Starterul pentru lămpi fluorescente: construcție, principiu de funcționare, marcare + subtilități de alegere

Starterul pentru lămpi fluorescente face parte din echipamentul regulatorului electromagnetic de pornire (REP) și este destinat pentru aprinderea becului cu mercur.

Fiecare model, produs de un anumit dezvoltator, posedă diferite caracteristici tehnice, dar este utilizat pentru iluminatul alimentat exclusiv de la rețeaua de curent alternativ, cu o frecvență maximă care nu depășește 65 Hz.

Vă propunem să înțelegeți cum este construit starterul pentru lămpi fluorescente, care este rolul său în aparatul de iluminat. În plus, vom evidenția caracteristicile diferitelor dispozitive de pornire și vom explica cum să alegeți mecanismul potrivit.

Cum este construit dispozitivul?

Opțional, starterul (pornitorul) este destul de simplu. Elementul este reprezentat de o mică lampă cu descărcare în gaz, capabilă să formeze o descărcare luminescentă la presiune scăzută a gazului și curent mic.

Acest balon din sticlă de dimensiuni mici este umplut cu un gaz inert – un amestec de heliu sau neon. În el sunt sudați electrozi mobili și ficși din metal.

Toate spirele electrodului ale becului sunt echipate cu două blocuri de borne. Una dintre bornele fiecărui contact este implicată în circuitul balastului electromagnetic. Celelalte sunt conectate la catozii pornitorului.

Distanța dintre electrozii pornitorului nu este semnificativă, de aceea prin intermediul tensiunii rețelei se poate străpunge ușor. În acest proces se formează curent și se încălzesc elementele care fac parte din circuitul electric cu o anumită proporție de rezistență. Tocmai starterul face parte dintre aceste elemente.

Construcțiile starterelor pentru lămpi fluorescente au practic același dispozitiv: 1 – bobină (drossel); 2 – balon de sticlă; 3 – vapori de mercur; 4 – borne; 5 – electrozi; 6 – carcasă; 7 – contact bimetalic; 8 – substanță gazoasă inertă; 9 – filamente de tungsten ale LDS; 10 – picătură de mercur; 11 – descărcare de arc în balon (+)

Balonul este amplasat în interiorul unei carcase din plastic sau metal, care îndeplinește rolul de carcasă de protecție. În unele mostre, deasupra capacului există suplimentar un orificiu special de vizualizare.

Cel mai solicitat material pentru producția blocului este considerat plasticul. Expunerea constantă la regimuri de temperatură înaltă este suportată de un compus special de impregnare – luminofor.

Dispozitivele sunt fabricate cu o pereche de picioare care servesc drept contacte. Acestea sunt confecționate din diferite tipuri de metal.

În funcție de tipul construcției, electrozii pot fi simetrici mobili sau asimetrici cu un element mobil. Bornele lor trec prin soclul lămpii.

Paralel cu electrozii becului este conectat un condensator cu o capacitate de 0,003-0,1 μF. Acesta este un element important care reduce nivelul interferențelor radio și, de asemenea, participă la procesul de aprindere a lămpii.

O piesă obligatorie în dispozitiv este condensatorul, capabil să atenueze supracurenții și, în același timp, să deconecteze electrozii aparatului, realizând stingerea arcului electric care apare între elementele conductoare de curent.

Fără acest mecanism, există o probabilitate mare de sudare a contactelor la apariția arcului electric, ceea ce reduce semnificativ durata de funcționare a starterului.

În uz casnic, cele mai populare sunt mostrele de balasturi cu sistem simetric de contacte și schemă electrică de pornire. Astfel de mostre sunt mai puțin afectate de căderile de tensiune din rețeaua electrică.

Funcționarea corectă a starterului este determinată de tensiunea rețelei de alimentare. La reducerea valorilor nominale la 70-80%, lampa fluorescentă se poate să nu se aprindă, deoarece nu se va produce o încălzire suficientă a electrozilor.

În procesul de selectare a starterului potrivit, ținând cont de modelul specific al lămpii de zi (fluorescente sau FL), este necesar să analizați suplimentar caracteristicile tehnice ale fiecărui tip, precum și să vă decideți asupra producătorului.

