Come sono disposti e funzionano i meccanismi di controllo delle lampade fluorescenti

La classe delle sorgenti luminose a scarica di gas, che comprende le lampade fluorescenti, richiede l'utilizzo di speciali apparecchiature che realizzano il passaggio di una scarica ad arco all'interno di un involucro di vetro sigillato.

Il dispositivo e il principio di funzionamento di una lampada fluorescente

La sua forma è realizzata sotto forma di un tubo. Può essere dritto, curvo o attorcigliato.

La superficie del bulbo di vetro è ricoperta da uno strato di fosforo dall'interno e alle sue estremità si trovano filamenti di tungsteno. Il volume interno è sigillato, riempito con gas inerte a bassa pressione con vapori di mercurio.

Il bagliore di una lampada fluorescente si verifica a causa della creazione e del mantenimento di una scarica ad arco elettrico in un gas inerte tra i filamenti, che funzionano secondo il principio della radiazione termoionica. Per il suo flusso, una corrente elettrica viene fatta passare attraverso il filo di tungsteno per riscaldare il metallo.

Allo stesso tempo, viene applicata un'elevata differenza di potenziale tra i filamenti, fornendo energia per il flusso di un arco elettrico tra di loro.Il vapore di mercurio migliora il percorso del flusso in un ambiente di gas inerte. Lo strato di fosforo trasforma le caratteristiche ottiche del raggio di luce uscente.

Si occupa di garantire il passaggio dei processi elettrici all'interno delle apparecchiature di controllo delle lampade fluorescenti... Abbreviato PRA.

Tipi di reattori

A seconda della base dell'elemento utilizzato, i dispositivi di zavorra possono essere realizzati in due modi:

1. progettazione elettromagnetica;

2. blocco elettronico.

I primi modelli di lampade fluorescenti funzionavano esclusivamente con il primo metodo. Per questo abbiamo utilizzato:

• antipasto;

• acceleratore.

I blocchi elettronici sono apparsi non molto tempo fa. Hanno iniziato a essere prodotti dopo il massiccio e rapido sviluppo delle imprese che producono un moderno assortimento di basi elettroniche basate su tecnologie a microprocessore.

Reattori elettromagnetici

Il principio di funzionamento di una lampada fluorescente con un reattore elettromagnetico (EMPRA)

Il circuito di avviamento dell'avviatore con il collegamento di un'induttanza elettromagnetica è considerato tradizionale, classico. A causa della relativa semplicità e del basso costo, rimane popolare e continua ad essere ampiamente utilizzato negli schemi di illuminazione.

Dopo aver fornito l'alimentazione alla lampada, la tensione viene fornita attraverso la bobina d'arresto e i filamenti di tungsteno a elettrodi di avviamento… È progettato sotto forma di una lampada a scarica di gas di piccole dimensioni.

La tensione di rete applicata ai suoi elettrodi provoca una scarica luminescente tra di loro, formando un bagliore di gas inerte e riscaldando l'ambiente. Vicino a contatto bimetallico percepiscilo, piegati. cambia forma e chiude lo spazio tra gli elettrodi.

Nel circuito del circuito elettrico si forma un circuito chiuso e una corrente inizia a fluire attraverso di esso, riscaldando i filamenti della lampada fluorescente. Attorno ad essi si forma un'emissione termoionica. Allo stesso tempo, il vapore di mercurio all'interno del pallone viene riscaldato.

La corrente elettrica risultante riduce di circa la metà la tensione applicata dalla rete agli elettrodi dell'avviatore. I fulmini tra di loro diminuiscono e la temperatura scende. La piastra bimetallica riduce la sua flessione scollegando il circuito tra gli elettrodi, la corrente che li attraversa viene interrotta e all'interno della bobina si crea una EMF di autoinduzione. Crea immediatamente una scarica di breve durata nel circuito ad esso collegato: tra i filamenti di una lampada fluorescente.

Il suo valore raggiunge diversi kilovolt. È sufficiente creare il decadimento di un mezzo di gas inerte con vapore di mercurio riscaldato e filamenti riscaldati in uno stato di radiazione termoionica. Un arco elettrico si verifica tra le estremità della lampada, che è la fonte di luce.

Allo stesso tempo, la tensione ai contatti dello starter non è sufficiente per distruggere il suo strato inerte e richiudere gli elettrodi della piastra bimetallica. Rimangono aperti. Lo starter non partecipa all'ulteriore schema di lavoro.

