Пра в светильниках что это?

ПРА — самое сердце светильника

Зачем светильнику ПРА?

Как известно, все используемые источники света делятся на две группы: тепловые и газоразрядные.

Тепловые лампы — это всем известные лампы накаливания. Принцип их работы основан на нагреве металлической спирали при прохождении через нее электрического тока. Они подключаются в сеть непосредственно и не требуют использования специальных устройств для запуска. Лампы накаливания просто вкручиваются в патрон, через который протекает ток 220 Вт.

Газоразрядные источники света, напротив, не могут включаться в сеть непосредственно, а требуют для своей работы использование специальных устройств. Это связано с физикой газового разряда. Так в газоразрядных источниках света с ростом тока напряжение на нём не растёт, а уменьшается, в отличие от других приёмников электрической энергии, где при увеличении подаваемого на них напряжения увеличивается и протекающий через них ток.

Это означает, что если в газоразрядных лампах его не ограничивать ток разряда, он будет лавинообразно расти до тех пор, пока не выйдет из строя одно из трёх звеньев электрической цепи: источник энергии, приёмник или провода, соединяющие источник и приёмник энергии.

Из всего вышеизложенного следует, что включение газоразрядных источников света возможно только совместно с такими устройствами, которые, с одной стороны, обеспечивают подачу напряжения, достаточного для возникновения разряда (т.е. для зажигания лампы), и, с другой стороны, ограничивают ток на уровне, требуемом для нормальной работы лампы. Такие устройства получили название пускорегулирующие аппараты (ПРА).

Что выбрать электромагнитные или электронные ПРА?

Электромагнитные пускорегулирующие аппараты (ЭМПРА) состоит как минимум из индуктивного балласта и импульсного зажигающего устройства (ИЗУ). Если в комплект входит компенсирующий конденсатор, то эффективность ЭМПРА повышается.

При покупке готового светильника со встроенным ЭМПРА для его подключения не нужны специальные навыки. А вот при совмещении светильника и ЭМПРА необходимы специальные электротехнические познания.

Величина светового потока и потребляемая мощность в светильниках с ЭМПРА зависят от напряжения питающей сети. При работе ЭМПРА может возникать шумовой фон, что может негативно сказываться на настроении покупателей. Еще один минус работы ЭМПРА — реальный срок службы лампы приблизительно в 2-2,5 раза меньше паспортного. И наконец, светильники с ЭМПРА довольно массивные. Например, если средняя масса светильника для лампы мощностью 70Вт около 2кг, то для светильника мощностью 400Вт уже около 9кг. Как правило, при монтаже такого светильника ЭМПРА не подвешивают вместе с лампой, а устанавливают внизу на значительном расстоянии или на специальных креплениях под потолком.

ЭМПРА хороши своей традиционностью, они выпускаются по отработанной в течение многих десятилетий технологии, обеспечивающей приличную надежность. Самым ненадежным элементом ЭМПРА является ИЗУ. Если смириться с перечисленными выше особенностями, то светильник с ЭМПРА обойдется относительно недорого.

В настоящее время реальной альтернативой ЭМПРА стали электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА), у которых эксплутационные характеристики и эффективность работы намного выше, чем у первых.

Электронные ПРА являются более дорогими по сравнению с электромагнитным ПРА устройствами, однако начальные затраты компенсируются их высокой экономичностью, которая характеризуется:

• уменьшенным на 30 % энергопотреблением (при сохранении светового потока) за счет повышения светоотдачи лампы на повышенной частоте и более высокого КПД;
• увеличенным на 50% сроком службы ламп благодаря щадящему режиму работы и пуска;
• снижением эксплуатационных расходов за счёт сокращения числа заменяемых ламп и отсутствия необходимости замены стартеров;
• дополнительным энергосбережением до 80% при работе в системах управления светом;
• возможностью создания систем управления светом.

В связи с повышающимися тарифами на электроэнергию использование ЭПРА для люминесцентных ламп становится все более и более целесообразным. Даже при нынешних ценах на ЭПРА, которые в 5 — 10 раз выше, чем на электромагнитный ПРА и стартёр, ЭПРА окупается за счёт экономии электроэнергии и увеличения срока службы ламп. Специалисты крупнейших светотехнических фирм (Osram, Philips, Motorola и др.) посчитали, что при нынешнем уровне цен электроэнергии и аппаратов срок окупаемости ЭПРА составляет от 1 до 2,5 лет в зависимости от времени работы ламп.

В настоящее время ЭПРА, представленные на рынках России, можно разделить на две группы по ценовому признаку: простые ЭПРА сопоставимые по цене с магнитными балластами (70-80 руб. за ЭПРА 2×40 Вт) и высококачественные ЭПРА по цене намного превосходящие магнитные (350-600 руб. за ЭПРА 2×40 Вт).
Сегмент высококачественных ЭПРА на российском рынке представлен ведущим европейским производителем пускорегулирующей аппаратуры ELT (Испания). Продукцию ELT отличают высокие технические характеристики и надежность в работе, которые обеспечиваются:

• предварительным подогревом катодов для обеспечения длительного работы лампы без вспышек и мерцания;
• самозажимными клеммными колодками;
• возможностью работы до 4 люминесцентных светильников от одного ЭПРА;
• небольшими размерами и весом ЭПРА, что позволяет его установку рядом со светильником;
• бесшумный режим работы;
• гарантийным сроком 3 года на всю продукцию.

В ряде европейских стран (Швеции, Австрии, Голландии, Швейцарии) уже несколько лет более половины выпускаемых светильников с люминесцентными лампами снабжены электронными балластами.

