Luminofoorlampide starter: seade, tööpõhimõte, märgistus + valiku nüansid

Starter luminofoorlampidele kuulub elektromagnetilise käivitusregulaatori (EMPRA) komplekti ja on ette nähtud elavhõbelambipirni süütamiseks.

Igal konkreetse tootja poolt välja antud mudelil on erinevad tehnilised omadused, kuid neid kasutatakse valgustehnikas, mis toitub ainult vahelduvvooluvõrgust, piirsagedusega mitte üle 65 Hz.

Teeme ettepaneku mõista, kuidas on ehitatud starter luminofoorlampidele, milline on tema roll valgustisseadmes. Lisaks toome välja erinevate käivitusseadmete omadused ja räägime, kuidas valida vajalik mehhanism.

Kuidas on seade ehitatud?

Valikuliselt on starter (käiviti) üsna lihtne. Element on esindatud väikese gaaslahenduslambina, mis on võimeline moodustama madalal gaasirõhul ja väikesel voolul hõõglahenduse.

See klaasist väikese gabariidiga kolb on täidetud inertgaasiga – heeliumi või neooni seguga. Sellesse on sulatatud liikuvad ja liikumatud metallist elektroodid.

Kõik lambipirni elektroodpoolid on varustatud kahe klemmiplokiga. Üks iga kontakti klemmidest on kasutusel elektromagnetilise ballasti ahelas. Ülejäänud on ühendatud käiviti katoodidega.

Käiviti elektroodide vaheline kaugus ei ole oluline, seetõttu on seda võrgupinge abil lihtne läbi lüüa. Seejuures tekib vool ja kuumenevad elemendid, mis kuuluvad teatud takistusega elektriahelasse. Just käiviti on üks nendest elementidest.

Luminofoorlampide starterite konstruktsioonid on peaaegu identse ehitusega: 1 – drossel; 2 – klaasist kolb; 3 – elavhõbedaaurud; 4 – klemmid; 5 – elektroodid; 6 – korpus; 7 – bimetallkontakt; 8 – inertgaasiline substants; 9 – luminofoorlambi volframhõõgniidid; 10 – elavhõbedatilk; 11 – kaarlahendus kolvis (+)

Kolb on paigutatud plastikust või metallist korpusesse, mis täidab kaitsekesta rolli. Mõnedel näidistel on kaanel lisaks spetsiaalne vaatlusava.

Kõige nõutumaks materjaliks ploki tootmiseks peetakse plastikut. Pidev kõrgete temperatuurirežiimide mõju talub spetsiaalne immutuse koostis – luminofoor.

Seadmed on varustatud jalapaariga, mis toimivad kontaktidena. Need on valmistatud erinevatest metallidest.

Sõltuvalt konstruktsioonitüübist võivad elektroodid olla sümmeetrilised liikuvad või asümmeetrilised ühe liikuva elemendiga. Nende väljundid läbivad lambipirni.

Kolbi elektroodidega paralleelselt on ühendatud kondensaator mahutavusega 0,003–0,1 μF. See on oluline element, mis vähendab raadiohäireid ja osaleb ka lambi süttimisprotsessis.

Seadme kohustuslik osa on kondensaator, mis suudab siluda ekstravoole ja samal ajal avada seadme elektroode, kustutades kaare, mis tekib voolu juhtivate elementide vahel.

Ilma selle mehhanismita on suur tõenäosus kontaktide kokkusulamiseks kaare tekkimisel, mis vähendab oluliselt starteri tööiga.

Igapäevaelus on kõige populaarsemad liiteseadiste näidised sümmeetrilise kontaktisüsteemi ja elektriskeemiga. Sellised näidised on vähem vastuvõtlikud pingelanguse mõjule elektrivõrgus.

Starteri õige töö sõltub toitevõrgu pingest. Kui nimiväärtused langevad 70–80%-ni, ei pruugi luminofoorlamp süttida, kuna elektroodide piisavat kuumutamist ei toimu.

Vajaliku starteri valimisel, arvestades konkreetset päevavalguslambi mudelit (luminofoor- või LL), on vaja täiendavalt analüüsida iga liigi tehnilisi omadusi ning otsustada ka tootja üle.

