Transformatorius halogeninėms lempoms: kam reikalingas, veikimo principas ir prijungimo taisyklės

Halogenines lempas galima laikyti patobulintu visiems įprastų kaitinamųjų prietaisų variantu. Jos veikia vienodai, tačiau dėl kai kurių halogeninių lempų savybių jos yra ekonomiškesnės, patvaresnės ir skleidžia akiai malonią, bet tuo pačiu ryškią šviesą.

Gamintojai siūlo du halogeninių apšvietimo prietaisų variantus: aukštos ir žemos įtampos. Kad pastarieji veiktų tinkamai, reikalingas transformatorius halogeninėms lempoms. Mes papasakosime, kaip pasirinkti ir teisingai prijungti minėtą įrenginį.

Kam halogeninei lempai transformatorius?

Halogeninės lempos sėkmingai konkuruoja su šviesos diodais. Nepaisant geresnių pastarųjų eksploatacinių charakteristikų, dažnai laimi būtent halogeninės lempos, o tai paaiškinama mažesne jų kaina ir atitinkamai prieinamumu, taip pat kai kuriomis šviesos diodų šviesos pluošto ypatybėmis, nuo kurių gali pavargti akys.

Pagrindinis šviesos diodų privalumas – darbas be įkaitimo, kas suteikia galimybę juos plačiai naudoti. Tokį patį pranašumą turi ir halogeninės lempos, tačiau tik žemos įtampos lempos. Jas galima montuoti vietose, jautriose aukštai temperatūrai. Pavyzdžiui, į lubas įmontuotuose šviestuvuose.

Tačiau reikia suprasti, kad žemos įtampos halogeninės lempos gali dirbti tik su transformatoriais. Pastarieji yra būtini norint tinklo įtampą paversti iki lempai priimtinos vertės. Paprastai tai yra 12 V.

Be to, transformatorius apsaugo šviesos šaltinį nuo įtampos šuolių, perkaitimo ir trumpojo jungimo, taip pat gali užtikrinti galimybę sklandžiai įjungti apšvietimą. Reikia pripažinti, kad vidutiniškai lempos su transformatoriais tarnauja daug ilgiau. Nors daug kas priklauso nuo jų kokybės.

Žemos įtampos tipo halogeninės lempos negali veikti nuo 220 V tinklo įtampos, todėl jas reikia prijungti tik per žeminamąjį transformatorių.

Kokie yra transformatoriai?

Transformatoriais vadinami elektromagnetinio arba elektroninio tipo įrenginiai. Jie šiek tiek skiriasi veikimo principu ir kai kuriomis kitomis charakteristikomis.

Elektromagnetiniai variantai keičia standartinės tinklo įtampos parametrus į charakteristikas, tinkamas žemos įtampos halogeninių lempų veikimui, o elektroniniai prietaisai, be minėtos funkcijos, dar atlieka srovės keitimą.

Toroidinis elektromagnetinis prietaisas

Paprasčiausias toroidinis transformatorius sudarytas iš dviejų apvijų ir šerdies. Pastaroji dar vadinama magnetine šerdimi. Ji gaminama iš feromagnetinės medžiagos, paprastai plieno. Apvijos išdėstomos ant strypo.

Pirminė apvija prijungta prie energijos šaltinio, antrinė – prie vartotojo. Elektrinis ryšys tarp antrinės ir pirminės apvijų nėra.

Nepaisant mažos kainos ir patikimumo eksploatuojant, toroidinis elektromagnetinis transformatorius šiandien retai naudojamas prijungiant halogenines lempas.

Taigi galia tarp jų perduodama tik elektromagnetiniu būdu. Siekiant padidinti indukcinį ryšį tarp apvijų, naudojama magnetinė šerdis. Paduodant kintamąją srovę į gnybtą, prijungtą prie pirmosios apvijos, šerdies viduje susidaro kintamasis magnetinis srautas.