Классификация ПРА и мировые стандарты

В соответствии с общеевропейской классификацией электромагнитные балласты дроссельного типа по уровню потерь мощности подразделяются следующим образом:

• Класс D — ПРА с максимальными потерями (запрет на продажу с 21 мая 2004 г. на основании Директивы Европейской комиссии № 2000/55/EG);
• Класс C — стандартные типы ПРА (запрет на продажу с 21 ноября 2006 г. на основании Директивы Европейской комиссии № 2000/55/EG);
• Класс B1 — ПРА с пониженными потерями относительно стандартных;
• Класс B2 — ПРА с особо низкими потерями.

Электронные ПРА (ЭПРА) разделены на 3 класса:

• A3 — нерегулируемые ЭПРА;
• A2 — нерегулируемые ЭПРА (с потерями меньшими, чем у А3);
• A1 — регулируемые ЭПРА.

Таким образом, с 2007 года в Европе производители светильников с ЛЛ должны будут комплектовать их только электромагнитными ПРА классов B1, B2 и высокоэкономичными ЭПРА. Заметим, что предприятия России в большинстве случаев производят ПРА самого низкого класса D. Но в дальнейшем, директива комиссии EC, может быть с некоторой задержкой, но неизбежно окажет влияние на производителей и рынок светильников с ЛЛ и в нашей стране. В связи с сокращением объемов применения электромагнитных ПРА в ближайшие годы неизбежно расширится «ниша» для развития рынка ЭПРА. Воспользовавшись этой ситуацией, ряд фирм начал производить так называемые «дешевые ЭПРА нового стандарта», вводя в заблуждение неосведомленных потребителей. Эти аппараты, уже появившиеся на рынке, значительно уступают по качеству ЭПРА ведущих специализированных изготовителей, хорошо известных на мировом рынке, например, производителей из Испании. Нужно ясно представлять себе, что цена ЭПРА может быть резко уменьшена только за счет снижения надежности и потери ряда свойств и функций:

1. Срок службы «дешевых» ЭПРА (25-30 тыс. часов) примерно в 2 раза меньше, чем у качественных аппаратов.
2. Схема «дешевых» ЭПРА не обеспечивает предварительный прогрев электродов ЛЛ в пусковой период. «Холодное» зажигание ламп сокращает их нормированный срок службы, особенно при значительном числе циклов «вкл. — выкл.».
3. «Дешевые» ЭПРА лишены такой важной функции, как автоматическая подрегулировка выходной мощности ЛЛ при колебаниях сетевого напряжения. (Качественные ЭПРА обеспечивают неизменный световой поток ламп в диапазоне колебаний напряжения питания от 200 до 250 В).
4. Автоматическое отключение ЛЛ в конце срока их службы «дешевыми» ЭПРА не гарантируется.
5. В противоположность стандартным качественным ЭПРА «дешевые» аппараты могут питаться только переменным током.

Выводы из изложенного выше однозначны: применение «дешевых» ЭПРА приводит к повышению эксплутационных расходов из-за меньшей надежности аппаратов и сокращения срока службы ЛЛ и поэтому не сулит потребителю ничего, кроме экономических убытков.

Все о ПРА — электромагнитном пускорегулирующем аппарате

Все о ПРА — электромагнитном пускорегулирующем аппарате

1. Общее описание электромагнитных ПРА :

Электромагнитныe ПРА для трубчатых люминесцентных и компактных люминесцентных ламп внутреннего применения. Иногда их называют: дроссель для ламп дневного света. Класс защиты от поражения электрическим током — I, степень защиты от воздействия от окружающей среды — IP 20. Применяется для двухламповых светильников. Простой монтаж и подключение.

Область применения:

• магазины,
• офисные центры,
• гостиницы,
• промышленные помещения.

Электромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель), подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер. Преимуществами электромагнитного дросселя для ламп дневного света является его простота и дешевизна. Недостатки электромагнитного балласта — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск пра (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом. Электромагнитный дроссель также может издавать низкочастотный гул.

Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один. При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования. Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

2. Регламентирующие нормативные документы для электромагнитных ПРА

• DIN VDE 0100 Предписание по устройству силовых электроустановок с номинальным напряжением ДО 1000 В
• EN 60598-1 Осветительные приборы — часть 1: Общие требования и испытания
• EN 61347-1 Устройства управления для ламп — часть 1: Общие требования и требования безопасности
• ЕN 61 347-2-8 Устройства управления для ламп — часть 2-8: Особые требования к электромагнитным ПРА для люминесцентных ламп.
• ЕN 60921 ПРА для трубчатых люминесцентных ламп. Требования к рабочим характеристикам.
• ЕN 50294 Методы измерения общей потребляемой мощности соединения ПРА — лампа.
• ЕN 61000-3-2 Электромагнитная совместимость. Предельно допустимые токи высших гармоник в питающей сети.
• ЕN 61547 Осветительные приборы и системы общего назначения. — Требования к электромагнитной совместимости и устойчивости к электромагнитным помехам.

З. Общие данные ПРА

Электромагнитные (индуктивные) ПРА являются активными компонентами, которые совместно со стартерами нагревают электроды ламп, обеспечивают напряжение зажигания и стабилизируют ток лампы в течение ее работы. Для компенсации реактивного тока необходимы конденсаторы последовательного или параллельного соединения.

При установке в светильники нужно обращать внимание на напряжение и частоту сети, габаритные размеры и температурные пределы, а также возможное генерирование шумов.

