Indukcinės lempos: įrenginys, rūšys, taikymo sritis + pasirinkimo taisyklės

Šiandien vartotojai vis dažniau renkasi energiją taupančius buitinius ir pramoninius apšvietimo prietaisus. Tačiau be taupymo svarbų vaidmenį atlieka ir apšvietimo kokybė. Verta alternatyva tradiciniams apšvietimo šaltiniams yra indukcinės lempos.

Jos skleidžia akiai malonią švelnią šviesą, nekeičiančią objektyvaus daiktų suvokimo. Kartu išsiaiškinkime indukcinių lempų struktūrą ir veikimo principus.

Sandara ir veikimo principas

Pirminis šviesos šaltinis indukcinėje lemputėje yra plazma, dirbtinai sukurta jonizuojant dujų mišinį aukšto dažnio elektromagnetiniu lauku.

Srovė sukuria kintamąjį elektrinį lauką, sąlygodama dujų išlydžio atsiradimą stiklinėje kolboje. Sužadinta gyvsidabrio generuoja UV spinduliuotę, kuri fosforo dėka konvertuojama į matomą šviesą.

Indukcinės lempos priskiriamos dujų išlydžio apšvietimo šaltinių kategorijai, apie kuriuos išsamiau parašyta šioje medžiagoje.

Indukcinės lempos konstrukcija apima tris pagrindinius funkcinius elementus:

• dujų išlydžio vamzdelį;
• indukcinę ritę su ferito žiedu;
• elektroninį balastą.

Vamzdelio viduje yra gyvsidabrio amalgamos lašeliai. Pati kolba užpildyta mažo cheminio reaktyvumo dujomis – argonu/kriptonu, o jos vidinis paviršius padengtas neorganiniu fosforu.

Indukcinė ritė ir elektromagnetas formuoja aukšto dažnio magnetinį lauką, kurio poveikyje laisvieji elektronai pagreitėja, susiduria ir sužadina gyvsidabrio atomus.

Dėl to susidaro ultravioletinė spinduliuotė. Fosforo ji transformuojama į matomą ryškų švytėjimą.

Kaip ir paprastose fluorescencinėse lemputėse, skirtingų fosforų derinys indukcinės lempos kolbos dangoje suteikia įvairių spalvų švytėjimą. Dažniausiai pasitaiko prietaisai, kurių kolormetrinė temperatūra yra 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K.

Elektroninis balastas jungiamas prie 12 V/24 V nuolatinės įtampos šaltinio arba prie sinusinės įtampos tinklo 120 V/220 V/380 V.

Starterio valdymo sistema transformuoja 50 Hz kintamąją srovę į nuolatinę, o paskui – į aukšto dažnio srovę nuo 190 kHz iki 2,65 MHz.

Ši aukšto dažnio srovė ir sukuria magnetinį lauką. Be to, starteris generuoja stiprų pradinį impulsą, kuris uždega indukcinį šviesos šaltinį.

Kad būtų užtikrintas stabilus beelektrodinio apšvietimo įtaiso darbas, valdymo sistema taip pat gali keisti elektros srovės stiprumą ir jos dažnį per induktoriaus ritę.

Siekiant sumažinti aukšto dažnio elektromagnetinio lauko sklaidą, lempos aprūpinamos feritiniais ekranais ir (arba) specialiomis šerdimis.

Pagrindinis indukcinių energiją taupančių lempų skirtumas nuo kitų šviesos šaltinių – kaitinimo siūlų ir kontaktinių termokatodų nebuvimas. Indukciniuose šviestuvuose elektromagnetai yra išorėje, tai yra, nėra tiesioginio elektrodų kontakto su jonizuota dujų terpe.

Tai padaro apšvietimo įtaiso kolbą homogeniškesne ir maždaug vienodai temperatūros apkrauta.

Ilgai veikiant tokį apšvietimą, stiklinės kolbos įtrūkimai nepastebimi; laikui bėgant, elektrodo medžiaga nenusėda ant sienelių.

Kaitinamųjų elektrodų, reikalingų įprastoms lemputėms uždegti, nebuvimas leidžia pasiekti neįtikėtinai ilgą indukcinių šviestuvų eksploatavimo trukmę – iki 120 000 darbo valandų.

Kai kurie gamintojai netgi teigia, kad tarnavimo laikas siekia iki 150 000 valandų. Šis rodiklis 10 kartų viršija paprastų fluorescencinių lempučių, dujų išlydžio aukšto slėgio lempų, gyvsidabrio-volframo ir natrio apšvietimo prietaisų ilgaamžiškumą.

