Applicazione della frequenza maggiorata per impianti di illuminazione con lampade a scarica di gas
La presenza di apparecchiature di controllo aumenta notevolmente il costo degli impianti di illuminazione con lampade a scarica di gas, ne complica il funzionamento, richiede un notevole consumo aggiuntivo di metalli non ferrosi ed elettricità e complica anche la progettazione delle lampade. Ad esempio, il prezzo dei reattori esistenti è parecchie volte superiore al prezzo delle lampade stesse, le perdite di potenza nei reattori sono del 20-25% della potenza della lampada e il consumo specifico di metalli non ferrosi in essi raggiunge il 6-25%. 7 kg/kW, t.is 2 — 3 volte superiore al consumo medio di metalli non ferrosi nella rete di illuminazione.
Se prendiamo in considerazione altri svantaggi dei reattori (illuminazione insoddisfacente delle lampade nei circuiti di avviamento, breve durata degli avviatori, ridotta durata della lampada in un numero di circuiti, rumore, interferenze radio, ecc.), allora è chiaro che l'estrema attenzione è pagato per la creazione di reattori razionali. Attualmente sono noti oltre mille diversi schemi e costruzioni di reattori.Un numero così elevato di sviluppi conferma la necessità di migliorare i reattori esistenti e mostra la difficoltà del compito e la mancanza di soluzioni sufficientemente valide.
Nonostante la nota differenza tra tutti i meccanismi di controllo citati - sia di avviamento che di non avviamento (circuiti di accensione rapida e istantanea), i complessi indicatori tecnici ed economici degli impianti di illuminazione quando si utilizzano tutti questi schemi sono abbastanza vicini. Indicatori completamente diversi e qualitativamente eccellenti hanno impianti di illuminazione quando si utilizzano lampade fluorescenti con una frequenza maggiore.
La necessaria minore resistenza induttiva all'aumentata frequenza consente di ridurre drasticamente le dimensioni e il peso del reattore, nonché di ridurne il costo.
A frequenze superiori a 800 Hz, diventa possibile utilizzare la capacità come resistenza di zavorra, che semplifica ulteriormente e riduce il costo della zavorra. Alle frequenze 400-850 Hz e 1000-3000 Hz, le perdite di potenza nel reattore saranno rispettivamente del 5-8% e del 3-4% della potenza della lampada, la massa dei metalli non ferrosi diminuirà di 4-5 e 6-7 volte e il costo della zavorra diminuirà di 2 e 4 volte.
Da considerare il grande vantaggio di utilizzare una frequenza più alta per aumentare il flusso luminoso delle lampade e la loro durata. L'aumento dell'efficienza luminosa non è lo stesso per lampade di diversa potenza e fino ad una frequenza di 600 — 800 Hz dipende anche dal tipo di alimentatore utilizzato. L'efficienza luminosa aumenta in media del 7% alle frequenze 400-1000 Hz e del 10% alle frequenze 1500-3000 Hz. A frequenze più alte, l'efficienza luminosa continua ad aumentare.
La dipendenza della vita della lampada dalla frequenza attuale non è stata sufficientemente studiata.Per i calcoli preliminari, ci si può accontentare di un aumento medio della vita utile del 10%, sebbene siano già stati indicati valori del 25 - 35%. C'è anche motivo di credere che all'aumentare della frequenza, la diminuzione del flusso luminoso delle lampade rallenti con l'avanzare dell'età.
È molto importante che all'aumentare della frequenza, l'effetto stroboscopico si indebolisca bruscamente e poi scompaia completamente. Infine, alcuni autori indicano che con l'illuminazione fluorescente ad alta frequenza, lo stesso effetto luminoso può essere ottenuto con un'illuminazione 1,5 volte inferiore rispetto a una frequenza di 50 Hz.
Il principale svantaggio dell'utilizzo di lampade a scarica di gas con frequenza aumentata è la necessità di costosi convertitori di frequenza, che riducono l'affidabilità degli impianti di illuminazione e creano ulteriori perdite di elettricità. Nelle reti elettriche con frequenza aumentata (particolarmente evidente a frequenze superiori a 1000 Hz), a causa di un aumento dell'effetto superficie, la perdita di tensione aumenta. All'aumentare della frequenza diminuisce anche la capacità di commutazione dei dispositivi di protezione e di sgancio.
Non è ancora chiara l'ammissibilità dell'utilizzo di un grande volume di impianti di illuminazione con una frequenza di 10.000 Hz e superiore a causa della creazione di campi elettromagnetici permanenti in prossimità delle persone.
Il problema dell'utilizzo di una frequenza maggiorata viene risolto con l'utilizzo di reattori elettronici, che consentono non solo di eliminare le ondulazioni del flusso luminoso, ma anche di migliorare le caratteristiche luminose e di stabilizzarle nel tempo.
Ancharova T.V.