Электромагнитные ПРА оптимизированы в отношении к их магнитным полям и магнитным нагрузкам так, чтобы они обычно не ощущались. Поскольку магнитные колебания могут воздействовать в зависимости от конструкции светильников на другие области, то нужно учитывать при проектировании светильников.

Необходимо сделать конструкцию жесткой, чтобы вибрации не распространялись.

Срок службы индуктивного ПРА определяется выбором материала и изоляцией обмотки.

Предельная температура обмотки обозначает ту величину температуры (tw), которую выдерживает изоляция при непрерывной работе при номинальных условиях в течение 10 лет. Эта предельная температура обмотки не должна быть превышена в светильнике в реальных условиях, тогда можно достигнуть работы ПРА на весь срок службы. Установленная в светильнике температура обмотки электромагнитного балласта состоит из температуры окружающей среды, температурных условий в светильнике и потери мощности дросселя. Мерой потери мощности ПРА является Δt, значение которой находится на маркировке балласта. В дополнение к этому, потеря мощности схемы соединения дросселя и люминесцентной лампы измеряется по норме ЕN 50294. Этот метод измерений является основой классификации энергопотребления ПРА.

Кроме этого, применяется европейская директива 2000/55/ЕС «Предельные допустимые величины потребления мощности схемами люминесцентных ламп».

При включении электромагнитного балласта возникают кратковременные высокие импульсы тока из-за паразитарных нагрузок, которые суммируются в зависимости от количества светильников в осветительной установке. Эти высокие токи при включении системы нагружают автоматы защиты электропроводки, поэтому необходимо использовать соответствующим образом подобранные автоматические выключатели.

Индуктивные ПРА конструктивно вызывают токи утечки, которые отводятся заземлением светильника (устройство заземления). Максимально допустимая величина тока утечки у светильников класса защиты I составляет 1 мА.

4. Электромагнитная совместимость (ЭМС/ ЕМV)

Измерение напряжения помех должно проводиться у светильников с электромагнитными ПРА на

контактных зажимах, поскольку частота напряжения ламп этих систем ниже 100 Гц. Это низкочастотное напряжения помех, как правило, не критично у электромагнитных дросселей, если конструкция ПРА согласована в этом отношении.

Невосприимчивость к помехам:

Благодаря жесткой конструкции и специально отобранным материалам, электромагнитные ПРА обеспечивают высокую степень защиты от помех и не подвержены отрицательному влиянию присутствующих помех в сети.

Гармоники сети:

Люминесцентные лампы имеют пик перезажигания после каждого N-прохода тока ламп, лампы

гаснут на короткое время (почти незаметно глазом). За счет этих пиков перезажигания люминесцентных ламп создаются гармоники сети, которые сглаживаются с помощью импеданса ПРА. С помощью правильной конструкции, то есть выбора рабочей точки магнитного ПРА, ограничиваются гармоники сети на предельные значения нормы Е N 6100-3-2

5. Схемы соединения люминесцентных ламп с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ПРА)

6. Температурный режим ПРА

Предельные значения температур:

При нормальной работе температура обмотки tw не должна превышать 130º С. При аномальном режиме работы предельное значение температуры обмотки tw =232º С: Эти значения должны быть проверены методом «изменения сопротивления» в течение работы.

Повышение температур:

Ток лампы, который протекает через ПРА, обуславливает потерю мощности, что приводит к повышению температуры обмотки. Критерием для этого повышения является значение Δt как для нормальной так и для аномальной работы. Значение Δt определяется по стандартной схеме измерений и указывается на маркировке в градусах Кельвина.

Пример: Δt =55К/140К

Первое значение Δt указывает на превышение температуры для нормального режима при рабочем токе лампы. Второе значение (здесь 140К) означает превышение температуры обмотки, что является результатом протекания тока, когда разрядный промежуток лампы короткозамкнут. Ток, который течет в этом режиме, является током нагрева для электродов лампы.

7. Срок службы электромагнитного балласта

При условии, что температура обмотки будет соответствовать указанному предельному значению, можно рассчитывать на срок службы 10 лет. Интенсивность отказов

• График работы в праздничные дни
• About Us
• Оплата и доставка
• Privacy Policy
• Terms & Conditions

Промгидропоника © 2010 — 2021
Копирование материалов сайта разрешается только при условии указания активной ссылки на источник.

• Обратная связь
• Возврат товара
• Карта сайта

Время работы интернет-отдела:
8:00 — 17:00 по Московскому времени
с понедельника по пятницу

Время работы розничного магазина: 10:00 — 20:00 по времени Екатеринбурга без выходных

• Производители
• Подарочные сертификаты
• Партнерская программа
• Блог
• Акции
• Новости

[email protected]
по Многоярусным Гидропонным Установкам

• Личный Кабинет
• История заказов
• Закладки
• Рассылка

пн-пт с 10:00 до 20:00
сб-вс с 10:00 до 17:00

Светильники с электронным ПРА: характеристика и выгода применения

ПРА – это пускорегулирующий аппарат , использование которого крайне необходимо в некоторых моделях светотехнических устройств. Все существующие источники света бывают двух видов, а именно: тепловые изделия и газоразрядные .

К первым (тепловым) относятся всем известные традиционные «лампочки Ильича». Принцип работы всех ламп накаливания заключается в нагреве вольфрамовой нити посредством прохождения через нее тока. Их подключение к электросети не требует применения специальных запускающих устройств. Данный источник света просто вкручивается в патрон, сквозь который проходит электрический ток в 220 В. Второй вид ( газоразрядные устройства ) отличается необходимостью применения специальных элементов, которые обеспечивают непосредственное подключение к сети. Данная особенность объясняется физикой газовых разрядов: при увеличении тока напряжение падает (в других устройствах процесс прямо пропорционален). Иными словами, если в газоразрядных источниках света не ограничивать ток, то он будет увеличиваться до тех пор, пока не произойдет выход из строя какого-либо звена электроцепи.