Aparaadi tööpõhimõte

Toites võrgutoite valgustusseadmesse, läbib pinge LL drosseli keerdud ja hõõgniidi, mis on valmistatud volframi monokristallidest.

Seejärel suunatakse see starteri kontaktidele ja tekitab nende vahel hõõglahenduse, samal ajal tekib gaasikeskkonna kuma selle kuumutamise kaudu.

Kuna seadmes on veel üks kontakt – bimetalliline, reageerib see samuti muutustele ja hakkab painduma, muutes kuju. Seega sulgeb see elektrood kontaktide vahelise elektriahela.

Tekkinud hõõglahenduse voolutugevus varieerub vahemikus 20 kuni 50 mA, mis on täiesti piisav bimetallelektroodi kuumutamiseks, mis vastutab ahela sulgemise eest (+).

Luminofoorseadme elektriskeemis tekkinud suletud ahel juhib läbi enda voolu ja kuumutab volframniite, mis omakorda hakkavad oma kuumutatud pinnalt elektrone kiirgama.

Nii moodustub termoelektronemissioon. Samal ajal toimub balloonis olevate elavhõbedaaurude kuumutamine.

Haritud elektronide voog vähendab võrgust kontaktorikontaktidele rakendatavat pinget umbes poole võrra. Hõõglahenduse aste hakkab langema koos hõõgniidi temperatuuriga.

Bimetallplaat vähendab oma deformatsiooniastet, avades sellega ahela anoodi ja katoodi vahel. Voolu läbimine selle lõigu kaudu lakkab.

Selle näitajate muutmine kutsub esile drosselmähise sees, juhtivas ahelas, induktsiooni elektromotoorjõu tekkimise.

Bimetallkontakt reageerib hetkega, tekitades lühiajalise tühjenemise temaga ühendatud ahelas: luminofoorlambi volframniitide vahel.

Selle väärtus ulatub mitme kilovoldini, mis on täiesti piisav inertse gaasikeskkonna läbimurdeks koos kuumutatud elavhõbedaaurudega. Lambi otste vahel tekib kaar, mis tekitab ultraviolettkiirgust.

Kuna selline valguse spekter ei ole inimesele nähtav, on lambi konstruktsioonis luminofoor, mis neelab ultraviolettkiirgust. Lõpuks visualiseerub standardne valgusvoog.

Kui vooluringis muutub vool või see täielikult lakkab, toimuvad proportsionaalsed muutused magnetvoo läbimisel plaadi pinnal, mis piirab seda vooluringi ja põhjustab selles ahelas iseinduktsiooni EMJ ergastumise.

Kuid pinge starteril, mis on ühendatud lambiga paralleelselt, ei ole piisav hõõglahenduse tekitamiseks, seega jäävad elektroodid avatud asendisse päevavalguslambi helendamise perioodil. Edaspidi starterit tööskeemis ei kasutata.

Kuna pärast helenduse tekkimist tuleb voolu näitajaid piirata, lisatakse ahelasse elektromagnetiline ballast. Oma induktiivtakistuse tõttu toimib see piirava seadmena, mis hoiab ära lambi riknemise.

Starterite tüübid luminofoorseadmetele

Sõltuvalt tööalgoritmist jaotatakse käivitusseadmed kolmeks põhitüübiks: elektroonilised, termilised ja hõõglahendusega. Vaatamata sellele, et mehhanismid erinevad konstruktsioonielementide ja tööpõhimõtete poolest, täidavad nad identseid funktsioone.

Elektrooniline käiviti

Starterite kontaktide süsteemis toimuvad protsessid ei ole juhitavad. Lisaks avaldab nende tööle olulist mõju ümbritseva keskkonna temperatuurirežiim.

Näiteks temperatuuril alla 0°C aeglustub elektroodide soojenemise kiirus, mistõttu seade kulutab valguse süütamiseks rohkem aega.

Samuti võivad kontaktid kuumutamisel üksteisega kokku sulada, mis põhjustab lambi spiraalide ülekuumenemist ja hävimist, s.t. selle riknemist.

