lempos lizdą.

Lygiagrečiai kolbos elektrodams prijungtas kondensatorius, talpa 0,003–0,1 μF. Tai svarbus elementas, mažinantis radijo trikdžių lygį ir taip pat dalyvaujantis lempos įžiebimo procese.

Privaloma įrenginio detalė yra kondensatorius, galintis išlyginti ekstrasroves ir tuo pačiu atjungti prietaiso elektrodus, gesindamas lanką, atsirandantį tarp srovę vedančių elementų.

Be šio mechanizmo yra didelė tikimybė, kad kontaktai sulips atsiradus lankui, kas žymiai sumažina starterio eksploatavimo laiką.

Buityje populiariausi balastų pavyzdžiai su simetriška kontaktų sistema ir uždegimo elektros schema. Tokie pavyzdžiai mažiau veikiami įtampos kritimo elektros tinkle.

Teisingas starterio darbas priklauso nuo maitinimo tinklo įtampos. Sumažėjus nominalioms vertėms iki 70–80%, liuminescencinė lempa gali neįsižiebti, nes nebus pakankamo elektrodų įkaitimo.

Renkantis reikiamą starterį, atsižvelgiant į konkretų dienos šviesos lempos modelį (liumescencinę arba LL), būtina papildomai išanalizuoti kiekvienos rūšies technines charakteristikas, taip pat apsispręsti dėl gamintojo.

Aparato veikimo principas

Padavus tinklo maitinimą šviesos technikos prietaisui, įtampa eina per LL droselio vijas ir kaitinimo siūlą, pagamintą iš volframo monokristalų.

Toliau tiekiama starterio kontaktams ir tarp jų susidaro tlejantis išlydis, tuo tarpu sukuriamas dujų terpės švytėjimas ją kaitinant.

Kadangi įrenginyje yra dar vienas kontaktas – bimetalinis, jis taip pat reaguoja į pokyčius ir pradeda lenktis, keisdamas formą. Taip šis elektrodas uždaro elektros grandinę tarp kontaktų.

Tlejančio išlydžio suformuotos srovės dydis svyruoja nuo 20 iki 50 mA, ko visiškai pakanka bimetaliniam elektrodui įkaitinti, kuris atsakingas už grandinės uždarymą (+)

Liuminescencinio prietaiso elektros schemoje susidariusi uždara grandinė praleidžia per save srovę ir įkaitina volframinius siūlus, kurie, savo ruožtu, pradeda spinduliuoti elektronus iš savo įkaitinto paviršiaus.

Taip susidaro termoelektroninė emisija. Tuo pačiu metu vyksta gyvsidabrio garų, esančių kolboje, įkaitinimas.

Susidaręs elektronų srautas sumažina įtampą, tiekiamą iš tinklo į paleidiklio kontaktus, maždaug perpus. Tlejančiojo išlydžio laipsnis pradeda kristi kartu su kaitinimo temperatūra.

Bimetalinė plokštelė sumažina savo deformacijos laipsnį, taip atidarydama grandinę tarp anodo ir katodo. Srovės tekėjimas per šią dalį nutrūksta.

Jo rodiklių pokytis sukelia droselio ritėje, laidžiame kontūre, elektrovaros jėgos indukciją.

Bimetalinis kontaktas akimirksniu reaguoja sukurdamas trumpalaikį išlydį prie jo prijungtoje grandinėje: tarp volframinių siūlų liuminescencinėje lempoje.

Jo vertė siekia keletą kilovoltų, to visiškai pakanka inertinių dujų ir įkaitintų gyvsidabrio garų terpei permušti. Tarp lempos galų susidaro elektros lankas, sukuriantis ultravioletinę spinduliuotę.

Kadangi tokia šviesos spektro dalis žmogui nematoma, lempos konstrukcijoje yra liuminoforas, sugeriantis ultravioletą. Galiausiai sukuriamas standartinis šviesos srautas.

Keičiantis srovei kontūre arba visiškai jai nutrūkus, proporcingai keičiasi magnetinis srautas per plokštelės paviršių, kuris riboja šį kontūrą ir sužadina toje grandinėje saviindukcijos EVJ.

Tačiau įtampos ant paleidiklio, prijungto lygiagrečiai lempai, nepakanka tlejančiam išlydžiui suformuoti, todėl elektrodai lieka atjungtoje padėtyje dienos šviesos lempos švytėjimo laikotarpiu. Toliau starteris nenaudojamas darbo schemoje.

Kadangi po švytėjimo sukūrimo srovės rodiklius reikia riboti, į grandinę įtraukiamas elektromagnetinis balastas. Dėl savo induktyviosios varžos jis atlieka ribojančio įtaiso vaidmenį, užkertantį kelią lempos gedimams.