Pastarasis sukimba su abiem apvijomis ir jose indukuoja elektrovarą arba EJV. Veikiant jai, antrinėje apvijoje sukuriama kintamoji srovė su įtampa, kuri skiriasi nuo pirminės apvijos įtampos.

Priklausomai nuo vijų skaičiaus nustatomas transformatoriaus tipas, kuris gali būti aukštinamasis arba žeminamasis, ir transformacijos koeficientas. Halogeninėms lempoms visada naudojami tik žeminamieji aparatai.

Apvijinių įrenginių privalumai yra:

• Aukštas patikimumas darbe.
• Paprastas prijungimas.
• Nedidelė kaina.

Vis dėlto toroidinius transformatorius šiuolaikinėse grandinėse su halogeninėmis lempomis galima rasti gana retai. Tai paaiškinama tuo, kad dėl konstrukcinių ypatybių tokie įrenginiai turi gana įspūdingus matmenis ir masę. Todėl juos sunku užmaskuoti įrengiant baldų ar lubų apšvietimą, pavyzdžiui.

Galbūt pagrindinis toroidinių elektromagnetinių transformatorių trūkumas – masyvumas ir dideli gabaritai. Juos itin sunku užmaskuoti, jei reikalingas paslėptas montavimas.

Taip pat prie šio tipo įrenginių trūkumų galima priskirti įkaitimą veikimo metu ir jautrumą galimiems įtampos svyravimams tinkle, o tai neigiamai veikia halogeninių lempų eksploatavimo trukmę.

Be to, apvijiniai transformatoriai gali ūžti veikimo metu, o tai ne visada priimtina. Todėl įrenginiai dažniausiai naudojami negyvenamosiose patalpose arba gamybiniuose pastatuose.

Impulsinis arba elektroninis įrenginys

Transformatorius sudarytas iš magnetolaidžio arba šerdies ir dviejų apvijų. Priklausomai nuo šerdies formos ir apvijų išdėstymo ant jos, skiriamos keturios tokių įrenginių rūšys: strypinis, toroidinis, šarvuotasis ir šarvuotasis strypinis.

Skirtingas gali būti ir antrinės bei pirminės apvijos vijų skaičius. Keičiant jų santykį, gaunami žeminamieji ir aukštinamieji įrenginiai.

Impulsinio transformatoriaus konstrukcijoje yra ne tik apvijos su šerdimi, bet ir elektroniniai komponentai. Dėl to į jį galima įmontuoti apsaugos nuo perkaitimo, švelnaus įjungimo sistemas ir kitas.

Impulsinio tipo transformatoriaus veikimo principas šiek tiek skiriasi. Į pirminę apviją tiekiami trumpi vienpoliai impulsai, dėl to šerdis nuolat yra įmagnetinimo būsenoje.

Impulsai pirminėje apvijoje apibūdinami kaip trumpalaikiai stačiakampiai signalai. Jie generuoja induktyvumą su tokiais pat būdingais pokyčiais.

Šie savo ruožtu sukuria impulsus antrinėje ritėje.

Ši savybė suteikia elektroniniams transformatoriams daug privalumų:

• Mažas svoris ir kompaktiškumas.
• Aukštas naudingumo koeficientas.
• Galimybė įmontuoti papildomą apsaugą.
• Išplėstinis darbinės įtampos diapazonas.
• Veikimo metu nekaista ir neskleidžia triukšmo.
• Galimybė koreguoti išėjimo įtampą.

Iš trūkumų verta paminėti reglamentuojamą minimalią apkrovą ir gana aukštą kainą. Pastaroji susijusi su tam tikrais sunkumais gaminant tokius įrenginius.

Žeminamosios įrangos pasirinkimo taisyklės

Renkantis transformatorių halogeniniams šviesos šaltiniams, reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių. Pradėti verta nuo dviejų svarbiausių charakteristikų: prietaiso išėjimo įtampos ir jo vardinės galios.