Principiul de funcționare al aparatului

După aplicarea alimentării de la rețea la dispozitivul de iluminat, tensiunea trece prin spirele balastului FL și prin filamentul de încălzire, realizat din monocristale de wolfram.

Apoi este condusă la contactele starterului și formează între ele o descărcare luminescentă, producându-se astfel strălucirea mediului gazos prin încălzirea acestuia.

Deoarece în dispozitiv mai există un contact – bimetalic, acesta reacționează și el la modificări și începe să se îndoaie, modificându-și forma. Astfel, acest electrod închide circuitul electric între contacte.

Mărimea curentului descărcării luminescente formate variază între 20 și 50 mA, ceea ce este suficient pentru încălzirea electrodului bimetalic, care răspunde de închiderea circuitului (+)

Circuitul închis format în schema electrică a dispozitivului fluorescent conduce curentul prin el și încălzește filamentele de wolfram, care, la rândul lor, încep să emită electroni de pe suprafața lor încălzită.

Astfel se formează emisia termoelectronică. În același timp, se produce încălzirea vaporilor de mercur aflați în balon.

Fluxul format de electroni contribuie la reducerea tensiunii aplicate de la rețea la contactele demarorului, aproximativ la jumătate. Gradul descărcării luminescente începe să scadă odată cu temperatura de încălzire.

Placa bimetalică își reduce gradul de deformare, deschizând astfel circuitul dintre anod și catod. Curgerea curentului prin această porțiune încetează.

Modificarea parametrilor săi provoacă în interiorul bobinei de șoc, în circuitul conductor, apariția forței electromotoare de inducție.

Contactul bimetalic reacționează instantaneu prin producerea unei descărcări de scurtă durată în circuitul conectat la el: între filamentele de wolfram ale lămpii fluorescente.

Valoarea sa ajunge la câțiva kilovolți, ceea ce este suficient pentru a străpunge mediul inert de gaze cu vapori de mercur încălziți. Între capetele lămpii se formează un arc electric care produce radiații ultraviolete.

Deoarece acest spectru de lumină nu este vizibil pentru om, în construcția lămpii există un fosfor care absoarbe ultravioletele. În final, se vizualizează un flux luminos standard.

La modificarea curentului în circuit sau la întreruperea sa completă, au loc modificări proporționale ale fluxului magnetic prin suprafața plăcii, ceea ce limitează acest circuit și duce la excitarea în această schemă a FEM de autoinducție.

Cu toate acestea, tensiunea de pe demaror, conectat în paralel cu lampa, este insuficientă pentru formarea unei descărcări luminescente, prin urmare, electrozii rămân în poziție deschisă în perioada de strălucire a lămpii fluorescente. Ulterior, demarorul nu este utilizat în schema de funcționare.

Deoarece după producerea strălucirii, parametrii curentului trebuie limitați, în schemă se introduce un balast electromagnetic. Datorită rezistenței sale inductive, acesta îndeplinește rolul unui dispozitiv de limitare, prevenind deteriorarea lămpii.

Tipuri de startere pentru aparate fluorescente

În funcție de algoritmul de funcționare, dispozitivele de pornire se împart în trei tipuri principale: electronice, termice și cu descărcare luminescentă. Deși mecanismele au diferențe în elementele de construcție și în principiile de funcționare, ele îndeplinesc funcții identice.

Pornitor de tip electronic

Procesele reproduse în sistemul de contacte al demaroarelor nu sunt controlabile. În plus, regimul de temperatură al mediului are un impact semnificativ asupra funcționării lor.

De exemplu, la o temperatură sub 0°C, viteza de încălzire a electrozilor încetinește, prin urmare, aparatul va petrece mai mult timp pentru aprinderea luminii.

De asemenea, la încălzire, contactele se pot lipi între ele, ceea ce duce la supraîncălzirea și distrugerea spiralelor lămpii, adică la defectarea acesteia.

Majoritatea modelelor de balasturi electronice pentru LDS (lampă fluorescentă) sunt fabricate pe baza circuitului integrat UBA 2000T. Acest tip de dispozitiv elimină supraîncălzirea electrozilor, ceea ce crește semnificativ durata de viață a contactelor lămpii și, implicit, perioada de funcționare a acesteia.

