Chuyển mạch cho đèn xả khí

Các nguồn sáng nhân tạo sử dụng sự phóng điện của môi trường khí trong hơi thủy ngân để tạo ra sóng ánh sáng được gọi là đèn thủy ngân phóng điện trong khí.

Khí được bơm vào xi lanh có thể ở áp suất thấp, trung bình hoặc cao. Áp suất thấp được sử dụng trong các thiết kế đèn:

• huỳnh quang tuyến tính;

• nhỏ gọn tiết kiệm năng lượng:

• diệt khuẩn;

• thạch anh.

Cao áp được sử dụng trong các loại đèn:

• thủy ngân hồ quang phốt pho (DRL);

• thủy ngân kim loại với các chất phụ gia phóng xạ (DRI) của halogen kim loại;

• hồ quang natri hình ống (DNaT);

• gương hồ quang natri (DNaZ).

Chúng được lắp đặt ở những nơi cần chiếu sáng những khu vực rộng lớn với mức tiêu thụ năng lượng thấp.

đèn ban ngày

tính năng thiết kế

Thiết bị đèn sử dụng bốn điện cực được hiển thị dưới dạng sơ đồ trong ảnh.

Đế của nó, giống như các mẫu thông thường, được sử dụng để kết nối với các tiếp điểm khi nó được vặn vào mâm cặp. Bầu thủy tinh bảo vệ kín tất cả các yếu tố bên trong khỏi các tác động bên ngoài. Nó chứa đầy nitơ và chứa:

• đầu đốt thạch anh;

• dây điện từ các tiếp điểm cơ sở;

• hai điện trở giới hạn dòng điện được tích hợp trong mạch của các điện cực bổ sung

• lớp photpho.

Đầu đốt được chế tạo dưới dạng một ống thủy tinh thạch anh kín có argon được bơm vào, trong đó được đặt:

• hai cặp điện cực - chính và bổ sung, nằm ở hai đầu đối diện của bình;

• một giọt thủy ngân nhỏ.

Argon — một nguyên tố hóa học thuộc về khí trơ. Nó thu được trong quá trình tách không khí với quá trình làm lạnh sâu sau đó là quá trình chỉnh lưu. Argon là khí đơn nguyên tử không màu, không mùi, tỷ trọng 1,78 kg/m3, tboil = –186 ° C. Argon được dùng làm môi trường trơ ​​trong các quá trình luyện kim và hóa học, trong công nghệ hàn (xem hàn hồ quang điện), cũng như trong tín hiệu, quảng cáo và các loại đèn khác phát ra ánh sáng hơi xanh.
Nguyên lý hoạt động của đèn DRL

Nguồn sáng DRL là sự phóng điện hồ quang trong môi trường argon chảy giữa các điện cực trong ống thạch anh. Điều này xảy ra dưới tác động của điện áp đặt vào đèn theo hai giai đoạn:

1. Ban đầu, một sự phóng điện phát sáng bắt đầu giữa các điện cực chính và điện cực đánh lửa được đặt gần nhau do sự chuyển động của các electron tự do và các ion tích điện dương;

2. Sự hình thành một số lượng lớn các hạt mang điện trong khoang mỏ hàn dẫn đến sự phân hủy nhanh chóng môi trường nitơ và hình thành hồ quang qua các điện cực chính.

Ổn định chế độ khởi động (dòng điện hồ quang và ánh sáng) mất khoảng 10-15 phút. Trong khoảng thời gian này, DRL tạo ra các tải vượt quá đáng kể các dòng chế độ định mức. Để hạn chế chúng, hãy áp dụng chấn lưu - nghẹt thở. 

Bức xạ cầu vồng trong hơi thủy ngân có màu xanh tím và kèm theo bức xạ cực tím mạnh. Nó đi qua phốt pho, trộn với quang phổ mà nó tạo thành và tạo ra ánh sáng rực rỡ gần với màu trắng.