Starterių rūšys liuminescenciniams prietaisams

Pagal darbo algoritmą paleidimo įtaisai skirstomi į tris pagrindinius tipus: elektroninius, šiluminius ir su tlejančiuoju išlydžiu. Nepaisant to, kad mechanizmai skiriasi konstrukciniais elementais ir veikimo principais, jie atlieka identiškas funkcijas.

Elektroninio tipo paleidiklis

Procesai, vykstantys starterių kontaktų sistemoje, nėra valdomi. Be to, didelę įtaką jų veikimui daro aplinkos temperatūros režimas.

Pavyzdžiui, esant žemesnei kaip 0°C temperatūrai, elektrodų kaitinimo greitis sulėtėja, todėl prietaisas sugaiš daugiau laiko šviesos uždegimui.

Taip pat kaitinant kontaktai gali sulydyti vienas su kitu, dėl to perkaista ir sunaikinamos lempos spiralės, t.y. lempa sugadinama.

Dauguma elektroninių balastų modelių, skirtų LDS, yra pagaminti naudojant UBA 2000T mikroschemą. Tokio tipo įrenginys leidžia pašalinti elektrodų perkaitimą, dėl to žymiai pailgėja lempos kontaktų eksploatacijos trukmė, taigi ir jos darbo laikotarpis.

Net ir teisingai veikiantys įrenginiai laikui bėgant turi savybę dėvėtis. Jie ilgiau išlaiko lempos kontaktų įkaitimą, taip sumažindami jos gamybos išteklius.

Būtent siekiant pašalinti tokio pobūdžio trūkumus puslaidininkinėje starterių mikroelektronikoje, buvo panaudotos sudėtingos konstrukcijos su mikroschemomis. Jos leidžia apriboti paleidiklio elektrodų uždarymo imitavimo proceso ciklų skaičių.

Daugumoje rinkose pateiktų pavyzdžių elektroninio starterio scheminį įrenginį sudaro du funkciniai mazgai:

• valdymo schemos;
• aukštos įtampos komutavimo mazgo.

Kaip pavyzdį galima paminėti PHILIPS firmos elektroninio uždegimo mikroschemą UBA2000T ir STMicroelectronics gamybos aukštos įtampos tiristorių TN22.

Elektroninio starterio veikimo principas pagrįstas grandinės atjungimu kaitinant. Kai kurie pavyzdžiai turi esminį pranašumą – laukimo uždegimo režimo parinktį.

Taip elektrodų atjungimas atliekamas reikiamoje įtampos fazėje ir esant optimaliems kontaktų įkaitimo temperatūros rodikliams.

Elektroninio balasto puslaidininkiniai elementai turi atitikti pagrindines darbo charakteristikas, būtent prijungto apšvietimo įtaiso galios ir tinklo įtampos verčių santykį.

Svarbu, kad lempai sugedus ir nesėkmingai bandant ją paleisti, toks mechanizmas išsijungia, jei jų (bandymų) skaičius pasiekia 7. Todėl apie elektroninio starterio priešlaikinį gedimą negali būti nė kalbos.

Kai tik lemputė bus pakeista tinkama, prietaisas galės atnaujinti LL paleidimo procesą. Vienintelis šios modifikacijos trūkumas – aukšta kaina.

Starterio grandinėje kaip papildomas radijo trukdžių mažinimo metodas gali būti naudojami simetruoti droseliai su apvija, padalinta į identiškas dalis, su vienodu apsisukimų skaičiumi, suvyniotų ant bendro įrenginio – šerdies.

Šiuo metu gaminami balastai turi surinkimo-strypinę konstrukciją. Magnetinės vielos išpjovimas atliekamas iš plieno lakštų. Paprastai tokie droseliai turi dvi simetriškas apvijas.

Visos ritės sritys yra nuosekliai sujungtos su vienu iš lempos kontaktų. Įjungus abu jo elektrodai veiks tokiomis pačiomis techninėmis sąlygomis, taip sumažindami trikdžių lygį.

Šiluminis paleidiklio tipas

Pagrindinė šiluminių starterių skiriamoji charakteristika yra ilgas LL paleidimo periodas. Toks mechanizmas veikimo metu sunaudoja daug elektros, o tai neigiamai veikia jo energijos sąnaudų charakteristikas.

Šiluminis starteris dar vadinamas termobinetaliniu. Kontaktų įkaitimas vyksta lėtai, o tai palankiai veikia apšvietimo prietaiso darbą žemoje temperatūroje.

Paprastai šis tipas naudojamas žemos temperatūros sąlygomis. Darbo algoritmas iš esmės skiriasi nuo kitų tipų analogų.