Dopo aver avviato il bagliore, la corrente nel circuito deve essere limitata. In caso contrario, gli elementi del circuito potrebbero bruciare. Questa funzione è assegnata anche a acceleratore… La sua resistenza induttiva limita l'aumento della corrente e previene il danneggiamento della lampada.

Schemi di collegamento dei reattori elettromagnetici

Sulla base del suddetto principio di funzionamento delle lampade fluorescenti, vengono creati vari schemi di connessione tramite un dispositivo di controllo.

Il più semplice è accendere lo starter e l'avviatore per una lampada.

In questo metodo, un'ulteriore resistenza induttiva appare nel circuito di alimentazione. Per ridurre le perdite di potenza reattiva dalla sua azione, viene utilizzata la compensazione grazie all'inclusione di un condensatore all'ingresso del circuito, spostando l'angolo del vettore corrente nella direzione opposta.

Se la potenza dell'induttanza consente di utilizzarla per far funzionare più lampade fluorescenti, queste ultime vengono raccolte in circuiti in serie e per avviarle vengono utilizzati avviatori separati.

Quando è necessario compensare l'effetto della resistenza induttiva, si usa la stessa tecnica di prima: si collega un condensatore di compensazione.

Invece di uno starter, nel circuito può essere utilizzato un autotrasformatore, che ha la stessa resistenza induttiva e consente di regolare il valore della tensione di uscita. La compensazione delle perdite di potenza attiva del componente reattivo viene effettuata collegando un condensatore.

Autotrasformatore può essere utilizzato per l'illuminazione con più lampade collegate in serie.

Allo stesso tempo, è importante creare una riserva della sua potenza per garantire un funzionamento affidabile.

Svantaggi dell'utilizzo di reattori elettromagnetici

Le dimensioni della farfalla richiedono la realizzazione di un alloggiamento separato per il dispositivo di comando, che occupa un certo spazio. Allo stesso tempo emette, seppur piccolo, rumore esterno.

Il design dello starter non è affidabile. Periodicamente, le lampade si spengono a causa di malfunzionamenti. Se l'avviatore si guasta, si verifica una falsa partenza quando si possono osservare visivamente diversi lampi prima che inizi una combustione costante. Questo fenomeno influisce sulla vita dei fili.

I reattori elettromagnetici creano perdite di energia relativamente elevate e riducono l'efficienza.

Moltiplicatori di tensione nei circuiti per il pilotaggio di lampade fluorescenti

Questo schema si trova spesso nei progetti amatoriali e non viene utilizzato nei progetti industriali, sebbene non richieda una base complessa di elementi, sia facile da produrre ed efficiente.

Il principio del suo funzionamento consiste nell'aumentare gradualmente la tensione di alimentazione della rete a valori significativamente maggiori, provocando la distruzione dell'isolamento di un mezzo gassoso inerte con vapore di mercurio senza riscaldarlo e garantendo la radiazione termoionica dei fili.

Tale connessione consente l'utilizzo anche di lampadine con filamenti bruciati. Per fare ciò, nel loro circuito, le lampadine vengono semplicemente derivate con ponticelli esterni su entrambi i lati.

Tali circuiti hanno un aumentato rischio di scosse elettriche per una persona. La sua fonte è la tensione di uscita dal moltiplicatore, che può essere portata fino a kilovolt e oltre.

Si sconsiglia l'uso di questo grafico e lo si pubblica per chiarire il pericolo dei rischi che comporta. Attiriamo apposta la vostra attenzione su questo argomento: non utilizzate questo metodo voi stessi e avvertite i vostri colleghi di questo grave inconveniente.

Reattori elettronici

Caratteristiche del funzionamento di una lampada fluorescente con reattore elettronico (ECG)

Tutte le leggi fisiche che nascono all'interno di un pallone di vetro con gas inerte e vapori di mercurio per formare una scarica ad arco e bagliore rimangono inalterate nella progettazione di lampade controllate da reattori elettronici.

Pertanto, gli algoritmi per il funzionamento dei reattori elettronici rimangono gli stessi delle loro controparti elettromagnetiche. È solo che la vecchia base dell'elemento è stata sostituita con una moderna.

Ciò garantisce non solo l'elevata affidabilità del dispositivo di controllo, ma anche le sue dimensioni ridotte, che ne consentono l'installazione in qualsiasi luogo idoneo, anche all'interno della base di una lampadina E27 convenzionale sviluppata da Edison per lampade ad incandescenza.

Secondo questo principio, funzionano piccole lampade a risparmio energetico con un tubo fluorescente di forma attorcigliata complessa, che non superano le dimensioni delle lampade a incandescenza, e sono progettate per essere collegate alla rete 220 tramite vecchie prese.