DRL nhạy cảm với chất lượng của điện áp cung cấp và khi giảm xuống 180 vôn, nó sẽ tắt và không sáng.

Trong lúc xả hồ quang một nhiệt độ cao được tạo ra, được truyền đến toàn bộ cấu trúc. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng của các tiếp điểm trong ổ cắm và gây nóng các dây kết nối, do đó chỉ được sử dụng với lớp cách điện chịu nhiệt.

Trong quá trình hoạt động của đèn, áp suất khí trong đầu đốt tăng lên đáng kể và làm phức tạp thêm các điều kiện phá hủy môi trường, đòi hỏi phải tăng điện áp đặt vào. Nếu tắt và bật nguồn, đèn sẽ không khởi động ngay lập tức: đèn cần được làm mát.

Sơ đồ kết nối đèn DRL

Đèn thủy ngân bốn điện cực được bật bằng một cuộn cảm và cầu chì.

Một liên kết dễ nóng chảy bảo vệ mạch khỏi các mạch ngắn có thể xảy ra và cuộn cảm hạn chế dòng điện chạy qua giữa ống thạch anh. Điện trở cảm ứng của cuộn cảm được chọn theo công suất của thiết bị chiếu sáng. Bật đèn dưới điện áp mà không có cuộn cảm khiến đèn bị cháy nhanh chóng.

Một tụ điện bao gồm trong mạch bù cho thành phần phản ứng được giới thiệu bởi điện cảm.

đèn DRI

tính năng thiết kế

Cấu trúc bên trong của đèn DRI rất giống với cấu trúc được sử dụng bởi DRL.

Nhưng đầu đốt của nó có chứa một lượng chất phụ gia nhất định từ hapogenua của các kim loại indi, natri, tali hoặc một số chất khác. Chúng cho phép bạn tăng mức phát sáng lên 70-95 lm / W và hơn thế nữa với màu sắc đẹp.

Bình được làm ở dạng hình trụ hoặc hình elip như trong hình bên dưới.

Vật liệu của đầu đốt có thể là thủy tinh thạch anh hoặc gốm, có đặc tính hoạt động tốt hơn: ít bị sẫm màu hơn và tuổi thọ hoạt động lâu hơn.

Đầu đốt hình quả cầu được sử dụng trong thiết kế hiện đại làm tăng lượng ánh sáng và độ sáng của nguồn.

nguyên lý hoạt động

Các quy trình cơ bản diễn ra trong quá trình sản xuất ánh sáng từ đèn DRI và đèn DRL là giống nhau. Sự khác biệt nằm ở sơ đồ đánh lửa. Không thể khởi động DRI từ điện áp nguồn được áp dụng. Giá trị này là không đủ cho cô ấy.

Để tạo ra một vòng cung bên trong mỏ hàn, một xung điện áp cao phải được áp dụng cho không gian xen kẽ. Việc học của anh ấy được giao cho IZU - một thiết bị đánh lửa xung.

IZU hoạt động như thế nào

Nguyên lý hoạt động của thiết bị tạo xung điện áp cao có thể được biểu diễn một cách có điều kiện bằng sơ đồ đơn giản hóa.

Điện áp cung cấp hoạt động được áp dụng cho đầu vào của mạch. Điốt D, điện trở R và tụ điện C tạo ra dòng điện nạp cho tụ điện. Khi kết thúc quá trình sạc, một xung dòng điện được cung cấp qua tụ điện thông qua công tắc thyristor mở trong cuộn dây của máy biến áp T được kết nối.

Một xung điện áp cao lên đến 2-5 kV được tạo ra trong cuộn dây đầu ra của máy biến áp tăng áp. Nó đi vào các điểm tiếp xúc của đèn và tạo ra sự phóng điện hồ quang của môi trường khí, tạo ra ánh sáng rực rỡ.