Pirmoji turi griežtai atitikti prie įrenginio prijungtų lempų darbinę įtampą. Antroji nustato bendrą šviesos šaltinių, su kuriais dirbs transformatorius, galią.

Ant transformatoriaus korpuso visada yra žymėjimai, kuriuos ištyrus galima gauti išsamią informaciją apie įrenginį

Norint tiksliai nustatyti reikiamą vardinę galią, patartina atlikti paprastą skaičiavimą. Tam reikia sudėti visų prie žeminamojo įrenginio prijungtų šviesos šaltinių galias. Prie gautos vertės pridėkite 20 % „atsargos“, būtinos tinkamam prietaiso veikimui.

Iliustruokite konkrečiu pavyzdžiu. Svetainės apšvietimui planuokite įrengti tris grupes halogeninių lempų: po septynias kiekvienoje grupėje. Tai taškiniai prietaisai, kurių įtampa 12 V, o galia 30 W. Jums reikės trijų transformatorių – po vieną kiekvienai grupei. Pasirinkite tinkamą. Pradėkite nuo nominalios galios skaičiavimo.

Apskaičiuokite ir gausite, kad bendra grupės galia yra 210 W. Atsižvelgiant į reikiamą rezervą, gausite 241 W. Taigi kiekvienai grupei reikės transformatoriaus, kurio išėjimo įtampa 12 V, o nominali galia 240 W.

Šioms charakteristikoms tinka tiek elektromagnetiniai, tiek impulsiniai įrenginiai. Pasirinkę pastaruosius, ypatingą dėmesį turite skirti nominaliajai galiai. Ji turi būti pateikta dviejų skaičių pavidalu. Pirmasis žymi minimalią darbinę galią.

Turite žinoti, kad bendra lempų galia turi būti didesnė už šią vertę, antraip prietaisas neveiks. Ir dar viena maža pastaba iš specialistų, susijusi su galios pasirinkimu. Jie įspėja, kad transformatoriaus galia, nurodyta techninėje dokumentacijoje, yra maksimali.

Tai reiškia, kad įprastai jis išduos maždaug 25–30 % mažiau. Todėl vadinamasis galios „rezervas“ yra būtinas. Nes jei priversite įrenginį dirbti ties savo galimybių riba, jis ilgai neišsilaikys.

Siekiant ilgalaikio halogeninių šviestuvų naudojimo, labai svarbu teisingai parinkti žeminančio transformatoriaus galią. Ji turi turėti tam tikrą “rezervą”, kad įrenginys neveiktų ties savo galimybių riba.

Dar vienas svarbus niuansas susijęs su pasirinkto transformatoriaus matmenimis ir jo išdėstymo vieta. Kuo galingesnis prietaisas, tuo jis masyvesnis. Ypač tai aktualu elektromagnetiniams agregatams. Pageidautina iš karto rasti tinkamą jo įrengimo vietą.

Jei šviestuvų yra keli, naudotojai dažniausiai nori juos suskirstyti į grupes ir kiekvienai įrengti atskirą transformatorių. Tai paaiškinama labai paprastai.

Pirma, sugedus žeminančiam įrenginiui, kitos apšvietimo grupės veiks normaliai. Antra, kiekvienas tokiose grupėse sumontuotas transformatorius turės mažesnę galią nei bendras, kurį reikėtų įrengti visoms lempoms. Vadinasi, jo kaina bus žymiai mažesnė.

Du transformatoriaus prijungimo variantai

Prieš prijungiant žeminantį įrenginį, reikia parengti šviestuvų išdėstymo schemą, jei jų yra daugiau nei du. Be to, reikia parinkti transformatoriaus montavimo vietą.

Pastarasis atliekamas atsižvelgiant į šias taisykles:

• Privalo būti užtikrinta laisva prieiga prie įrenginio – tai būtina jo priežiūrai arba keitimui.
• Jei transformatorius bus uždaroje erdvėje, pastarosios tūris negali būti mažesnis nei 10 L. Tai būtina prietaiso veikimo metu susidarančiai šilumai pašalinti.
• Atstumas nuo prietaiso iki artimiausios halogeninės lempos turi būti ne mažesnis nei 250 mm. Tai daroma siekiant išvengti nepageidaujamo papildomo šviesos šaltinio kaitinimo.