Nella maggior parte dei casi, per gli elettricisti che lavorano con lampade fluorescenti, è sufficiente immaginare un semplice schema elettrico realizzato con grande semplificazione da pochi componenti.

Dal blocco elettronico per reattori elettronici da lavorare ci sono:

• circuito di ingresso collegato ad un alimentatore a 220 volt;

• due circuiti di uscita #1 e #2 collegati ai rispettivi thread.

Di solito l'unità elettronica è realizzata con un alto grado di affidabilità, una lunga durata. In pratica, le lampade a risparmio energetico molto spesso allentano il corpo della lampadina durante il funzionamento per vari motivi. Il gas inerte e il vapore di mercurio lo lasciano immediatamente. Tale lampada non si accenderà più e la sua unità elettronica rimane in buone condizioni.

Può essere riutilizzato collegandosi a un pallone di capacità adeguata. Per questo:

• la base della lampada viene accuratamente smontata;

• l'unità elettronica ECG viene rimossa da esso;

• contrassegnare una coppia di fili utilizzati nel circuito di alimentazione;

• segnare i fili dei circuiti di uscita sul filamento.

Dopodiché, resta solo da ricollegare il circuito dell'unità elettronica a un pallone funzionante completo. Continuerà a lavorare.

Dispositivo di zavorra elettromagnetica

Strutturalmente, il blocco elettronico è costituito da più parti:

• un filtro che rimuove e blocca i disturbi elettromagnetici provenienti dall'alimentazione del circuito o creati dall'unità elettronica durante il funzionamento;

• raddrizzatore di oscillazioni sinusoidali;

• circuiti di correzione della potenza;

• filtro levigante;

• invertitore;

• reattore elettronico (un analogo di uno starter).

Il circuito elettrico dell'inverter funziona su potenti transistor ad effetto di campo ed è realizzato secondo uno dei principi tipici: un circuito a ponte o mezzo ponte per la loro inclusione.

Nel primo caso, quattro chiavi operano in ciascun braccio del ponte. Tali inverter sono progettati per convertire l'elevata potenza nei sistemi di illuminazione in centinaia di watt. Un circuito a mezzo ponte contiene solo due interruttori, ha un'efficienza inferiore e viene utilizzato più spesso.

Entrambi i circuiti sono controllati da un'unità elettronica speciale, il microdar.

Come funzionano i reattori elettronici

Per garantire una luminescenza affidabile della lampada fluorescente, gli algoritmi ECG sono suddivisi in 3 fasi tecnologiche:

1. preparatorio, relativo al riscaldamento iniziale degli elettrodi per aumentare la radiazione termoionica;

2. accensione dell'arco applicando un impulso ad alta tensione;

3. Garantire una scarica dell'arco stabile.

Questa tecnologia consente di accendere rapidamente la lampada anche a temperature negative, fornisce un avvio graduale e un'uscita della tensione minima necessaria tra i filamenti per una buona accensione dell'arco.

Di seguito è mostrato uno dei semplici diagrammi schematici per il collegamento di un reattore elettronico a una lampada fluorescente.

Un ponte a diodi all'ingresso rettifica la tensione alternata. Le sue onde sono levigate dal condensatore C2.Un inverter push-pull collegato in un circuito a mezzo ponte funziona dopo di esso.

Comprende 2 transistor n-p-n che creano oscillazioni ad alta frequenza che vengono alimentate con segnali di controllo in controfase agli avvolgimenti W1 e W2 del trasformatore toroidale ad alta frequenza a tre avvolgimenti L1. La sua bobina rimanente W3 fornisce un'alta tensione di risonanza al tubo fluorescente.

Pertanto, quando si accende l'alimentazione prima di accendere la lampada, si crea una corrente massima nel circuito risonante, che assicura il riscaldamento di entrambi i filamenti.

Un condensatore è collegato in parallelo alla lampada. Una grande tensione di risonanza viene creata sulle sue piastre. Spara un arco elettrico in un ambiente di gas inerte. Sotto la sua azione, le piastre del condensatore vengono cortocircuitate e la risonanza di tensione viene interrotta.

Tuttavia, la lampada non smette di bruciare. Continua a funzionare automaticamente a causa della quota rimanente dell'energia applicata. La resistenza induttiva del convertitore regola la corrente che passa attraverso la lampada, mantenendola nel range ottimale.

Guarda anche: Circuiti di commutazione per lampade a scarica di gas