Išjungus maitinimą, prietaiso elektrodai yra uždarytoje būsenoje, o įjungus – susidaro aukštos įtampos impulsas.

Rūkstančio išlydžio mechanizmas

Paleidimo mechanizmai, pagrįsti tlejančio išlydžio principu, turi bimetalinius elektrodus.

Jie pagaminti iš metalų lydinių su skirtingais linijinio plėtimosi koeficientais kaitinant plokštelę.

Tlejančio išlydžio starterio trūkumas yra žema įtampos impulso vertė, dėl ko nėra pakankamo LL užsidegimo patikimumo.

Lempos užsidegimo galimybę lemia ankstesnio katodų įkaitimo trukmė ir srovės, tekančios per apšvietimo prietaisą starterio kontaktų grandinės atidarymo momentu, parametrai.

Jei pirmuoju bandymu starteris neuždega lempos, jis automatiškai kartos bandymus, kol lempa užsidegs.

Todėl tokie įrenginiai nenaudojami esant žemai temperatūrai ar nepalankioms klimato sąlygoms, pavyzdžiui, esant padidėjusiai drėgmei.

Jei nebus užtikrinamas optimalus kontaktų sistemos įkaitimo lygis, lempa sugaiš daug laiko užsidegimui arba bus sugadinta. Pagal GOST standartus, starterio uždegimo laikas neturi viršyti 10 sekundžių.

Paleidimo prietaisai, kurie savo funkcijas atlieka šiluminiu principu ar tlejančiu išlydžiu, privalomai yra įrengti papildomu įrenginiu – kondensatoriumi.

Kondensatoriaus vaidmuo schemoje

Kaip jau buvo minėta anksčiau, kondensatorius yra įtaiso korpuse, lygiagrečiai jo katodams.

Šis elementas sprendžia dvi pagrindines užduotis:

1. Sumažina elektromagnetinių trukdžių, atsirandančių radijo bangų diapazone, lygį. Šie trukdžiai kyla dėl starterio elektrodų sistemos ir lempos sukuriamų kontaktų.
2. Daro įtaką liuminescencinės lempos uždegimo procesui.

Toks papildomas mechanizmas sumažina impulsinės įtampos vertę, susidariusią atidarius starterio katodus, ir padidina jo trukmę.

Kondensatorius mažina kontaktų sulipimo tikimybę. Jeigu įrenginyje nėra kondensatoriaus, įtampa lempoje gana greitai didėja ir gali siekti kelis tūkstančius voltų. Tokios sąlygos mažina lempų uždegimo patikimumo laipsnį.

Kadangi slopinimo įtaiso naudojimas neleidžia visiškai išlyginti elektromagnetinių trikdžių, į schemos įėjimą įvedami du kondensatoriai, kurių bendra talpa yra ne mažesnė kaip 0,016 µF. Jie nuosekliai jungiami su vidurinio taško įžeminimu.

Pagrindiniai paleidiklių trūkumai

Pagrindinis starterių trūkumas yra konstrukcijos nepatikimumas. Užvedimo mechanizmo gedimas sukelia klaidingą paleidimą – prieš pradedant visavertį šviesos srautą matomos kelios šviesos blyksniai. Tokie gedimai mažina lempos volframo gijų tarnavimo laiką.

Paleidimo aparatai sukelia didelius energijos nuostolius ir mažina lempos įrenginio naudingumo koeficientą. Prie trūkumų taip pat priskiriama priklausomybė nuo įtampos ir didelė elektrodų veikimo laiko sklaida.

Liuminescencinių lempų darbinė įtampa laikui bėgant didėja, o starteriui atvirkščiai – kuo ilgesnis tarnavimo laikas, tuo mažesnė smilkstančio išlydžio uždegimo įtampa. Taigi, įjungta lempa gali sukelti jo veikimą, dėl ko šviesa užges.

Paleidiklio atsivėrę kontaktai vėl uždega šviesą. Visi šie procesai vyksta per sekundės dalis, ir vartotojas gali stebėti tik mirgėjimą.

Pulsuojantis efektas dirgina tinklainę, taip pat sukelia droselio perkaitimą, mažina jo tarnavimo laiką ir lempos gedimą.

Tokių pačių neigiamų pasekmių tikimasi ir dėl didelės kontaktinės sistemos veikimo laiko sklaidos. Jos dažnai nepakanka visiškam išankstiniam lempos katodų įkaitinimui.

Galiausiai prietaisas užsidega po kelių bandymų, kuriuos lydi padidėjusi perėjimo procesų trukmė.

Jei starteris prijungtas prie vienos lempos grandinės, tokiu atveju nėra galimybės sumažinti šviesos pulsaciją.