Tik nustačius vietą transformatoriui ir lempoms, galima pradėti montavimą ir prijungimą.

Svarbu teisingai parinkti vietą žeminančiam transformatoriui. Jei jis bus sumontuotas uždaroje erdvėje, jos tūris turi būti pakankamas darbo metu susidarančiai šilumai išsklaidyti.

Šiuo atveju galimi du pagrindiniai variantai, o pastarasis gali būti modifikuotas ir naudojamas prijungti ne tik dviem šviestuvų grupėms, bet ir trims bei daugiau.

Šviestuvų grandinė su vienu transformatoriumi

Toks variantas laikomas optimaliu keturiems, daugiausia penkiems šviesos šaltiniams. Jei lempų yra daugiau, geriausia jas suskirstyti į grupes. Halogeninės lempos jungiamos tik lygiagrečiai. Į tai reikia atsižvelgti sudarant schemą. Dar vienas svarbus niuansas.

Būtina išdėstyti lempas taip, kad atstumas nuo kiekvienos iš jų iki transformatoriaus būtų maždaug vienodas. Tai būtina tinkamam prietaisų veikimui.

Esant skirtingo ilgio laidams, lempos degs nevienodai. Ta, kurios laidas trumpesnis, švies ryškiau. Prietaisas su ilgu kabeliu degs blankiai.

Be to, pastaruoju atveju darbo metu galimas ir laido įkaitimas, o tai labai nepageidaujama. Specialistai rekomenduoja sudaryti schemą taip, kad kiekvieno iki lempų einančio laido ilgis neviršytų 200 mm. Be to, kabelio skerspjūvis turi būti ne mažesnis kaip 1,5 mm².

Tokiu būdu jungiamas nedidelis lempų kiekis. Optimalu jungti ne daugiau kaip penkias, priešingu atveju teks montuoti didelės galios transformatorių.

Ant transformatoriaus korpuso yra išėjimo ir įėjimo gnybtai. Pirminiai žymimi kaip N ir L arba Input. Tai įėjimas, esantis 220 V pusėje. Reikia atsiminti, kad čia prijungimas atliekamas per viengubą jungiklį.

Tada iš skirstomosios dėžutės išeinantys nulinis ir fazinis laidai (mėlynos ir oranžinės arba rudos spalvos) sujungiami su atitinkamais transformatoriaus gnybtais. Prie antrinių gnybtų Output (arba žeminančio įrenginio išėjimo) prijungiamos halogeninės lempos.

Tam naudojami tik vienodo skerspjūvio variniai laidai. Svarbi pastaba. Jei dėl kokių nors priežasčių transformatoriaus gnybtų nepakanka, reikia įrengti papildomus gnybtų spaustukus. Juos galima įsigyti bet kurioje specializuotoje parduotuvėje.

Dvi lempų grupės su dviem transformatoriais

Toks prijungimas yra optimalus, jei šviestuvų yra daugiau nei penki. Grupės gali būti sudarytos iš vienodo arba skirtingo lempų skaičiaus. Tai nesvarbu. Svarbiausia, kad kiekvienai būtų tinkamai parinktas transformatorius. Kaip ir aukščiau aprašytame variante, verta pradėti nuo schemos sudarymo.

Renkantis lempų išdėstymo vietą, galioja analogiškos taisyklės. Tai reiškia, kad visų nuo transformatoriaus iki jų einančių laidų ilgis turėtų būti maždaug vienodas.

Taip jungiamos dvi halogeninių šviestuvų grupės. Kiekvienai jų naudojamas savas transformatorius, tačiau jungiklis yra bendras abiem.