Следовательно, функционирование газоразрядных ламп возможно только параллельно со специальными дополнительными элементами. Последние гарантируют подачу напряжения и удерживают ток на определенном уровне. Именно такими устройствами и являю тся пускорегулирующие аппараты . Разберемся подробнее в особенностях функционирования ПРА и их видах .

Особенности функционирования ПРА

ПРА – это светотехническое устройство, которое выполняет функцию питания газоразрядных ламп от электросети, обеспечивая необходимый режим работы устройства. Конструктивно пускорегулирующий аппарат может быть представлен единым блоком или же совокупностью небольших блоков.

• процесс зажигания газоразрядного источника света, выполнение которого зависит от зажигающего устройства – важного элемента любого ПРА. Для того, чтобы зажигание лампы было гарантировано, пускорегулирующему аппарату должны соответствовать нормированные выходные параметры (режим холостого хода). К данным параметрам относятся: форма, показатель напряжения, который подается на электроды лампочки в момент ее запуска, иногда показатель тока и др.
• время разгорания источника света. Иными словами, данный процесс называется «установление рабочих параметров устройства после зажигания». Период разгорания и специфика изменений тока в лампе полностью зависимы как от газового наполнения и от соотношения температур, так и от типа и характеристик ПРА.
• показатель устойчивости рабочего режима источника света в контуре. Данная особенность заключается в возможности контура возобновлять первоначальное значение тока при его колебаниях в автоматическом режиме. Выполнение этой функции происходит за счет стабилизаторов тока. Гарантировать устойчивую работу без их применения не представляется возможным.

Какой ПРА выбрать: электромагнитный или электронный?

ЭМПРА – электромагнитный пускорегулирующий аппарат, в конструкцию которого входит индуктивный балласт и ИЗУ (импульсное зажигающее устройство). Также в данную модель ПРА может входить компенсирующий конденсатор, который в разы увеличивает эффективность аппарата. Приобретая светильник со встроенным электромагнитным ПРА, Вы избавляете себя от стандартных трудностей при установке. Но в случае совмещения самостоятельного ЭМПРА и отдельного светильника потребуются специальные навыки и знания в области электротехники.

Характеристики ЭМПРА:

• показатель светового потока и величина потребляемой мощности напрямую зависят от напряжения в питающей сети;
• работа ЭМПРА может сопровождаться шумом, что негативно сказывается на психике потребителя;
• действительная продолжительность службы лампы в 2-2,5 раза меньше срока, указанного в паспорте;
• светильник с электромагнитным ПРА имеет крупные габариты и большую массу. Именно поэтому при установке светильника на потолке пускорегулирующий аппарат данного типа монтируется либо внизу на расстоянии, либо при помощи специальных крепежей под потолком.

ЭМПРА пользуются большой популярностью среди потребителей благодаря своей традиционности. По сей день производство электромагнитн ых ПРА происходит по устоявшейся в течение долгого времени технологии, которая является гарантом надежности и качества. Импульсное зажигающее устройство — это самый надежный элемент в конструкции ЭМПРА . Нес мотря на то, что данный аппарат имеет вышеперечисленные недостатки, в целом – это качественное устройство по приемлемой для потребителя цене.

Рынок электротехники стремительно развивается, именно поэтому электромагнитные пускорегулирующие аппараты постепенно вытесняются электронными ПРА (ЭПРА). Данная современная альтернатива отличается более высокими эксплуатационными характеристиками и наибольшей эффективностью в работе. Безусловно, выдающиеся технические особенности сказались и на цене – она достаточно выше, чем у электромагнитных ПРА. Но, стоит знать, что внушительная стоимость довольно быстро компенсируется за счет экономичности, которая складывается из:

• снижения энергопотребления на 30% с сохранением светового потока (повешенная светоотдача и больший КПД);
• увеличения срока службы на 50% (щадящий режим работы и запуска);
• уменьшения расходов на эксплуатацию (сокращается число заменяемых лампочек, отсутствует необходимость замены стартеров);
• дополнительного энергосбережения (до 80%);
• возможности создания систем управления.

Электронные ПРА становятся все более популярными в связи с повышением тарифов на электроэнергию.

В чем заключается выгода использования электронных ПРА (ЭПРА)?

Главные преимущества ЭПРА перед ЭМПРА :

• показатель энергосбережения – 22%;
• нет пульсаций, нет стробоскопического эффекта;
• увеличенный световой КПД;
• коэффициент мощности — более 0,95;
• моментальный запуск без мерцаний;
• гарантия отсутствия мигания в ситуации перегорания лампы (источник света автоматически перестает работать);
• низкая температура работы;
• отсутствие шума во время функционирования;
• больший срок службы.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом светотехнической продукции , а также изделий, сопровождающих их работу. В наших торгово-выставочных залах Вы можете приобрести различную электротехническую продукцию, в число которой входят пускорегулирующие аппараты двух видов. Также, Вы можете совершить заказ на нашем сайте, если необходимого устройства не оказалось в наличии в ТВЗ «Планета Электрика» вашего города.