Be to, indukcinių šviesos šaltinių tarnavimo laikas maždaug 2-3 kartus viršija šviesos diodų eksploatavimo trukmę.

Indukcinių lempų atmainos

Pirmą kartą lempą be kontaktinių elektrodų pademonstravo Nikola Tesla dar 1893 metais Pasaulinėje parodoje Čikagoje. Visuomenei pristatytas apšvietimo įtaisas buvo maitinamas Tesla ritės magnetiniu lauku. O pirmąjį patikimą indukcinio šviesos šaltinio prototipą 1967 metais sukūrė Johnas Melvinas Andersonas.

Beelektrodžių lemputių klasifikacija

1994 metais bendrovė General Electric pristatė kompaktinę energiją taupančią lempą GENURA su įmontuotu aukšto dažnio generatoriumi cokolyje.

Indukcinių fluorescencinių lempų serijinė gamyba prasidėjo 1990-aisiais metais.

Šiandien beelektrodinių energiją efektyvių apšvietimo įtaisų gamybos lyderiai yra korporacijos PHILIPS Lighting, GE Lighting ir OSRAM Licht AG. Lentelėje nurodyti šių gamintojų skirtingų lempų modelių parametrai ir kaina.

Priklausomai nuo konstrukcijos tipo, indukciniai šviesos šaltiniai būna:

• su įmontuotu balastu – elektrinis generatorius ir lempa sujungti viename bloke;
• su atskiru elektroniniu starteriu – išorinis generatorius ir lempa yra atskiri prietaisai.

Priklausomai nuo ritės išdėstymo būdo, šios lempos taip pat skirstomos į įtaisus su išoriniu (žemo dažnio) ir vidiniu (aukšto dažnio) induktoriumi.

Pirmuoju atveju ritė su feromagnetiniu strypu yra apvyniota aplink balioną. Darbinis dažnis lempučių su išorine indukcija yra 190-250 kHz diapazone.

Jos turi geresnes sąlygas intensyviam šilumos mainui su aplinka, kadangi ritė išorėje sandarios kolbos lengvai išsklaido prietaiso išskiriamą šilumą. Žemo dažnio prietaisų tarnavimo laikas – iki 120 000 valandų.

Antruoju atveju indukcinė ritė su apvyniota šerdimi yra stiklinės kolbos viduje. Išskiriama šiluma patenka į apšvietimo prietaiso ertmę, todėl lempos su vidine indukcija įkaista stipriau.

Jų darbinis dažnis yra 2-3 MHz intervale. Tokių šviesos šaltinių resursas neviršija 75 000 valandų.

Išvaizda prietaisai su vidiniu induktoriumi primena vakuumines lemputes. O modeliai su išoriniu induktoriumi yra žiedo arba stačiakampio formos.

Tiek aukšto dažnio, tiek žemo dažnio lempos turi didelį patikimumo rezervą ir pasižymi ilgu tarnavimo laiku.

Vykdymo variantai ir ženklinimas

Šiuo metu įmonės, kurios specializuojasi apšvietimo srityje, yra įdiegusios serijinę įvairių formų indukcinių lempučių gamybą. Konstrukcinės ypatybės ir vykdymo variantai atsispindi jų žymėjime.

Pirmieji du abėcėlės ženklai šifre nustato įrenginio tipą (IL – indukcinė lempa), trečiasis nurodo formą. Po raidžių žymėjimo paprastai nurodoma galia.

ILK – apvalios formos indukcinės lemputės. Jos pasižymi aukštais šviesos atidavimo rodikliais ir dideliu spektrofotometrinių temperatūrų diapazonu. Tinka montuoti apvaliuose ir ovaliuose šviestuvuose.

Tokie šviesos šaltiniai aktyviai naudojami sandėlių, erdvių gamybos ir remonto cechų, prekybos kompleksų, sporto bazių apšvietimui.

ILŠ – rutulio formos lempos. Jos pagamintos tradicine didelės galios įprastų vakuuminių apšvietimo įrenginių forma. Sukuria minkštą šviesą ir užsidega beveik akimirksniu.

Tinka pakeisti kaitinamąsias lemputes energiją taupančiais šviesos šaltiniais nereikia keisti paties šviestuvo.

ILŠ montuojamos prožektoriuose viešbučių ir restoranų, prekybos centrų apšvietimui, taip pat lauko ir pramoniniuose šviestuvuose.

ILU – U formos lemputės. Jos yra prietaisai su atskiru generatoriumi. Skleidžia ryškią baltą šviesą, darbo metu nemirga.

Jos naudojamos stadionų, tunelių, metro ir automagistralių, reklaminių stendų, iškabų ir kitų objektų apšvietimui.