Tai gali būti padaryti gana sudėtinga. Tuomet reikės atlikti tam tikrus koregavimus. Reikia žinoti, kad varinių laidų, kurių skerspjūvis 1,5 kv. mm (ir būtent juos rekomenduojama naudoti šiuo atveju), optimalus ilgis svyruoja nuo 150 iki 300 cm. Tokiu atstumu energija bus perduodama su minimaliais nuostoliais ir be trukdžių susidarymo.

Kartais tokio ilgio akivaizdžiai nepakanka. Tokiu atveju reikės pasirinkti didesnio skerspjūvio laidą. 300–400 cm atstumui parenkamas kabelis, kurio skerspjūvis iki 2,5 kv. mm. Jei numatomas dar didesnis ilgis (o tai nėra pageidautina), reikėtų atlikti specialų skaičiavimą ir nustatyti tinkamą skerspjūvį pagal specialią lentelę.

Kiekvieno transformatoriaus ir lempų grupių prie jo prijungimas atliekamas analogiškai aukščiau aprašytam būdui. Tai yra, nulinė gysla iš skirstomosios dėžės prijungiama prie transformatorių nulinių gnybtų.

Fazinė gysla nuo jungiklio sujungiama su žeminamųjų įrenginių faziniais kabeliais. Teoriškai tokiu būdu galima prijungti ir daugiau nei dvi šviestuvų grupes, tačiau kiekvienai jų įrengiamas savas transformatorius.

Svarbi pastaba. Kiekvienam žeminamajam įrenginiui tiesiamas atskiras kabelis, be to, jie sujungiami tik skirstomojoje dėžėje. Kai kurie „meistrai“ mieliau sujungia laidus kur nors po lubomis, nenaudodami skirstomosios dėžės.

Tai rimta klaida, prieštaraujanti PUE (Elektros instaliacijos taisyklėms), kuriose nurodyta, kad prie kiekvienos atliktos kabelių jungties atkarpos turi būti užtikrintas laisvas priėjimas apžiūrai, priežiūrai ir galimam remontui. Todėl vienintelis teisingas variantas – sujungimas skirstomojoje dėžėje.

Kuriant halogeninį apšvietimą su dideliu lempų kiekiu, svarbu sumaniai apskaičiuoti apšvietimo grupių skaičių ir kiekvienos jų transformatorių išdėstymo vietą.

Specialistai pabrėžia, kad jei planuojama prijungti grupę, sudarytą iš daugelio lempų, galimas variantas su paskirstymo dėže tarp šviestuvų ir transformatoriaus išėjimo. Tai ypač aktualu, kai trūksta gnybtų mažinančiame įrenginyje arba dėl jo išdėstymo apribojimų.

Renkantis tokį variantą reikia žinoti, kad esant vienodai galiai, žemos įtampos grandinė praleidžia didesnę srovę nei aukštos įtampos. Atsižvelgiant į tai, reikalingas tikslus skaičiavimas, norint nustatyti laido skerspjūvį. Jis atliekamas apskaičiuojant bendrą srovės stiprį.

Pavaizduokime pavyzdžiu. Septyni 12 V šviesos šaltiniai, kurių galia 35 W, turi būti prijungti per transformatorių. Lempos montuojamos per paskirstymo dėžę lygiagrečiai. Reikia sužinoti laido skerspjūvį, kuris bus nutiestas tarp skirstytuvo ir bloko išėjimo.

Tam pirmiausia padauginame lempučių skaičių iš jų galios. Tada gautą vertę padaliname iš darbinės įtampos. Gauname apytiksliai 29 A. Tai srovės stipris, kuris tekės per žemos įtampos laidus.

Naudodami PUE pateiktą laidų skerspjūvio priklausomybės nuo darbinės įtampos lentelę, nustatome tinkamą laido dydį. Mūsų atveju tai bus ne mažiau kaip 4 kv. mm. Kaip matyti, apkrova yra gana didelė. Galbūt prasminga šią lempų grupę padalinti į dvi.

