Gaz deşarj lambaları için anahtarlama devreleri

Işık dalgaları oluşturmak için cıva buharındaki bir gaz ortamının elektrik deşarjını kullanan yapay ışık kaynaklarına gaz deşarjlı cıva lambaları denir.

Silindire pompalanan gaz düşük, orta veya yüksek basınçta olabilir. Lamba tasarımlarında düşük basınç kullanılır:

• lineer flüoresan;

• kompakt enerji tasarrufu:

• bakterisit;

• kuvars.

Lambalarda yüksek basınç kullanılır:

• cıva ark fosforu (DRL);

• metal halojenürlerin radyoaktif katkı maddeleri (DRI) ile metalik cıva;

• ark sodyum tübüler (DNaT);

• sodyum ark aynası (DNaZ).

Düşük enerji tüketimi ile geniş alanları aydınlatmanın gerekli olduğu yerlere kurulurlar.

DRL lambası

Tasarım özellikleri

Dört elektrot kullanan bir lambanın cihazı fotoğrafta şematik olarak gösterilmiştir.

Tabanı, geleneksel modeller gibi aynaya vidalandığında kontaklara bağlanmak için kullanılır. Cam ampul, tüm iç elemanları dış etkilerden hava geçirmez şekilde korur. Azotla doludur ve şunları içerir:

• kuvars brülörü;

• taban kontaklarından elektrik kabloları;

• ek elektrotların devresine yerleşik iki akım sınırlayıcı direnç

• fosfor tabakası.

Brülör, içine aşağıdakilerin yerleştirildiği, enjekte edilmiş argon içeren kapalı bir kuvars cam tüp şeklinde yapılmıştır:

• iki çift elektrot - şişenin zıt uçlarında bulunan ana ve ek;

• küçük bir damla cıva.

Argon, inert gazlara ait kimyasal bir elementtir. Derin soğutma ile hava ayrıştırma ve ardından rektifikasyon sürecinde elde edilir. Argon renksiz, kokusuz tek atomlu bir gazdır, yoğunluğu 1,78 kg/m3, tkaynama = –186°C. Argon, metalurjik ve kimyasal işlemlerde, kaynak teknolojisinde inert bir ortam olarak kullanılır (bkz. elektrik ark kaynağı), ayrıca mavimsi bir ışık veren sinyal, reklam ve diğer lambalarda.
DRL lambalarının çalışma prensibi

DRL ışık kaynağı, bir kuvars tüp içindeki elektrotlar arasında akan bir argon atmosferindeki bir elektrik arkı deşarjıdır. Bu, lambaya iki aşamada uygulanan voltajın etkisi altında gerçekleşir:

1. Başlangıçta, serbest elektronların ve pozitif yüklü iyonların hareketinden dolayı yakın yerleştirilmiş ana ve ateşleme elektrotları arasında bir akkor deşarj başlar;

2. Torç boşluğunda çok sayıda yük taşıyıcının oluşması, nitrojen ortamının hızlı bir şekilde parçalanmasına ve ana elektrotlar boyunca bir ark oluşumuna yol açar.

Başlatma modunun stabilizasyonu (arkın elektrik akımı ve ışık) yaklaşık 10-15 dakika sürer. Bu süre boyunca DRL, nominal mod akımlarını önemli ölçüde aşan yükler oluşturur. Bunları sınırlamak için uygula balast - boğulma. 

Cıva buharındaki gökkuşağı radyasyonunun mavi ve mor bir tonu vardır ve buna güçlü ultraviyole radyasyon eşlik eder. Fosforun içinden geçerek oluşturduğu tayf ile karışarak beyaza yakın parlak bir ışık oluşturur.

DRL, besleme voltajının kalitesine duyarlıdır ve 180 volta düştüğünde söner ve yanmaz.

Sırasında ark deşarjı tüm yapıya aktarılan yüksek bir sıcaklık yaratılır. Bu, soketteki kontakların kalitesini etkiler ve bu nedenle sadece ısıya dayanıklı yalıtımla kullanılan bağlı tellerin ısınmasına neden olur.

Lambanın çalışması sırasında, brülördeki gaz basıncı önemli ölçüde artar ve uygulanan voltajda bir artış gerektiren ortamın yok edilmesi için koşulları zorlaştırır. Güç kapatılır ve verilirse lamba hemen çalışmaz: soğuması gerekir.

