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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Lámparas fluorescentes y sus características. Dato de referencia. Parte 2
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Balastos para lámparas fluorescentes, circuitos de balastos (balastos), arrancadores, encendido de lámparas con un arrancador, arrancadores de descarga luminiscente, arrancadores térmicos (termobimetálicos), arrancadores de semiconductores, un circuito de conmutación de dos tubos, los parámetros principales de algunos tipos de balastos. Balastos para lámparas fluorescentes
La mayoría de los LL modernos están diseñados para funcionar en redes eléctricas de CA. Están conectados a la red solo junto con un balasto (balasto), que garantiza el encendido de las lámparas y su funcionamiento normal. Los circuitos de los equipos de control se clasifican según el tipo de balasto y la forma en que se enciende la lámpara. La mayoría de las veces, se usa un balasto inductivo, con menos frecuencia, inductivo-capacitivo. Los balastos en forma de resistencia activa o capacidad pura se utilizan solo en casos especiales. De acuerdo con el método de encendido de las lámparas, los circuitos y el equipo de control se dividen en arrancadores y no arrancadores. Estos últimos, a su vez, se dividen en esquemas de encendido rápido e instantáneo. Para facilitar el encendido de las lámparas que funcionan en una red sin un transformador adicional, los electrodos se precalientan ampliamente a una temperatura que proporciona una emisión térmica suficiente para encender una descarga a voltajes más bajos. El calentamiento se produce por su inclusión a corto plazo en el circuito de corriente, lo que se consigue cerrando el contacto del dispositivo correspondiente (arrancador, dinistor, etc.). Cuando el contacto se abre posteriormente, se produce un pulso de tensión que supera la tensión de red. Este impulso, aplicado a la lámpara con los electrodos aún no enfriados, debe encender una descarga en ella. Para ello, es necesario que el pulso tenga una determinada amplitud y energía mínima. Los circuitos de arranque más comunes para conectar lámparas a la red a través de un estrangulador se muestran en la fig. 6 (a - circuito con llave o arrancador de descarga luminiscente; b - con arrancador termobimetálico; c - con arrancador electrónico simple). Designaciones en la fig. 6: 1 - lámpara fluorescente; 2 - acelerador; 3 - contactos clave o de arranque; 4 - condensador; 5 - calentador; 6 - diodo; 7 - dinistor. La magnitud del pulso de voltaje depende de la inductancia del inductor, la resistencia de los electrodos, el valor instantáneo de la corriente al momento de romper el circuito, y también de la característica corriente-voltaje de los transitorios en el arrancador. Dado que el momento de ruptura es aleatorio, el pico de voltaje también puede tener valores aleatorios desde cero hasta el valor más grande. Entrantes El cierre a corto plazo y la posterior apertura del circuito se pueden realizar manualmente con una llave o automáticamente con un dispositivo especial llamado arrancador. Existen los siguientes tipos de arrancadores: de descarga luminiscente, térmicos, electromagnéticos, termomagnéticos, semiconductores, etc. El proceso de encendido de una lámpara con un arrancador se puede dividir en cuatro etapas en el caso general: preparatorio: desde el momento en que se aplica voltaje hasta el cierre del arrancador; calentamiento de los electrodos de la lámpara, desde el momento del cierre hasta el momento de la apertura; intento de encendido - en el momento de la apertura; preparando el motor de arranque para la próxima inclusión. Ciertos tipos de titulares pueden no tener la primera etapa. Desde el punto de vista de las condiciones óptimas de encendido de la lámpara, es deseable reducir o eliminar la primera etapa, ya que retrasa el momento del encendido de la lámpara, para proporcionar un tiempo de contacto suficiente para calentar los electrodos a una temperatura en la que se produzca una disminución significativa de la temperatura. ocurre el voltaje de ignición de la descarga, y para proporcionar un pulso de voltaje cuando se abre el circuito de arranque de suficiente magnitud y duración para encender la descarga. Además, al arrancador se le imponen los requisitos de máxima sencillez, alta fiabilidad, etc.. Estos requisitos son hasta cierto punto contradictorios, por lo que a la hora de diseñar un arrancador se deben buscar soluciones de compromiso. El más extendido arrancadores incandescentes (Fig. 7, donde a es la estructura interna; b - arrancador de vacío montado con un condensador en el panel de contacto; c - apariencia del arrancador ensamblado en la caja). El arrancador es una lámpara en miniatura en la que uno o ambos electrodos están hechos de una placa bimetálica. En el estado normal, los electrodos están a una pequeña distancia entre sí. Cuando se enciende el voltaje, se produce una descarga luminiscente entre ellos, calentando las placas bimetálicas, que se doblan por el calentamiento y cierran el circuito (primera etapa de la descarga luminiscente). A partir de este momento, una corriente de cortocircuito fluye a través de los electrodos de la lámpara, calentándolos a alta temperatura (etapa 1). Tan pronto como se cierra el contacto, se apaga la descarga en el motor de arranque; las placas bimetálicas se enfrían y, volviendo a su estado normal, abren el circuito. En el momento de la apertura, se produce un pulso de tensión aumentada, que enciende una descarga en la lámpara (3ª etapa). Cuando se establece una descarga de arco en la lámpara, el voltaje a través de ella cae al voltaje de combustión. El arrancador está hecho de tal manera que el voltaje al que se produce una descarga luminiscente es más alto que el voltaje de funcionamiento de la lámpara y más bajo que el voltaje mínimo en la red. Por lo tanto, cuando la lámpara está encendida, no se produce la descarga en el motor de arranque, las placas bimetálicas permanecen frías y el circuito de arranque está abierto. Si la lámpara no se enciende después de la primera apertura, entonces el arrancador comienza a repetir el proceso nuevamente hasta que la lámpara se enciende. La duración de las etapas de contacto y descarga luminiscente está determinada por la distancia entre los electrodos bimetálicos y las tasas de calentamiento y enfriamiento, que a su vez dependen de su diseño, así como de la composición y presión del gas de relleno.