Enamik LDS-i elektroonilisi ballaste on valmistatud UBA 2000T kiibi baasil. Selline seadmetüüp võimaldab kõrvaldada elektroodide ülekuumenemise, mille tõttu suureneb märkimisväärselt lambi kontaktide tööiga ja vastavalt ka selle tööperiood.

Isegi korrektselt toimivad seadmed kipuvad aja jooksul kuluma. Need säilitavad lambi kontaktide hõõgumist kauem, vähendades seega selle tootmisressurssi.

Just selliste puuduste kõrvaldamiseks käivitusseadmete pooljuhtmikroelektroonikas kasutati keerukaid kiipkonstruktsioone. Need võimaldavad piirata käiviti elektroodide sulgemise simuleerimisprotsessi tsüklite arvu.

Enamikus turul esitatud näidistes koosneb elektroonilise starteri skeemitehniline seade kahest funktsionaalsest sõlmest:

• juhtimisskeem;
• kõrgepingelülitussõlm.

Näitena võib tuua PHILIPSi ettevõtte elektroonilise süüte kiipi UBA2000T ja STMicroelectronicsi toodetud kõrgepingetüristori TN22.

Elektroonilise starteri tööpõhimõte põhineb vooluringi katkestamisel kuumutamise teel. Mõnedel näidistel on oluline eelis – ooterežiimi süütevalik.

Seega toimub elektroodide lahutamine vajalikus pinge faasis ja kontaktide kuumutamise optimaalsete temperatuurinäitajate tingimustes.

Elektroonilise ballasti pooljuhtelemendid peavad sobima peamiste tööomaduste poolest, nimelt ühendatud valgustehnikaseadme võimsuse ja võrgupinge suhte poolest.

Oluline on, et lambi rikete ja ebaõnnestunud käivitamiskatsete korral lülitub selline mehhanism välja, kui nende (katsete) arv jõuab 7-ni. Seetõttu ei saa olla juttu elektroonilise starteri enneaegsest riknemisest.

Niipea kui lamp vahetatakse töökorras vastu, saab seade jätkata luminofoorlambi käivitamist. Selle modifikatsiooni ainsaks miinuseks on kõrge hind.

Starteriga skeemis võib täiendava raadiohäirete vähendamise meetodina kasutada sümmeetrilisi drosseleid, mille mähis on jaotatud identseteks osadeks, võrdse arvu keerdudega, mis on keritud ühisele seadmele – südamikule.

Tänapäeval on toodetavad ballastid kokkupandava varraskonstruktsiooniga. Magnetjuhtme väljalõikamine toimub teraslehtedest. Reeglina on sellistel drosselitel kaks sümmeetrilist mähist.

Kõik mähise osad on järjestikku ühendatud lambi ühe kontaktiga. Sisselülitamisel töötavad mõlemad selle elektroodid samades tehnilistes tingimustes, vähendades seega häirete taset.

Soojuslikku tüüpi käiviti

Soojus-süütajate peamine eristav omadus on luminofoorlampide pikk käivitusperiood. Selline mehhanism kasutab töö käigus palju elektrit, mis mõjub halvasti selle energiatarbimisomadustele.

Soojusstarterit nimetatakse ka termobimetalliliseks. Kontaktide soojenemine toimub aeglustunult, mis mõjub soodsalt valgustusseadme tööle madalatel temperatuuridel.

Reeglina kasutatakse seda tüüpi madala temperatuuritingimustes. Tööalgoritm erineb oluliselt teiste liikide analoogidest.

Toite väljalülitamise korral on seadme elektroodid suletud olekus, toite sisselülitamisel tekib kõrgepingeimpulss.

Hõõglahendusmehhanism

Hõõglahenduse põhimõttel töötavad käivitusmehhanismid sisaldavad oma konstruktsioonis bimetallelektroode.

Need on valmistatud metallisulamitest, millel on erinevad lineaarpaisumistegurid plaadi kuumutamisel.

Hõõglahendussüütaja miinuseks on impulsspinge madal tase, mistõttu puudub piisav luminofoorlambi süttimise usaldusväärsus.