DRL lamba bağlantı şeması

Dört elektrotlu cıvalı lamba bir jikle vasıtasıyla açılır ve sigorta.

Eriyebilir bir bağlantı, devreyi olası kısa devrelerden korur ve jikle, kuvars tüpün ortasından geçen akımı sınırlar. Jiklenin endüktif direnci, aydınlatma armatürünün gücüne göre seçilir. Lambanın voltaj altında boğulmadan yakılması, çabuk yanmasına neden olur.

Devreye dahil edilen bir kapasitör, endüktans tarafından sağlanan reaktif bileşeni telafi eder.

DRI lambası

Tasarım özellikleri

DRI lambasının iç yapısı, DRL tarafından kullanılana çok benzer.

Ancak brülörü, indiyum, sodyum, talyum veya diğer bazı metallerin hapojenitlerinden belirli miktarda katkı maddesi içerir. İyi bir renkle ışık emisyonunu 70-95 lm / W ve daha fazlasına çıkarmanıza olanak tanırlar.

Şişe, aşağıdaki şekilde gösterilen bir silindir veya elips şeklinde yapılmıştır.

Brülörün malzemesi, daha iyi çalışma özelliklerine sahip kuvars cam veya seramik olabilir: daha az kararma ve daha uzun çalışma ömrü.

Modern tasarımda kullanılan top şeklindeki brülör, kaynağın ışık çıkışını ve parlaklığını artırır.

çalışma prensibi

DRI ve DRL lambalardan ışık üretimi sırasında gerçekleşen temel işlemler aynıdır. Fark, ateşleme şemasında yatmaktadır. DRI uygulanan şebeke voltajından başlatılamaz. Bu değer onun için yeterli değil.

Torcun içinde bir ark oluşturmak için elektrotlar arası boşluğa yüksek voltaj darbesi uygulanmalıdır. Eğitimi, bir darbe ateşleme cihazı olan IZU'ya emanet edildi.

İZÜ nasıl çalışır?

Yüksek voltaj darbesi oluşturmak için cihazın çalışma prensibi, basitleştirilmiş bir şematik diyagram ile koşullu olarak temsil edilebilir.

Devrenin girişine çalışma besleme gerilimi uygulanır. Diyot D, direnç R ve kapasitör C, bir kapasitör şarj akımı oluşturur. Şarjın sonunda, bağlı trafo T'nin sargısındaki açık tristör anahtarı aracılığıyla kondansatörden bir akım darbesi sağlanır.

Yükseltici transformatörün çıkış sargısında 2-5 kV'a kadar yüksek voltaj darbesi üretilir. Lambanın temas noktalarına girer ve bir parlama sağlayan gazlı ortamın ark deşarjını oluşturur.

DRI tipi lamba bağlantı şemaları

IZU cihazları, iki modifikasyona sahip gaz deşarj lambaları için üretilir: iki veya üç telli. Her biri için kendi bağlantı şeması oluşturulur.Doğrudan blok muhafaza üzerinde sağlanır.

İki pimli bir cihaz kullanıldığında, güç fazı bobin aracılığıyla lamba tabanının merkezi kontağına ve aynı anda IZU'nun karşılık gelen çıkışına bağlanır.

Nötr tel, tabanın yan kontağına ve IZU terminaline bağlanır.

Üç pimli bir cihaz için, nötr bağlantı şeması aynı kalır ve jikle değiştikten sonra faz beslemesi. Aşağıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi kalan iki çıkış üzerinden IZU'ya bağlanır: cihaza giriş terminal «B» üzerinden ve çıkış tabanın merkezi kontağı — «Lp» üzerinden yapılır.

Bu nedenle, katkı maddeleri yayan cıvalı lambalar için kontrol cihazının (balast) bileşimi zorunludur:

• kısma;

• nabız şarj cihazı.

Reaktif güç değerini dengeleyen kondansatör kontrol cihazına dahil edilebilir. Dahil edilmesi, aydınlatma cihazı tarafından enerji tüketiminin genel olarak azaltılmasını ve doğru seçilmiş bir kapasite değeri ile lambanın ömrünün uzatılmasını belirler.

Yaklaşık 35 μF değeri, 250 W ve 45 - 400 W gücündeki lambalara karşılık gelir. Kapasite çok yüksek olduğunda, lamba ışığının "yanıp sönmesi" ile kendini gösteren devrede rezonans meydana gelir.