Chiar și dispozitivele care funcționează corect se uzează în timp. Ele mențin incandescența contactelor lămpii mai mult timp, reducând astfel durata de viață utilă a acesteia.

Tocmai pentru a elimina astfel de deficiențe, în microelectronica semiconductoarelor starterelor au fost utilizate structuri complexe cu circuite integrate. Acestea permit limitarea numărului de cicluri ale procesului de simulare a scurtcircuitării electrozilor starterului.

În majoritatea mostrelor prezentate pe piețe, dispozitivul de schemă al starterului electronic este compus din două unități funcționale:

• schema de comandă;
• unitatea de comutație de înaltă tensiune.

Ca exemplu, putem menționa circuitul integrat de aprindere electronică UBA2000T al companiei PHILIPS și tiristorul de înaltă tensiune TN22 fabricat de STMicroelectronics.

Principiul de funcționare al starterului electronic se bazează pe deschiderea circuitului prin încălzire. Unele mostre au un avantaj semnificativ – opțiunea de mod de așteptare a aprinderii.

Astfel, deschiderea electrozilor se realizează la faza necesară a tensiunii și în condițiile unor parametri optimi de temperatură de încălzire a contactelor.

Elementele semiconductoare ale balastului electronic trebuie să se potrivească în ceea ce privește caracteristicile cheie de funcționare, și anume raportul dintre valoarea puterii și tensiunea de rețea a dispozitivului de iluminat conectat.

Este important că, în cazul defectării lămpii și al încercărilor nereușite de pornire, un astfel de mecanism se oprește dacă numărul acestora (al încercărilor) ajunge la 7. Prin urmare, nu se poate pune problema unei defecțiuni premature a starterului electronic.

De îndată ce becul este înlocuit cu unul funcțional, dispozitivul va putea relua procesul de pornire al lămpii fluorescente. Singurul dezavantaj al acestei modificări este prețul ridicat.

În schema cu starter, ca metodă suplimentară de reducere a interferențelor radio, se pot utiliza bobine simetrice cu înfășurare împărțită în secțiuni identice, cu un număr egal de spire, înfășurate pe un dispozitiv comun – miezul.

În prezent, balasturile fabricate au o construcție asamblată cu miez. Decuparea conductorului magnetic se face din foi de oțel. De regulă, astfel de bobine au două înfășurări simetrice.

Toate zonele bobinei sunt conectate în serie cu unul dintre contactele lămpii. La pornire, ambii electrozi ai acesteia vor funcționa în aceleași condiții tehnice, reducând astfel nivelul de interferențe.

Tip termic de pornitor

Caracteristica distinctivă principală a starterelor termice este perioada lungă de pornire a lămpii fluorescente. Un astfel de mecanism, în timpul funcționării, consumă multă electricitate, ceea ce afectează negativ caracteristicile sale de consum energetic.

Starterul termic este numit și termobimetalic. Încălzirea contactelor are loc cu întârziere, ceea ce influențează pozitiv funcționarea aparatului de iluminat în medii cu temperaturi scăzute.

De regulă, acest tip este utilizat în condiții de temperatură scăzută. Algoritmul de funcționare diferă semnificativ de celelalte tipuri similare.

În cazul întreruperii alimentării, electrozii dispozitivului se află în stare închisă, iar la aplicarea tensiunii se generează un impuls de înaltă tensiune.

Mecanismul descărcării luminescente

Mecanismele de pornire bazate pe principiul descărcării luminescente au în construcția lor electrozi bimetalici.

Acestea sunt fabricate din aliaje metalice cu coeficienți diferiți de dilatare liniară la încălzirea plăcii.

Dezavantajul aprinzătorului cu descărcare luminescentă este nivelul scăzut al impulsului de tensiune, din cauza căruia nu există o fiabilitate suficientă de aprindere a lămpii fluorescente.

Posibilitatea de aprindere a lămpii este determinată de durata încălzirii prealabile a catozilor și de valorile curentului care trece prin aparatul de iluminat în momentul deconectării circuitului contactelor starterului.