ПРА — второе сердце светильника

ПРА — второе сердце светильника

Как известно, «сердцем» светильника является источник света или просто лампа. Все широко применяемые в настоящее время источники света делятся на два класса: тепловые и газоразрядные. В тепловых источниках свет создаётся за счёт нагрева тела накала (спирали из тугоплавкого металла – вольфрама) протекающим через него током. В газоразрядных источниках свет создаётся электрическим разрядом между двумя электродами.
Тепловые источники света – это знакомые всем лампы накаливания. Они включаются в сеть непосредственно, то есть не требуют для своей работы каких-либо специальных устройств (лампа просто ввинчивается или вставляется в патрон, к которому подсоединены провода электрической сети).
В отличие от тепловых, газоразрядные источники света не могут включаться в сеть непосредственно, а требуют для своей нормальной работы включения только со специальной аппаратурой, обеспечивающей их зажигание и горение. Это связано с физикой газового разряда. Если у подавляющего большинства приёмников электрической энергии при увеличении подаваемого на них напряжения увеличивается и протекающий через них ток, то все газоразрядные источники света имеют так называемую «падающую» вольтамперную характеристику.
Это означает, что с ростом тока через такой источник напряжение на нём не растёт, а уменьшается. За счёт этого ток разряда, если его не ограничивать, будет лавинообразно расти до тех пор, пока не выйдет из строя одно из трёх звеньев любой электрической цепи: источник энергии, приёмник или провода, соединяющие источник и приёмник энергии. Кроме того, для возникновения разряда (зажигания) требуется напряжение, в несколько раз превышающее напряжение поддержания разряда (горения).
Эти две особенности физики газового разряда делают возможным включение газоразрядных источников света только совместно с такими устройствами, которые, с одной стороны, обеспечивают подачу напряжения, достаточного для возникновения разряда (т.е. для зажигания лампы), и, с другой стороны, ограничивают ток разряда на уровне, требуемом для нормальной работы лампы. Такие устройства в русскоязычной технической литературе получили название «пускорегулирующие аппараты» (ПРА). Так как работа газоразрядных источников света без таких устройств невозможна, мы решили назвать ПРА «вторым сердцем светильника».
В принципе название «пускорегулирующий аппарат» некорректно, так как такие устройства не регулируют, а только ограничивают ток лампы. Однако не будем ломать копья по этому поводу и далее будем пользоваться общепринятой аббревиатурой «ПРА».

Что же такое ПРА?

Как ясно из сказанного, ПРА должны обеспечивать зажигание ламп и ограничивать ток через них на требуемом уровне. Очевидно, что для ограничения тока достаточно последовательно с лампой включить какую-то другую нагрузку, падение напряжения на которой при нормальной работе (при «номинальном токе») лампы в сумме с напряжением на лампе будет равно напряжению питающей электрической сети. Поскольку мощность в такой дополнительной нагрузке расходуется впустую, эта нагрузка является балластом, то есть бесполезным потребителем. Поэтому одно из требований к такой нагрузке – снизить до предела потребляемую ей «балластную» мощность.
При работе ламп от сетей переменного тока балластная нагрузка может быть активной, индуктивной или ёмкостной; в сетях постоянного тока нагрузка может быть только активной. Теоретически в индуктивной или ёмкостной нагрузке потери мощности отсутствуют, поэтому на практике применяются только такие виды балластов. Из-за особенностей электрического разряда, далеко выходящих за рамки настоящего обзора, ёмкостные балласты неприменимы при работе ламп на частотах ниже 1000 Гц, поэтому реально используются только индуктивные или (гораздо реже) индуктивно-ёмкостные балласты.
На практике индуктивный балласт – это катушка, намотанная изолированным проводом на сердечнике из материала с высокой магнитной проницаемостью (например, из электротехнической стали). Такая катушка называется дросселем. Хотя теоретически в дросселях не должно быть потерь мощности, практически достичь этого не удаётся, и потери в них составляют от 10 до 100% от мощности работающих с ними ламп.
Если задача ограничения тока через газоразрядную лампу решается для всех типов ламп простым включением её последовательно с балластной нагрузкой, то проблема зажигания ламп является более сложной и решается по разному для разных типов ламп.
В газоразрядных лампах низкого давления, к которым относятся все люминесцентные лампы, напряжение зажигания превышает напряжение горения в несколько раз и при горячих электродах составляет от 400 до 1000 вольт. При холодных электродах это напряжение может быть значительно выше.
Простейшим способом получения таких напряжений при одновременном прогреве электродов является включение параллельно лампе и последовательно с её электродами так называемых стартёров.
Стартёр – это тоже газоразрядный прибор, у которого один из электродов сделан из биметаллической пластинки, то есть пластинки, состоящей из двух металлов с разными коэффициентами теплового расширения. Напряжение зажигания стартёра должно быть ниже напряжения сети и выше напряжения горения лампы.
При включении лампы в стартёре возникает разряд, и ток идёт по цепи: дроссель – левый электрод лампы – стартёр – правый электрод лампы. За счёт этого тока разогреваются электроды лампы и стартёра. При нагреве биметаллического электрода стартёра он начинает выпрямляться и в какой-то момент замыкается с другим электродом. После замыкания электроды стартёра начинают остывать и принимать исходную форму. В момент размыкания на дросселе возникает импульс напряжения, достаточного в сумме с напряжением сети для зажигания разряда в лампе. Так как напряжение горения лампы ниже напряжения зажигания стартёра, повторное возникновение разряда в стартёре не должно происходить.
Совокупность дросселя и стартёра называется электромагнитным ПРА. Нельзя называть «пускорегулирующим аппаратом» один дроссель, так как он не обеспечивает «пуска», то есть зажигания ламп, и ничего не регулирует.
Схема, исключительно проста и до середины 90-х годов минувшего века была монопольной, то есть применялась во всех светильниках с люминесцентными лампами. Однако этой схеме присущ один принципиальный недостаток: так как величина напряжения, возникающего на дросселе, прямо пропорциональна току через дроссель, а момент разрыва контактов стартёра не увязан с фазой тока, то довольно часто разрыв происходит при малых токах и возникающего на дросселе напряжения недостаточно для зажигания в лампе устойчивого разряда. В результате лампа начинает мигать – это явление всем хорошо знакомо.
В лампах высокого давления, к которым относятся металлогалогенные и натриевые лампы, напряжение зажигания составляет 3 – 5 кВ и выше. У этих ламп нет прогреваемых электродов, то есть зажигание ламп всегда происходит при холодных электродах. Для таких ламп использование стартёра и схемы, изображённой на рис. 1, невозможно, поэтому для зажигания используются специальные импульсные зажигающие устройства, работающие только при включении ламп и обеспечивающие подачу на них требуемого напряжения. Иногда для облегчения зажигания в лампах высокого давления делается специальный «поджигающий» электрод, на который и подаётся высокое поджигающее напряжение.
Как и у любого органа, у «второго сердца светильника» могут быть определённые пороки. Какими же пороками оно страдает?
1. Довольно большие потери мощности: в ПРА для маломощных люминесцентных ламп эти потери соизмеримы с мощностью самих ламп.
2. На промышленной частоте тока (50 Гц) световой поток пульсирует с частотой 100 Гц. Глаз не замечает этих пульсаций, но через подсознание они отрицательно влияют на наш организм. Кроме того, пульсации светового потока создают так называемый «стробоскопический эффект», когда предметы, вращающиеся с частотой пульсаций или кратной ей, кажутся неподвижными. Это может приводить к травматизму в цехах, оснащённых станками с такой частотой вращения обрабатываемых деталей или инструмента.