Para arrancadores de tipo industrial, la duración de la etapa de descarga luminiscente es en promedio de 0,3 ... 1 s. La duración de un contacto separado es de 0,2 ... 0,6 s, que no es suficiente para calentar los electrodos. Por lo tanto, la ignición generalmente ocurre después de dos a cinco intentos. Los arrancadores de diseño asimétrico (con un electrodo en forma de placa bimetálica y el otro en forma de alambre) tienen un tiempo de contacto ligeramente mayor que los arrancadores de diseño simétrico. Sin embargo, la magnitud del pulso de voltaje en ellos depende de la polaridad de los electrodos en el momento de romper los contactos. Además, cuando se trabaja en circuitos con dispositivo de balasto capacitivo, el período de descarga luminiscente en arrancadores asimétricos es más largo. El arrancador está montado en un zócalo aislante con dos clavijas y cubierto con una caja de metal o plástico. Los arrancadores tienen dimensiones estándar (Fig. 7). Se monta un pequeño condensador en miniatura en la carcasa, que sirve para reducir la interferencia de radio. Además, afecta la naturaleza de los transitorios en el arrancador por lo que contribuye al encendido de la lámpara. Sin un condensador, el pico de voltaje en el arrancador alcanza un valor muy grande, del orden de varios kilovoltios, pero tiene una duración muy corta (1-2 μs), como resultado de lo cual la energía del pulso es muy pequeña. Encender el capacitor conduce a una disminución en el pico a 400...900 V, un aumento en su duración de 1 a 100 µs y un aumento significativo en la energía del pulso. Esto se debe al hecho de que, en ausencia de un condensador durante la apertura de los electrodos de arranque en los últimos puntos de contacto, el metal se calienta por la corriente a una temperatura muy alta y se producen descargas de arco locales a corto plazo, el mantenimiento de que consume la mayor parte de la energía acumulada en la inductancia del circuito, por lo tanto, un pulso de tensión, que se produce después de que se ha extinguido el último arco, queda muy poca energía. En la fig. 8 muestra oscilogramas de voltaje en el motor de arranque (oscilograma superior) y corriente en el circuito de la lámpara durante el proceso de encendido. Arrancadores térmicos (termobimetálicos) La ventaja de estos arrancadores es la ausencia de la primera etapa preliminar, ya que los contactos se cierran en ausencia de corriente; pico de ignición más alto y tiempo de contacto más largo, típicamente del orden de 2-3 s. Pero también tienen sus inconvenientes: consumen energía adicional para mantener el elemento calefactor en condiciones de funcionamiento, tienen un diseño más complejo, el circuito para encenderlos es más complicado, no están listos para funcionar inmediatamente después de apagar la lámpara . Por estas razones, se utilizan solo en casos especiales, por ejemplo, para encender lámparas a bajas temperaturas. Arrancadores de estado sólido Hay una serie de esquemas para tales arrancadores. Todos ellos funcionan según el principio de una llave. Los requisitos más completos para los arrancadores los cumplen los arrancadores de semiconductores que esperan el encendido (Fig. 6, c, REZ / 01). Proporcionan suficiente calentamiento de los electrodos en el tiempo y apertura en una determinada fase del voltaje, lo que garantiza la magnitud y duración del pulso. Muy rara vez se utilizan otros tipos de arrancadores debido a la complejidad del diseño.
Circuito de conmutación de dos lámparas En la fig. La figura 9 muestra un esquema de un balasto de dos lámparas con una fase dividida, proporcionando un alto factor de potencia de la instalación y reduciendo el rizado del flujo luminoso total de las lámparas (Fig. 9, a - diagrama; Fig. 9, b - diagrama vectorial de corrientes y tensión de red; c - oscilograma de los flujos luminosos de cambio de las lámparas (1) y (2) y flujo total (1+2)). Para que la corriente total esté en fase con la tensión de la red, es necesario proporcionar un cambio en la rama principal igual al cambio en la rezagada, es decir unos 60°, mientras que el cos f instalación alcanza un valor de 0,9...0,95, y la profundidad de pulsaciones del caudal total se reduce al 25%. Normalmente, el cambio de fase se encuentra en el rango de 90 a 120°. En mesa. 4 muestra los principales parámetros de algunos tipos de equipos de control para una tensión nominal de 220 V con un factor de potencia de alrededor de 0,5. Tabla 4
Autor: SI Palamarenko, Kyiv; Publicación: electrik.org
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