Lambi süttimisvõimalus määratakse katoodide eelsoojenduse kestuse ja valgustusseadet läbiva voolu näitajate järgi starteri kontaktide ahela avamise hetkel.

Kui esimesel tõmbel starter lambi süüdata ei suuda, kordab ta automaatselt katseid, kuni lamp süttib.

Seetõttu ei kasutata selliseid seadmeid madala temperatuuriga tingimustes või ebasoodsas kliimas, näiteks kõrge niiskuse korral.

Kui kontaktsüsteemi optimaalset kuumutusastet ei tagata, kulutab lamp süttimiseks palju aega või läheb rikki. Vastavalt GOST-i standarditele ei tohi starteri süütamiseks kulunud aeg ületada 10 sekundit.

Käivitusseadmed, mis täidavad oma funktsioone soojuspõhimõtte või hõõglahenduse abil, varustatakse tingimata lisaseadmega – kondensaatoriga.

Kondensaatori roll skeemis

Nagu varem märgitud, asub kondensaator seadme korpuses paralleelselt selle katoodidega.

See element lahendab kaks peamist ülesannet:

1. Vähendab raadiolainete vahemikus tekkivate elektromagnetiliste häirete taset. Need tekivad starteri elektroodisüsteemi ja lambi tekitatud kontakti tulemusel.
2. Mõjutab luminofoorlambi süütamisprotsessi.

Selline täiendav mehhanism vähendab starteri katoodide avamisel moodustunud impulsspinge suurust ja suurendab selle kestust.

Kondensaator vähendab kontaktide kleepumise tõenäosust. Kui seadmes pole ette nähtud kondensaatorit, siis pinge lambil kasvab üsna kiiresti ja võib ulatuda mitme tuhande voltini. Sellised tingimused vähendavad lampide süütamise töökindlust.

Kuna summutusseadme kasutamine ei võimalda saavutada elektromagnetiliste häirete täielikku tasakaalustamist, lisatakse skeemi sisendisse kaks kondensaatorit, mille kogumahtuvus on vähemalt 0,016 μF. Need ühendatakse jadamisi, keskpunkti maandusega.

Käivitite peamised puudused

Starterite peamine puudus on konstruktsiooni ebausaldusväärsus. Käivitusmehhanismi rike põhjustab valestardi – visualiseeritakse mitu valgussähvatust enne täisvalgusvoo algust. Sellised tõrked vähendavad lambi volframniitide ressurssi.

Käivitusseadmed tekitavad märkimisväärseid energiakadusid ja vähendavad lambi seadme kasutegurit. Puuduste hulka kuuluvad ka sõltuvus pingest ja elektroodi süttimisaja suur varieeruvus.

Luminofoorlampidel täheldatakse aja jooksul tööpinge tõusu, samas kui starteril, vastupidi, mida pikem on kasutusiga, seda madalam on hõõglahenduse süütepinge. Seega selgub, et sisselülitatud lamp võib põhjustada starteri tööle rakendumise, mille tõttu valgus kustub.

Käiviti avanenud kontaktid süütavad valguse uuesti. Kõik need protsessid toimuvad sekundi murdosa jooksul ja kasutaja võib jälgida ainult värelust.

Pulseeriv efekt põhjustab silma võrkkesta ärritust, samuti toob kaasa drosseli ülekuumenemise, selle ressursi vähenemise ja lambi riknemise.

Samu negatiivseid tagajärgi põhjustab ka kontaktsüsteemi aja suur varieeruvus. Sellest ei piisa sageli lambi katoodide täisväärtuslikuks eelsoojendamiseks.

Lõpuks süttib seade pärast mitmeid katseid, millega kaasneb üleminekuprotsesside pikenenud kestus.

Kui starter on ühendatud ühelambiga skeemi ahelasse, siis puudub võimalus valguse pulseerimist vähendada.

Negatiivse efekti vähendamise eesmärgil soovitatakse kasutada selliseid skeeme ainult ruumides, kus on kasutusel lambigrupid (2-3 lampi), mida tuleb ühendada kolmefaasilise vooluahela erinevatesse faasidesse.