Siekiant sumažinti neigiamą poveikį, rekomenduojama tokias schemas naudoti tik patalpose, kuriose naudojamos lempų grupės (po 2–3 vnt.), kurias reikia įjungti į skirtingas trifazės grandinės fazes.

Ženklinimo reikšmių iššifravimas

Bendrai priimtos santrumpos vietinės ir užsienio gamybos starterių modeliams nėra. Todėl pagrindinius žymėjimus nagrinėsime atskirai.

90S-220 reikšmės iššifravimas: starteris, veikiantis su liuminescencinėmis lempomis, kurių galia yra 90 W, o nominali įtampa 220 V (+).

Pagal GOST, raidinių ir skaitmeninių reikšmių [XX][S]-[XXX], užrašytų ant prietaiso korpuso, iššifravimas atrodo taip:

• [XX] – skaičiai, nurodantys šviesos atkūrimo mechanizmo galią: 60 W, 90 W arba 120 W;
• [S] – starteris;
• [XXX] – įtampa, naudojama darbui: 127 V arba 220 V.

Siekiant realizuoti lempų uždegimą, užsienio kūrėjai gamina prietaisus su įvairiais žymėjimais.

Elektroninis formos faktorius gaminamas daugelio firmų.

Labiausiai žinoma vidaus rinkoje – Philips, gaminanti tokių tipų starterius:

• S2 skirti 4–22 W galiai;
• S10 – 4–65 W.

Firma OSRAM orientuota į starterių gamybą tiek pavieniam apšvietimo prietaisų prijungimui, tiek nuosekliajam. Pirmuoju atveju tai yra žymėjimas S11 su galios apribojimu 4–80 W, ST111 – 4–65 W. O antruoju, pavyzdžiui, ST151 – 4–22 W.

Gaminami starterių modeliai pateikiami plačiame asortimente. Pagrindiniai parametrai, į kuriuos atsižvelgiama renkantis, yra proporcingi liuminescencinių lempų charakteristikoms.

Į ką žiūrėti renkantis?

Renkantis paleidimo mechanizmą nepakanka remtis tik kūrėjo vardu ir kainos intervalu, nors ir šie veiksniai turi būti įvertinti, nes jie rodo prietaiso kokybę.

Šiuo atveju laimi patikimi aparatai, kurie praktiškai pasitvirtino. Verta atkreipti dėmesį į tokias firmas: Philips, Sylvania ir OSRAM.

Starteris FS-11 prekės ženklo Sylvania. Tinka dienos šviesos lempoms, 4–65 W galios. Gali būti naudojamas kintamosios srovės tinkle. Veikia tlejančio išlydžio principu.

Pagrindiniai starterio eksploataciniai parametrai yra šios techninės savybės:

1. Uždegimo srovė. Šis rodiklis turi būti aukštesnis už lempų darbinę įtampą, bet ne žemesnis už maitinimo tinklo įtampą.
2. Bazinė įtampa. Prijungiant prie vienos lempos grandinės naudojamas 220 V aparatas, prie dviejų lempų – 127 V.
3. Galios lygis.
4. Korpuso kokybė ir jo atsparumas ugniai.
5. Eksploatacijos trukmė. Esant standartinėms naudojimo sąlygoms, starteris turi atlaikyti ne mažiau kaip 6000 įjungimų.
6. Katodų įkaitinimo trukmė.
7. Naudojamo kondensatoriaus tipas.

Taip pat būtina atsižvelgti į ritės indukcinį priešpriešinį veikimą ir išlyginimo koeficientą, kuris atsakingas už atvirkštinės varžos ir tiesioginės varžos santykį esant pastoviai įtampai.

Papildoma informacija apie liuminescencinių lempų paleidimo ir reguliavimo mechanizmo įrenginį, darbą ir prijungimą pateikta šiame straipsnyje.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Pagalba renkantis reikiamą balastą dienos šviesos lempai:

Starteris liuminescenciniams prietaisams: žymėjimo pagrindai ir konstrukcinė aparato sandara:

Teoriškai, starterio veikimo trukmė prilygsta lempos, kurią jis uždega, tarnavimo laikui. Vis dėlto verta žinoti, kad laikui bėgant tlejančio išlydžio įtampos intensyvumas mažėja, o tai atsiliepia liuminescencinio prietaiso darbui.

Tačiau gamintojai rekomenduoja vienu metu keisti ir starterį, ir lempą. Norint įsigyti reikiamą modifikaciją, iš pradžių verta išstudijuoti pagrindinius prietaisų rodiklius.

Pasidalinkite su skaitytojais savo patirtimi renkantis starterį liuminescencinėms lempoms. Prašome, palikite komentarus, užduokite klausimus straipsnio tema ir dalyvaukite diskusijose – atsiliepimų forma yra žemiau.