ILB, ILBK – lempos su žiedine kolbos forma. Jose generatorius, ritė ir vamzdelis yra sujungti į vieną bloką. Sukuria minkštą šviesą, kuri neapakina, greitai ir lengvai užsidega esant temperatūrai iki -35 °C.

Tokios konstrukcijos naudojamos viešbučių ir prekybos aikštelių, parkų zonų ir skverų, privačių sodybų teritorijų apšvietimui.

Atskirai reikia paminėti indukcines fitolempas augalams. Jos skiriasi stiklinės kolbos forma ir spinduliavimo spalva.

Skirtingi indukcinių fitolempų modeliai tinka žaliųjų augalų apšvietimui tam tikru augimo ir vystymosi laikotarpiu. Tokių gaminių serijos žymimos TIL. Kitos dvi raidės nurodo konkrečią lempos modelį.

Indukcinės fitolempos GP ir VG yra skirtos augalų apšvietimui vegetacinio augimo stadijoje. Jose vyrauja mėlynas spinduliavimo spektras.

FL prietaisai naudojami pradinėje vaisių formavimosi fazėje, taip pat gėlių formavimosi pagreitinimui. Jie spinduliuoja raudoną šviesą.

KL modelio lemputės yra universalios. Tokie šviesos šaltiniai leidžia valdyti augalų augimą. Jie generuoja sodrią raudoną šviesą, reikalingą visaverčiam augalų vaisių vystymuisi ir gausiam žydėjimui.

Ženklinimo pavyzdžiai:

• ILK-40 – apvali indukcinė lemputė, kurios galia 40 W;
• TILPVG-120 – stačiakampė indukcinė fitolempa, kurios galia 120 W, modelis VG, skirta pradinei vegetacinio augalų augimo stadijai.

Indukcinės lemputės spinduliavimas 97% atitinka saulės spektrą, todėl puikiai tinka dirbtiniam šiltnamių kompleksų apšvietimui.

Indukcinių lempų naudojimo privalumai

Beelektrodinės lempos generuoja minkštą šviesą, patogią akims suvokti. Spalvų atspalviai nėra iškraipomi.

Tokių lempų ryškumą galima keisti nuo 30 iki 100% naudojant paprastą dimerį įrenginiams su kaitinimo siūleliais.

Kietojo gyvsidabrio kiekis šiuolaikiniuose indukciniuose šviestuvuose yra kelis kartus mažesnis nei įprastose liuminescencinėse dujomis užpildytose lempose.

Net po 75 000 darbo valandų indukciniai prietaisai išlaiko šviesos galios lygį ties 80-85% nuo pradinio.

Įprastos dienos šviesos LL arčiau eksploatacijos pabaigos praranda iki 55% ryškumo. Ant jų kolbų laikui bėgant susidaro tamsūs nepermatomi apskritimai.

Indukcinių beelektrodinių lempų naudojimo pranašumai:

• Naudingumo koeficientas 90%;
• darbo išteklius iki 150 000 valandų;
• šviesos srautas didesnis nei 90-160 lm/W;
• optimalios sąlygos regimajam objektų suvokimui;
• darbinių temperatūrų diapazonas nuo -35 °C iki +50 °C;
• spalvų perteikimo koeficientas Ra>80;
• aukšti energijos vartojimo efektyvumo rodikliai;
• minimalus kolbos įkaitimas;
• neribotas paleidimo/išjungimo ciklų skaičius;
• pulsacijos nebuvimas;
• galimybė reguliuoti švytėjimo intensyvumą;
• garantinis eksploatacijos laikotarpis yra 5 metai.

Gamintojai teigia, kad indukciniai šviesos šaltiniai pasižymi geresnėmis techninėmis charakteristikomis nei šviesos diodai ir yra kelis kartus pigesni. Energijos sąnaudos šių tipų lemputėms yra maždaug vienodos.

Beelektrodžių lempų taikymas

Modernizuoti apšvietimo prietaisai, neturintys termokatodų ir kaitinimo siūlelių, naudojami tiek vidaus, tiek lauko apšvietimui.

Indukcinių lempų naudojimo sritis

Be elektrodų lempos turi įmontuotą apsaugą nuo KZ (trumpojo jungimo) ir įtampos šuolių.