• Люминесцентные лампы часто мигают при включении.
• Пускорегулирующая аппаратура имеет довольно внушительные габариты и массу.
• Световой поток ламп не поддаётся управлению, что несколько ограничивает возможности создания комфортных осветительных установок.
• Часто дроссели «гудят», то есть создают неприятный звук с частотой 100 Гц.

Для лечения этих пороков применительно к люминесцентным лампам наиболее радикальным средством оказалось питание ламп током повышенной частоты. Для этого в качестве балласта последовательно с лампой включают сложное электронное устройство, преобразующее напряжение сети в другое напряжение с частотой, как правило, несколько десятков кГц и одновременно обеспечивающее зажигание ламп. Такие устройства получили название «электронные пускорегулирующие аппараты» (сокращённо ЭПРА).
Первые ЭПРА появились ещё в 60-х годах прошлого века, однако их триумфальное шествие началось только в конце 80-х – начале 90-х годов. В настоящее время в ряде стран (Швеция, Швейцария, Голландия, Австрия) объём производства ЭПРА соизмерим с объёмом производства электромагнитных аппаратов.
Чем же так хороши ЭПРА, что, несмотря на сложность и относительно высокую стоимость, они стремительно вытесняют прежние аппараты?
По сравнению с электромагнитными ПРА электронные аппараты имеют следующие неоспоримые преимущества:

• при равных световых потоках снижается энергопотребление комплекта лампа-ПРА на 20-25%, а для ламп малой мощности даже до 50%;
• до полутора раз увеличивается срок службы ламп;
• исключаются пульсации светового потока и вызванный ими стробоскопический эффект;
• уменьшается масса аппаратов и расход крайне дефицитных материалов – меди и электротехнической стали;
• зажигание ламп происходит без миганий;
• исключается гудение аппаратов;
• исключается применение стартёров;
• появляется возможность регулирования светового потока ламп и за счёт этого дополнительная экономия электроэнергии;
• коэффициент мощности (аналог известного cos j) увеличивается до 1, что исключает необходимость применения компенсирующих конденсаторов и снижает токовую нагрузку проводов;
• снижается спад светового потока ламп в течение их срока службы.

Кроме того, с внедрением ЭПРА появилась возможность создания систем управления освещением в помещениях, обеспечивающих наибольшую экономию электроэнергии и максимальный комфорт.

Цена электронного «второго сердца» светильника в настоящее время в 5 – 10 раз выше, чем электромагнитного ПРА и стартёра. Однако этот (временный!) недостаток ЭПРА окупается за счёт экономии электроэнергии и увеличения срока службы ламп. Специалисты крупнейших светотехнических фирм (Osram, Philips, Motorola и др.) посчитали, что при нынешнем уровне цен электроэнергии и аппаратов срок окупаемости ЭПРА составляет от 1 до 2, 5 лет в зависимости от времени работы ламп.
В настоящее время в мире производится до 300 млн. шт. ЭПРА в год, причём около половины этого количества – в составе так называемых интегрированных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для прямой замены привычных ламп накаливания без применения какой-либо дополнительной аппаратуры. Конструкции ЭПРА весьма разнообразны
Что касается разрядных ламп высокого давления (например, металлогалогенных), то здесь применение тока повышенной частоты не даёт столь ощутимых преимуществ, как у люминесцентных ламп, а иногда просто неприменимо, опять же из-за физики газового разряда (неустойчивости разряда на высокой частоте). Однако в последние годы электроника начинает внедряться и здесь. В отличие от люминесцентных ламп, электронные аппараты обеспечивают питание ламп высокого давления не высокочастотным током, а прямоугольными импульсами низкой частоты (100 – 150 Гц). Такое питание позволило резко снизить, а иногда и полностью исключить пульсации светового потока ламп, а также массу и габариты самих аппаратов.
В настоящее время ЭПРА для разрядных ламп высокого давления мощностью до 150 Вт производятся в небольших количествах на заводе ЭНЭФ (Белоруссия), на предприятиях фирм Osram, Tridonic, Philips. Однако, нет сомнений, что в ближайшие годы начнётся такое же бурное внедрение электронных аппаратов для ламп высокого давления, какое мы видим сейчас у ЭПРА для люминесцентных ламп.