Dacă la prima încercare starterul nu aprinde lampa, acesta va repeta automat încercările până când lampa se va aprinde.

De aceea, astfel de dispozitive nu sunt utilizate în condiții de temperaturi scăzute sau climă nefavorabilă, de exemplu, la umiditate ridicată.

Dacă nu se asigură un nivel optim de încălzire a sistemului de contacte, lampa va necesita mult timp pentru aprindere sau se va deteriora. Conform standardelor GOST, timpul de aprindere al starterului nu trebuie să depășească 10 secunde.

Dispozitivele de pornire care își îndeplinesc funcțiile prin principiul termic sau prin descărcare luminescentă sunt în mod obligatoriu echipate cu un dispozitiv suplimentar – condensatorul.

Rolul condensatorului în schemă

După cum s-a menționat anterior, condensatorul este amplasat în carcasa dispozitivului, în paralel cu catozii acestuia.

Acest element îndeplinește două sarcini esențiale:

1. Reduce nivelul interferențelor electromagnetice create în domeniul undelor radio. Acestea apar ca urmare a contactului dintre sistemul de electrozi al starterului și cel format de lampă.
2. Influențează procesul de aprindere al lămpii fluorescente.

Un astfel de mecanism suplimentar reduce valoarea tensiunii de impuls formată la deconectarea catozilor starterului și îi mărește durata.

Condensatorul reduce probabilitatea lipirii contactelor. Dacă în dispozitiv nu este prevăzut un condensator, tensiunea pe lampă crește destul de rapid și poate ajunge la câteva mii de volți. Astfel de condiții reduc gradul de fiabilitate al aprinderii lămpilor.

Deoarece utilizarea dispozitivului de suprimare nu permite atingerea anulării complete a interferențelor electromagnetice, la intrarea schemei se introduc două condensatoare, a căror capacitate totală este de cel puțin 0,016 μF. Acestea se conectează în serie cu împământarea punctului median.

Principalele dezavantaje ale pornitoarelor

Principalul dezavantaj al starterelor este fiabilitatea scăzută a construcției. Defectarea mecanismului de pornire provoacă o pornire falsă – se vizualizează câteva sclipiri de lumină înainte de începerea fluxului luminos complet. Astfel de defecțiuni reduc durata de viață a filamentelor de wolfram ale lămpii.

Aparatele de pornire generează pierderi considerabile de energie și reduc randamentul dispozitivului lămpii. Printre dezavantaje se numără și dependența de tensiune și variația semnificativă a timpului de acționare a electrozilor.

La lămpile fluorescente, în timp se observă o creștere a tensiunii de lucru, în timp ce la starter, dimpotrivă, cu cât durata de viață este mai mare, cu atât tensiunea de aprindere a descărcării luminescente este mai mică. Astfel, rezultă că lampa aprinsă poate provoca declanșarea acestuia, din cauza căreia lumina se va stinge.

Contactele deschise ale starterului reaprind lumina. Toate aceste procese au loc în fracțiuni de secundă, iar utilizatorul poate observa doar pâlpâirea.

Efectul de pulsație provoacă iritarea retinei ochiului și, de asemenea, duce la supraîncălzirea balastului, reducerea duratei sale de viață și defectarea lămpii.

Aceleași consecințe negative se așteaptă și de la variația semnificativă a timpului sistemului de contacte. Acesta este adesea insuficient pentru o preîncălzire completă a catodilor lămpii.

În final, dispozitivul se aprinde după o serie de încercări, care sunt însoțite de o durată mărită a proceselor de tranziție.

Dacă starterul este conectat la circuitul unei scheme cu o singură lampă, în acest caz nu există posibilitatea de a reduce pulsația luminoasă.

În scopul reducerii efectului negativ, se recomandă utilizarea unor astfel de scheme numai în încăperi în care sunt aplicate grupuri de lămpi (câte 2-3 exemplare), care trebuie conectate în faze diferite ale unui circuit trifazat.

Decodificarea valorilor de marcare

Nu există o abreviere general acceptată pentru modelele de startere de producție autohtonă și străină. Prin urmare, vom examina elementele de bază ale denumirilor separat.