Indukciniai šviestuvai pasižymi atsparumu vibracinėms apkrovoms ir atsitiktiniams smūgiams, stabiliai veikia net esant žemai oro temperatūrai

Dėl aukštų šviesos atidavimo rodiklių, esant mažam elektros suvartojimui, jie naudojami įvairiose srityse:

• kokybiškam gatvių apšvietimui organizuoti;
• prekybos, pramogų ir viešbučių kompleksuose;
• biurų centruose ir buitinėse patalpose;
• erdvių cechų ir sandėlių apšvietimui pramoniniuose objektuose;
• šiltnamių ir oranžerijų apšvietimui;
• automagistralių ir tunelių apšvietimui;
• sprogimui atsparaus apšvietimo organizavimui degalinėse.

Dėl parametrų stabilumo gyvsidabrinės be elektrodų lempos naudojamos kaip preciziškai taškiniai UF spinduliuotės šaltiniai spektrometrijoje.

Be to, indukcinio dujų žadinimo principas taikomas perduodant energiją iš išorinių šaltinių į lazerių darbo terpę.

Tačiau dėl aukšto dažnio elektromagnetinės spinduliuotės indukciniai šviestuvai neįrengiami geležinkelio stotyse ir oro uostuose.

Taip pat šios lemputės gali sukelti trikdžius, kai vienu metu dirba su ypač jautria laboratorine ir medicinine įranga. Todėl patalpose su tokia specialia technika jų nerekomenduojama naudoti.

Gatvių ir kelių apšvietimas

Veiksmingiausią kelių apšvietimą gali užtikrinti lauko šviestuvai su indukcinėmis energiją taupančiomis lempomis. Šis apšvietimo tipas garantuoja patogų matomumą tiek vairuotojams, tiek pėstiesiems.

Kelių šviestuvai turi tvirtą konsolinį tvirtinimą ir montuojami ant stulpų, taip pat standartinių atramų. Jie naudojami parkų ir skverų, gatvių ir aikščių, plentų ir automobilių stovėjimo aikštelių, krantinių, kiemų apšvietimui.

Momentinis IL paleidimas sumažina elektros energijos nuostolius ir leidžia maksimaliai efektyviai naudoti apšvietimo sistemą. Tai suteikia galimybę organizuoti apšvietimą naudojant judesio daviklius

Pavyzdžiui – momentinis apšvietimo įjungimas automobilių magistralėse vietose, kur vyksta automobilių ir pėsčiųjų judėjimas.

Be to, jautrus judesio daviklis gali būti suderintas su programuojamu prietemos jungikliu.

Įrenginys nustatomas pagal konkrečias apšvietimo vertes. Esant nepakankamam šviesos lygiui, daviklis duos komandą įjungti lempas.

Dimmeravimo galimybė leidžia sėkmingai taikyti intelektualias sistemas efektyviam lauko apšvietimo valdymui.

Valdant indukcinių lempų ryškumą naudojant galios reguliatorių ir astronominį laikmatį, galima pasiekti realų elektros energijos taupymą bei žymiai sumažinti techninės priežiūros išlaidas.

Intelektualių sistemų diegimas leidžia kontroliuoti apšvietimo būklę, matuoti ir analizuoti šviestuvų energijos suvartojimo duomenis.

Saugūs pramoniniai šviesos šaltiniai

Indukcine technologija paremtų įrenginių naudojimas yra ekonomiškai naudingas sprendimas modernizuojant pramonės įmonių apšvietimo sistemas.

Indukciniai šviestuvai pasižymi aukšta surinkimo kokybe ir nereikalauja reguliarios priežiūros. Jie žymiai sumažina elektros suvartojimą ir padeda padidinti gamybos pelningumą.

Pramoniniai apšvietimo prietaisai turi IP54 apsaugos klasę, leidžiančią juos naudoti net užterštumo ir padidėjusios drėgmės sąlygomis. Juos galima montuoti nešildomose ir prastai vėdinamose patalpose.

Grūdintas stiklas kartu su silikonine izoliacija patikimai apsaugo korpusą nuo pašalinių priemaišų ir vandens patekimo į vidų.

Taip pat egzistuoja pramoniniai sprogimui atsparūs IL modeliai. Jie ne tik užtikrina kokybišką apšvietimą, bet ir apsaugo nuo gaisro pavojingų situacijų. Tokie prietaisai padidina saugos lygį gamyboje.

Ant indukcinių sprogimui atsparių šviestuvų korpuso užtepama antistatinė polimerinė danga.

Dėl šios sudėties apšvietimo įrenginiai pasižymi atsparumu smūgiams ir atsparumu neigiamų temperatūrų poveikiui.

Speciali kibirkštims atspari danga nesuyra net šarminėje ir rūgštinėje aplinkoje ir geba išlaikyti savo savybes 30 metų.

Apšvietimas šiltnamiuose ir oranžerijose

Indukcinės lempos spektras 75 % atitinka fotosintetiškai aktyvią radiaciją, reikalingą aktyviam augalų augimui ir ilgalaikiam žydėjimui.