Märgistustähenduste selgitus

Kodumaiste ja välismaiste starterite mudelite jaoks puudub üldtunnustatud lühend. Seetõttu vaatame eraldi tähistuste aluseid.

Väärtuse 90S-220 dekodeerimine on järgmine: starter, mis töötab luminofoorlampidega, mille võimsus on 90 W ja nimipinge 220 V (+).

Vastavalt GOST-ile on seadme korpusele kantud tähtnumbriliste väärtuste [XX][S]-[XXX] dekodeerimine järgmine:

• [XX] – numbrid, mis näitavad valgust tootva mehhanismi võimsust: 60 W, 90 W või 120 W;
• [S] – starter;
• [XXX] – tööpinge: 127 V või 220 V.

Lampide süütamiseks toodavad välismaised arendajad erinevate tähistustega seadmeid.

Elektroonilist vormifaktorit toodavad paljud ettevõtted.

Koduturul tuntuim on Philips, mis toodab järgmist tüüpi starteid:

• S2 on ette nähtud võimsusele 4-22 W;
• S10 – 4-65 W.

Firma OSRAM on keskendunud nii üksikute valgustusseadmete kui ka jadaühenduse jaoks mõeldud starterite tootmisele. Esimesel juhul on tegemist tähistusega S11 võimsuspiiranguga 4-80 W, ST111 – 4-65 W. Teisel juhul näiteks ST151 – 4-22 W.

Toodetavad starterimudelid on saadaval laias valikus. Valikul arvestatavad põhiparameetrid on luminofoorlampide omadustega proportsionaalsed väärtused.

Millele valimisel tähelepanu pöörata?

Käivitusmehhanismi valimisel ei piisa arendaja nimest ja hinnavahemikust lähtumisest, kuigi ka neid tegureid tuleb arvestada, sest need viitavad seadme kvaliteedile.

Sel juhul võidavad usaldusväärsed seadmed, mis on praktikas positiivselt end tõestanud. Tasub pöörata tähelepanu järgmistele firmadele: Philips, Sylvania ja OSRAM.

Sylvania kaubamärgi starter FS-11. Sobib luminofoorlampidele võimsusega 4-65 W. Seda saab kasutada vahelduvvooluvõrgus. Töötab hõõglahenduse põhimõttel.

Starteri põhilisteks tööparameetriteks loetakse järgmisi tehnilisi omadusi:

1. Süütamisvool. See näitaja peab olema kõrgem lambi tööpingest, kuid mitte madalam toitevõrgu pingest.
2. Põhipinge. Ühelambilisesse ahelasse ühendamisel kasutatakse seadet pingele 220 V, kahelambilisel – 127 V.
3. Võimsustase.
4. Korpuse kvaliteet ja selle tulekindlus.
5. Kasutusiga. Standardsetes kasutustingimustes peab starter vastu pidama vähemalt 6000 sisselülitamist.
6. Katoodide soojendamise kestus.
7. Kasutatava kondensaatori tüüp.

Samuti tuleb arvestada mähise induktiivset vastumõju ja alaldustegurit, mis vastab pöörd- ja päritakistuse suhtele alalispinge korral.

Lisateave luminofoorlampide käivitus- ja reguleerimismehhanismi ehitusest, tööst ja ühendamisest on esitatud selles artiklis.

Järeldused ja kasulik video teemal

Abi vajaliku liiteseadise valikul luminofoorlambi jaoks:

Starter luminofoorseadmetele: märgistuse alused ja seadme konstruktsiooniline ehitus:

Teoreetiliselt on starteri tööaeg samaväärne lambi elueaga, mida see süütab. Siiski tuleb arvestada, et aja jooksul hõõglahenduse pinge intensiivsus langeb, mis mõjutab luminofoorseadme tööd.

Tootjad soovitavad siiski starterit ja lampi korraga vahetada. Vajaliku modifikatsiooni hankimiseks tuleks esmalt uurida seadmete peamisi näitajaid.

Palun jätke kommentaare, esitage artikli teemal küsimusi ja osalege aruteludes – tagasisidevorm asub allpool.