Decodificarea valorii 90S-220 arată astfel: starter care funcționează cu lămpi fluorescente, a căror putere este de 90 W, iar tensiunea nominală de 220 V (+).

Conform GOST, decodificarea valorilor alfanumerice [HH][S]-[HHH], aplicate pe corpul dispozitivului, este următoarea:

• [XX] – cifrele care indică puterea mecanismului de producere a luminii: 60 W, 90 W sau 120 W;
• [S] – starter;
• [XXX] – tensiunea aplicată pentru funcționare: 127 V sau 220 V.

Pentru realizarea aprinderii lămpilor, dezvoltatorii străini produc dispozitive cu diferite denumiri.

Factorul de formă electronic este produs de multe firme.

Cea mai cunoscută pe piața internă este Philips, care produce startere de următoarele tipuri:

• S2 sunt proiectate pentru o putere de 4-22 W;
• S10 — 4-65 W.

Firma OSRAM este orientată spre producerea de startere atât pentru conectarea individuală a corpurilor de iluminat, cât și pentru cea secvențială. În primul caz, este marcajul S11 cu o limită de putere de 4-80 W, ST111 — 4-65 W. Iar în al doilea, de exemplu, ST151 — 4-22 W.

Modelele de startere produse sunt prezentate într-o gamă largă. Parametrii cheie luați în considerare la selecție sunt valorile corespunzătoare caracteristicilor lămpilor fluorescente.

La ce să fiți atenți la alegere?

În procesul de selectare a mecanismului de pornire, nu este suficient să vă bazați pe numele producătorului și pe gama de prețuri, deși și acești factori trebuie luați în considerare, deoarece indică calitatea dispozitivului.

În acest caz, câștigă aparatele fiabile, care s-au dovedit pozitiv în practică. Merită să acordați atenție unor firme precum: Philips, Sylvania și OSRAM.

Starterul FS-11 al mărcii Sylvania. Se potrivește pentru lămpile de zi, cu o putere de 4-65 W. Poate fi utilizat în rețeaua de curent alternativ. Funcționează pe principiul descărcării luminescente.

Cele mai importante caracteristici de funcționare ale starterului sunt următoarele particularități tehnice:

1. Curentul de aprindere. Acest parametru trebuie să fie mai mare decât tensiunea de funcționare a lămpii, dar nu mai mic decât tensiunea rețelei de alimentare.
2. Tensiunea de bază. La conectarea într-o schemă cu o singură lampă, se utilizează un aparat de 220 V, iar pentru o schemă cu două lămpi – de 127 V.
3. Nivelul de putere.
4. Calitatea carcasei și rezistența sa la foc.
5. Durata de funcționare. În condiții standard de utilizare, starterul trebuie să suporte cel puțin 6000 de porniri.
6. Durata de încălzire a catozilor.
7. Tipul condensatorului utilizat.

De asemenea, trebuie să se țină cont de reactanța inductivă a bobinei și de coeficientul de redresare, care răspunde de raportul dintre rezistența inversă și cea directă la tensiune constantă.

Informații suplimentare despre structura, funcționarea și conectarea mecanismului de pornire și reglare a lămpilor fluorescente sunt prezentate în acest articol.

Concluzii și material video util pe această temă

Ajutor în selectarea balastului necesar pentru lampa de zi:

Starter pentru dispozitive fluorescente: bazele marcajului și structura constructivă a aparatului:

Teoretic, durata de funcționare a starterului este echivalentă cu durata de viață a lămpii pe care o aprinde. Cu toate acestea, trebuie să se țină cont de faptul că, în timp, intensitatea tensiunii de descărcare luminescentă scade, ceea ce se reflectă asupra funcționării dispozitivului fluorescent.

Totuși, producătorii recomandă să înlocuiți simultan atât starterul, cât și lampa. Pentru a achiziționa modificarea necesară, inițial ar trebui să studiați principalii indicatori ai aparatelor.

Împărtășiți cu cititorii experiența dumneavoastră în alegerea starterului pentru lămpi fluorescente. Vă rugăm, lăsați comentarii, adresați întrebări pe tema articolului și participați la discuții – formularul pentru feedback se află mai jos.