Размещено компанией ПолимерСТИЛЬ [17.02.2009]

Для чего нужны дроссели (ПРА) для люминесцетных ламп

Что такое дроссель и для чего он нужен.

Люминесцентные лампы, которые являются представителями типа газоразрядных ламп, невозможно зажечь как обычные лампы накаливания, просто подключив к ним напряжение питающей сети. Просто не произойдет ничего. Чтобы выполнить зажигание такой лампы необходима специальная схема или электронный пускорегулирующий аппарат.

В случае применения простейшей схемы для запуска тлеющего разряда в колбе газоразрядной лампы потребуется стартер и дроссель. Со стартером все понятно. Он требуется только для запуска, после чего он отключается. В работе всегда участвует дроссель. Его задача ограничивать ток, протекающий через лампы. Может показаться, что достаточно резистора. Он и меньшие размеры имеет. Теоретически, в цепи на переменном токе можно ограничивать ток резистором, конденсатором, катушкой индуктивности. Но в отличие от резистора, она обладает реактивным сопротивлением. И это делает его наиболее уместным вариантом, для его использования в качестве балластного элемента. В схеме он подключается последовательно с лампой.

Благодаря реактивному сопротивлению и выполняется защита от лавинообразного нарастания тока.

Устройство дросселя (ПРА).

Внешний вид дросселя

На фотографии представлен дроссель для люминесцентных ламп дневного света. По большому счету он является катушкой индуктивности с металлическим сердечником в корпусе (кожухе) из листового металла. Более современные изготавливаются в термоустойчивом пластиковом корпусе, имеют более низкие массо-габаритные показатели. Это промышленное название (максимально близкий перевод — ограничитель). Его сопротивление по постоянному току порядка 60 Ом. При проверке мультиметром, в случае индикации бесконечного сопротивления – дроссель неисправен, в обрыве. Если сопротивление менее 55 Ом, это также означает неисправность дросселя. В этом случае он, скорее всего, имеет межвитковое замыкание. Это случалось со старыми ПРА, когда начинает рассыпаться компаунд и происходит отслоение лака с проволоки. В простейшей схеме он выполняет функцию балласта.

Дроссель в разрезе

Сердечник дросселя обычно изготавливается из трансформаторной стали, при этом пластины, входящие в его набор, электрически не контактируют между собой. Это сделано для уменьшения вихревых токов.

Принцип работы дросселя.

Основное, что делает дроссель – это производит сдвиг фазы переменного тока в момент перехода через ноль. За счет этого поддерживается тлеющий разряд в колбе газоразрядной лампы. Для ограничения тока, проходящего через электроды лампы выбран дроссель так как он имеет реактивное сопротивление. Кроме того, любая катушка индуктивности может накапливать энергию.

Для зажигания тлеющего разряда необходим импульс электрического тока, это тоже обеспечивается дросселем.

При подаче питания на схему происходит следующее:

1. Ток идет по схеме через каушку, электроды лампы и стартер. Он сравнительно не велик, не более 50 мА.
2. В колбе стартера происходит ионизация газа, температура растет.
3. Биметаллические контакты замыкаются, сила тока возрастает до 600 мА. Дальнейший ток ограничивается дросселем
4. Этого тока вполне достаточно для разогрева электродов лампы EL
5. В лампе EL1 начинает протекать тлеющий разряд, образуется ультрафиолетовое излучение.
6. Люминофорное покрытие под действием образовавшегося ультрафиолета начинает испускать свет с видимой длиной волны.

Важно помнить, что параметры лампы и дросселя коррелируют. Обычно самостоятельное изготовление дросселя лишено смысла. Сейчас на рынке очень много различной пуско-регулирующей аппаратуры. Дополнительно дроссель снижает помехи и сглаживает пульсации.

Классификация и разновидности дросселей.

В разных схемах дроссели могут выполнять разные функции. Допустим в схеме осветителя на люминесцентной лампе у него одни задачи, в электронике при помощи катушки можно, допустим, произвести развязку разночастотных электронных схем, или использовать в LC-фильтре. Это и определяет классификацию.

Вид дросселя зависит от его назначения в каждой конкретной схеме. Это могут быть фильтрующие, сглаживающие, сетевые, моторные, особого назначения. В любом случае, их объединяет общее свойство: высокое сопротивление по переменному току и низкое – по постоянному. Этим можно добиться снижения электромагнитных помех и наводок. В однофазных цепях катушку индуктивности можно применить в качестве ограничителя (предохранителя) от бросков напряжения. Функцию сглаживания дроссель выполняет в фильтрах выпрямителей. Обычно применяется LC-фильтр.

Схема подключения дросселя для люминесцентных ламп.

Схема подключения дросселя для люминесцентной лампы

Это простейшая схема для одного источника света. В случае использования двух ламп можно ограничится одним дросселем, но в этом случае, он должен выдерживать суммарную мощность двух ламп.

Схема подключения дросселя для двух люминесцентных ламп

В данной схеме конденсатор С1 желателен, но он не является обязательной частью схемы. Теоретически вместо стартеров можно поставить обычные кнопки без фиксации. После зажигания светильника эти кнопки необходимо отпустить.

Ремонт дросселя.