Bir çalışma lambasında yüksek voltaj darbelerinin varlığı, bağlantı devresinde balast ile lamba arasında minimum uzunluğu 1-1,5 m'den fazla olmayan son derece yüksek voltajlı kabloların kullanılmasını belirler.

DRIZ lambası

Bu, yönlü bir ışın demeti oluşturan ışığı yansıtmak için ampulün içinde kısmen aynalanmış bir kaplamaya sahip, yukarıda açıklanan DRI lambasının bir versiyonudur.Radyasyonu aydınlatılan nesneye odaklamanıza ve çoklu yansımalardan kaynaklanan ışık kayıplarını azaltmanıza olanak tanır.

HPS lambası

Tasarım özellikleri

Bu gaz deşarj lambasının ampulünün içinde cıva yerine, inert gazların bulunduğu bir ortamda bulunan sodyum buharı kullanılır: neon, ksenon veya diğerleri veya bunların karışımları. Bu nedenle "sodyum" olarak adlandırılırlar.

Cihazın bu modifikasyonu sayesinde, tasarımcılar onlara 150 lm / W'ye ulaşan en yüksek çalışma verimliliğini verebildiler.

DNaT ve DRI'nin etki prensibi aynıdır. Bu nedenle, bağlantı şemaları aynıdır ve balastın özellikleri lambaların parametreleriyle eşleşirse, her iki tasarımda da arkı ateşlemek için kullanılabilirler.

Metal halide ve sodyum lamba üreticileri, belirli ürün türleri için balast üretir ve bunları tek bir mahfaza içinde gönderir. Bu balastlar tamamen işlevseldir ve kullanıma hazırdır.

DNaT tipi lambalar için bağlantı şemaları

Bazı durumlarda, HPS balast tasarımı yukarıdaki DRI başlatma şemalarından farklı olabilir ve aşağıdaki üç şemadan birine göre gerçekleştirilebilir.

İlk durumda, IZU lambanın kontaklarına paralel olarak bağlanır. Brülör içindeki arkın ateşlenmesinden sonra, çalışma akımı lambadan geçmez (İZU devre şemasına bakın), bu da elektrik tüketiminden tasarruf sağlar. Bu durumda jikle, yüksek voltaj darbelerinden etkilenir. Bu nedenle, ateşleme darbelerine karşı koruma sağlamak için güçlendirilmiş yalıtım ile inşa edilmiştir.

Bu nedenle, paralel bağlantı şeması, düşük güçlü lambalar ve iki kilovolta kadar ateşleme darbesi ile kullanılır.

İkinci şemada, darbe transformatörü olmadan çalışan IZU kullanılır ve yüksek voltaj darbeleri, lamba soketine bağlanmak için bir musluğu olan özel tasarımlı bir bobin tarafından üretilir. Bu indüktörün sargısının yalıtımı da artar: yüksek gerilime maruz kalır.

Üçüncü durumda, jikle, IZU ve lamba kontağını seri bağlama yöntemi kullanılır. Burada IZU'dan gelen yüksek voltaj darbesi bobine gitmez ve sargılarının yalıtımı amplifikasyon gerektirmez.

Bu devrenin dezavantajı, IZU'nun ek ısınmasının meydana gelmesi nedeniyle artan bir akım tüketmesidir. Bu, önceki şemaların boyutlarını aşan yapının boyutlarında bir artışı gerektirir.

Bu üçüncü tasarım seçeneği, çoğunlukla HPS lambalarının çalışması için kullanılır.

Tüm şemalar kullanılabilir reaktif güç kompanzasyonu DRI lambası bağlantı şemalarında gösterildiği gibi kondansatör bağlantısı.

Aydınlatma için bir gaz deşarjı kullanarak yüksek basınçlı lambaları yakmak için listelenen devrelerin bir takım dezavantajları vardır:

• hafife alınan parlaklık kaynağı;

• besleme voltajının kalitesine bağlı olarak;

• stroboskopik etki;

• gaz kelebeği ve balast gürültüsü;

• artan elektrik tüketimi.

Elektronik tetikleme cihazları (EKG) kullanılarak bu dezavantajların çoğu giderilmektedir.

Sadece% 30'a varan elektrik tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda aydınlatmayı sorunsuz bir şekilde kontrol etme yeteneğine de sahiptirler. Ancak, bu tür cihazların fiyatı hala oldukça yüksektir.