Būtent dėl to beelektrodinio tipo lemputės naudojamos kaip papildomi šaltiniai oranžerijose ir šiltnamiuose, apšviesti standartinius ir kompaktiškus grow-box'us, tiesioginį, šoninį ir tarpueilių papildomą augalų apšvietimą.

Indukcinių apšvietimo prietaisų darbinė temperatūra neviršija 60 laipsnių pagal Celsijaus skalę, todėl juos galima išdėstyti arti žaliųjų plantacijų.

Tokių lempų naudojimas grow-box'uose leidžia žymiai sumažinti rezervuarų aušinimo išlaidas.

IL taikymas taip pat leidžia iš anksto suprojektuoti ir atskirai įrengti apšvietimą kiekvienai šiltnamio zonai.

Norint pakoreguoti ir nukreipti maksimalų šviesos kiekį į reikiamą sektorių, naudojami optiniai paviršiai – ekranai. Jie fokusuoja spinduliuotę į konkretų plotą.

O naudojant specialius atšvaitus, dirbtinė šviesa tolygiai paskirstoma per visą žaliųjų plantacijų aukštį.

Indukcinių lempų pasirinkimo taisyklės

Renkantis indukcinius apšvietimo įrenginius, svarbu atsižvelgti į jų konstrukcines ypatybes, eksploatacines charakteristikas, taip pat saugumo laipsnį.

Tik laikantis tokio požiūrio, IL galima laikyti tikslingu pirkiniu.

Šiandien specializuotose parduotuvėse nesunku rasti indukcinių beelektrodinių lempų nuo 15 W iki 500 W galios. Tačiau yra ir galingesnių, skirtų įvairiems gamybiniams poreikiams.

Lempos su ovalia kolba gaminamos šviestuvams su standartiniais lizdais E14, E27 ir E40.

Taip pat yra specialių stačiakampių ir žiedinių indukcinių apšvietimo įrenginių tipų, kurie gali veikti tiek kintamosios, tiek nuolatinės srovės tinkle.

Verta paminėti, kad rutulio formos indukcinės lemputės dydžiu bus didesnės nei įprasti prietaisai su kaitinimo siūleliu, nes aukšto dažnio srovės generatorius yra paslėptas lizde. Tai svarbu atsižvelgti perkant.

Visi indukciniai šviestuvai ir beelektrodinės lempos privalomai sertifikuojami.

Todėl galima drąsiai kalbėti apie jų saugumą. Amalgama yra sandarioje kolboje, o laikantis pagrindinių eksploatavimo taisyklių, jos nuotėkis neįmanomas.

Tačiau reikia suprasti, kad, kaip ir standartinės liuminescencinės lempos, indukcinės reikalauja atitinkamo utilizavimo dėl gyvsidabrio junginių ir elektroninių komponentų.

Kietą amalgamą – gyvsidabrio lydinį su kitais metalais – galima naudoti pakartotinai. Stiklas iš lempos taip pat atiduodamas perdirbti, tačiau atskirai nuo liuminoforo.

Šviestuvai su indukcine technologija nepriskiriami ekologiškai saugiems apšvietimo tipams ir šiuo kriterijumi gerokai nusileidžia šviesos diodams.

Būtina pridurti, kad indukcinio tipo lemputė pasiekia stabilų šviesos srautą ne iš karto. Pradžioje ji skleidžia apie 80% visų spindulių.

Kad šis rodiklis pasiektų maksimumą, beelektrodinei lempai reikia 2–3 minučių. Per tą laiką pakankamai įšyla amalgama ir išgaruoja reikiamas gyvsidabrio kiekis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Indukciniai šviestuvai – nauja dujinių išlydžio lempų karta. Tokio tipo apšvietimo veikimo principas:

Kas daro lempas indukcinėmis, šio tipo šviestuvų ypatybės ir taikymo sritis:

Šiuolaikinių indukcinių šviesos šaltinių naudojimo pramonės įmonėse privalumai:

Teisingas indukcinio tipo lempų montavimas, laikantis visų standartų ir normų, leidžia efektyviai naudoti energiją taupančią technologiją. Šiandien tokie šviesos šaltiniai – protinga alternatyva tradiciniams apšvietimo organizavimo būdams.

Ar turite patirties su indukcinėmis lempomis? Arba išstudijavus medžiagą kilo klausimų? Galite juos užduoti komentarų bloke po straipsniu. Ten pat galite pasidalinti patirtimi ar duoti vertingą patarimą mūsų svetainės lankytojams.