Неисправность дросселя можно установить с помощью замены стартера и/или люминесцентной лампы на заведомо исправные. Если в этом случае освещения нет, то причина в нем. Неисправность дросселя можно определить и при помощи мультиметра в режиме измерения сопротивления. Работоспособный электромагнитный дроссель имеет сопротивление около 60 Ом. Допустимое отклонение составляет около 10 процентов. Если сопротивление мало, то это указывает на межвитковое замыкание. Это случается на дросселе, который достаточно долго эксплуатируется. Причина заключается в отслоении лакокрасочной изоляции и замыкании витков. Бесконечное сопротивление указывает (либо вообще нет прозвонки) на обрыв, отсутствие контакта. Скорее всего он просто сгорел, так был скачок напряжения.

Ремонт дросселя для люминесцентной лампы заключается в разборке: снятии кожуха при его присутствии, разборке пластин сердечника и перемотке катушки. Однако, это нецелесообразный процесс в следствие его трудоемкости и низкой цены нового. Его проще заменить на заведомо исправный. При замене необходимо соблюсти мощностные параметры.

Выводы.

Хоть схема и имеет полувековую историю, она до сих пор остается актуальной. ПРА необходим для работы люминесцентной лампы. Все компоненты производятся и стоят недорого. К достоинствам этой схемы можно отнести ее простоту и доступность компонентов. Обычно дроссель является самым долгоживущим компонентом схемы.

Из минусов отмечено, что при использовании классической схемы при включении освещения несколько секунд наблюдается мерцание. Это плохо отражается на сроке полезной эксплуатации самого источника света. Т.е. Лампа проработает меньше в такое схеме, чем при использовании электронного пускателя.

В плане экономической целесообразности, при частом включении и выключении света использовать такую элементную базу не выгодно, проще приобрести электронный пускатель, хоть его покупка и обойдется дороже, но это будут одномоментные затраты.

ЭПРА и ЭмПРА. В чем отличия пускорегулирующих аппаратов

Вступление

Люминесцентная лампа не загорится и не будет работать, если в схему её подключения не включен пускорегулирующий аппарат (ПРА). Он нужен как для запуска, так и для работы люминесцентной лампы.

Для стабильной работы люминесцентных ламп, в цепи её подключения, необходимо пускорегулирующее устройство, которое принято называть пускорегулирующий аппарат (ПРА). С одной стороны ПРА создает тлеющий разряд между электродами лампы и зажигает её, с другой стороны, ПРА поддерживает работу лампы, регулируя (ограничивая) ток в цепи лампы.

Типы ПРА

На сегодня различают два типа пускорегулирующих аппаратов (ПРА).

• Электромагнитные ПРА (ЭмПРА);
• Электронные ПРА (ЭПРА).

Назначение этих типов устройств одинаковое, а вот выполняют свои задачи они по-разному.

ЭмПРА

Электромагнитные пускорегулирующие аппараты для люминесцентных ламп, ранее, да и сейчас, не представляют собой единый блок. Это скорее схема, в которую входят:

• Дроссель для поддержки работы лампы;
• Стартер, для запуска лампы;
• Конденсатор (не обязательно) для снижения реактивных потерь.

В статье Люминесцентные лампы: описание, характеристики, типы, подключение в быту я показывал старые дроссели, используемые в люминесцентных светильниках. Они внушительные, тяжелые и на практике составляли большую часть веса светильника.

На сегодня комплект стартер+дроссель, несколько уменьшились в размерах, а некоторые модели упакованы в единый корпус. Примеры на фото.

Открытый ЭмПРА

Схема подключения ЭмПРА не сложная. У люминесцентной лампы четыре электрода. У трубчатой лампы два электрода с одной стороны (1,2), два с другой (3,4).

• К контактам 1 и 3 подключается стартер;
• К контакту 2 подключается одна обмотка дросселя;
• К контакту 4 подключается провод питания;
• Ко второй обмотке дросселя подключается второй провод питания.

Монтаж

• Для удобства монтажа, на дросселе установлены контактные клеммы.

• Для подключения стартера существуют специальные держатели.

Держатель стартера в люминесцентном светильнике

• Патроны для люминесцентных ламп имеют поворотный механизм.

Современные вариации пускорегулирующих аппаратов для люминесцентных светильников (ламп) простую сборку из дросселя и стартера, превратили в сложное электронное устройство, которое принято называть электронный пускорегулирующий аппарат, ЭПРА.

Принцип работы ЭПРА не изменился, ведь лампы остались прежними. Изменилась элементная база сборки. То есть, те же цели достигаются другими инструментами. Это повлияло на размеры и вес ПРА. ЭПРА компакты, легки, но, как следствие, дороги.

Для подключения ЭПРА служат контактные колодки, разделенные промежутком. Одна группа колодок для внешнего питания (1). Вторая группа для подключения ламп (2).

Номенклатура ЭПРА достаточно большая и рассказать о всех подключениях в одной статье трудно. Посмотрите 6 схем подключения ЭПРА для компактных люминесцентных ламп.

Примечание:

Обращу ваше внимание. Компактные люминесцентные лампы маркируются, как лампы Т5. В отличие от стандартных ламп типа Т8, они не работают от простых ПРА (ЭмПРА). Для их подключения и работы нужны электронные ПРА (ЭПРА).

Отличие ЭПРА и ЭМПРА

В завершении перечислю, плюсы электронных ПРА предлагаемых в рекламных листах. ЭПРА позволяют:

• Экономить до 30% электроэнергии за счет увеличения светоотдачи лампы;
• Уменьшить потери при запуске ламп;
• Уменьшают мигание ламп и шум при работе;
• Увеличивают срок службы на 30-50%.