Jei prijungiant dvi halogeninių lempų grupes įrengiamas dviejų klavišų jungiklis, galima gauti galimybę valdyti kiekvieną jų atskirai

Montuojant dvi halogeninių lempučių grupes per transformatorių, galima naudoti dviejų tipų jungiklius. Jei įrengiamas vieno klavišo modelis, abi grupės galės įsijungti/išsijungti tik vienu metu. O jei reikalingas atskiras šviesos prietaisų grupių valdymas, galima įrengti dviejų klavišų jungiklį.

Praktikuojančių specialistų rekomendacijos

Praktikuojantys elektrikai dažnai susiduria su būtinybe montuoti žemos įtampos halogenines lempas, kai laidai jau nutiesti ir sėkmingai naudojami. Tokiu atveju toli gražu ne visada įmanoma atlikti lygiagretų lempų prijungimą prie transformatoriaus be radikalaus laidų perdarymo.

Siekiant sumažinti išlaidas, specialistai rekomenduoja šiuo atveju kiekvieną šviestuvą prijungti prie savo transformatoriaus. Paprastai tai bus nedideli galios ir matmenų įrenginiai.

Jei tai atrodo švaistymas, galima į šviestuvus vietoj žemos įtampos halogeninių įdėti aukštos įtampos 220 V halogenines lempas. Tačiau šiuo atveju teks jas aprūpinti lėto įjungimo prietaisu. Arba kaip variantas, jei šviestuvo konstrukcija leidžia, galima pakeisti halogenines lempas į ekonominės klasės šviesos diodus.

Su orientyrais renkantis halogenines lempas apšvietimo sistemos įrenginiui supažindins straipsnis, išsamiai nagrinėjantis visas klausimo puses.

Galimybė reguliuoti apšvietimo intensyvumą pritraukia daugelį. Dauguma elektroninių transformatorių papildyta galimybe sumažinti įėjimo įtampą, kas leidžia reguliuoti halogeninio apšvietimo ryškumą.

Labai dažnai planuojamas apšvietimo intensyvumo reguliavimas, todėl į bendrą schemą pridedamas dimeris. Reikia žinoti, kad dauguma impulsinių transformatorių nėra skirti dirbti kartu su dimeriu.

Kadangi pastarasis neigiamai veikia elektroninio keitiklio veikimą, tai galiausiai pastebimai sutrumpina prijungtų halogeninių lempų tarnavimo laiką.

Dėl šios priežasties optimalus variantas dirbti poroje su dimeriu – toroidinis elektromagnetinis transformatorius. Ir dar viena pastaba.

Elektrikai primygtinai rekomenduoja nepamiršti jau įdiegtų mažinimo įrenginių priežiūros. Optimaliausia kas šešis mėnesius atlikti jų planinę apžiūrą, tikrinant veikimą. Nustačius problemas, įrenginiai taisomi arba keičiami.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas #1. Susipažinkime – Osram transformatoriai:

Vaizdo įrašas #2. Kaip teisingai prijungti transformatorių:

Vaizdo įrašas #3. Viskas, ką reikia žinoti apie transformatorius, skirtus halogeninio tipo šviesos šaltiniams:

Žemos įtampos halogeninės lempos – praktiškas sprendimas įrengiant įmontuotą apšvietimą. Jos laikomos nebrangiu analogu šviesos diodams, žymiai pranokstant jas skleidžiamos šviesos kokybe.

Pagrindinis žemos įtampos halogeninių lempų naudojimo sunkumas yra būtinybė prijungti mažinimo transformatorių. Tačiau jei viską padarysite teisingai, apšvietimo prietaisai tarnaus ilgai ir be problemų.

Turite patirties jungiant transformatorių mažos galios halogeninei lempute? Žinote technologinių subtilybių, kurios pravers svetainės lankytojams? Rašykite, prašome, komentarus, dalinkitės naudinga informacija, skelbkite nuotraukas žemiau esančiame bloke.