Sơ đồ kết nối đèn loại DRI

Các thiết bị IZU được sản xuất cho đèn xả khí có hai sửa đổi: với hai hoặc ba dây. Đối với mỗi người trong số họ, sơ đồ kết nối riêng của nó được tạo ra.Nó được cung cấp trực tiếp trên vỏ khối.

Khi sử dụng thiết bị hai chân, pha nguồn được kết nối thông qua cuộn cảm với tiếp điểm trung tâm của đế đèn và đồng thời với đầu ra tương ứng của IZU.

Dây trung tính được kết nối với tiếp điểm bên của đế và đầu cuối IZU của nó.

Đối với thiết bị ba chân, sơ đồ kết nối trung tính vẫn giữ nguyên và nguồn cung cấp pha sau cuộn cảm thay đổi. Nó được kết nối thông qua hai đầu ra còn lại với IZU, như thể hiện trong ảnh bên dưới: đầu vào của thiết bị thông qua đầu cuối «B» và đầu ra tới tiếp điểm trung tâm của đế thông qua — «Lp».

Do đó, thành phần của thiết bị điều khiển (chấn lưu) cho đèn thủy ngân có phụ gia phát xạ là bắt buộc:

• ga;

• sạc xung.

Tụ bù giá trị công suất phản kháng có thể được đưa vào thiết bị điều khiển. Sự bao gồm của nó xác định mức giảm tiêu thụ năng lượng chung của thiết bị chiếu sáng và kéo dài tuổi thọ của đèn với giá trị công suất được chọn chính xác.

Khoảng giá trị 35 μF của nó tương ứng với các loại đèn có công suất 250 W và 45 - 400 W. Khi công suất quá cao, trong mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng, biểu hiện bằng hiện tượng "nhấp nháy" của ánh sáng đèn.

Sự hiện diện của các xung điện áp cao trong đèn làm việc quyết định việc sử dụng dây điện áp cực cao trong mạch kết nối với chiều dài tối thiểu giữa chấn lưu và đèn, không quá 1-1,5 m.

đèn DRIZ

Đây là một phiên bản của đèn DRI được mô tả ở trên có lớp tráng gương một phần bên trong bóng đèn để phản chiếu ánh sáng, tạo thành chùm tia có hướng.Nó cho phép bạn tập trung bức xạ vào vật thể được chiếu sáng và giảm tổn thất ánh sáng do phản xạ nhiều lần.

đèn HPS

tính năng thiết kế

Bên trong bóng đèn phóng điện khí này, thay vì thủy ngân, hơi natri được sử dụng, nằm trong môi trường khí trơ: neon, xenon hoặc các loại khác hoặc hỗn hợp của chúng. Vì lý do này, chúng được gọi là "natri".

Do sự sửa đổi này của thiết bị, các nhà thiết kế đã có thể mang lại cho chúng hiệu quả hoạt động cao nhất, đạt 150 lm / W.

Nguyên tắc hoạt động của DNaT và DRI là giống nhau. Do đó, sơ đồ kết nối của chúng giống nhau và nếu các đặc tính của chấn lưu phù hợp với các thông số của đèn, thì chúng có thể được sử dụng để đốt cháy hồ quang trong cả hai thiết kế.

Các nhà sản xuất đèn halogen kim loại và đèn natri sản xuất chấn lưu cho các loại sản phẩm cụ thể và vận chuyển chúng trong một vỏ duy nhất. Những chấn lưu này có đầy đủ chức năng và sẵn sàng hoạt động.

Sơ đồ nối dây cho đèn loại DNaT

Trong một số trường hợp, thiết kế chấn lưu HPS có thể khác với sơ đồ khởi động DRI ở trên và được thực hiện theo một trong ba sơ đồ dưới đây.

Trong trường hợp đầu tiên, IZU được kết nối song song với các tiếp điểm của đèn. Sau khi đánh lửa hồ quang bên trong đầu đốt, dòng điện hoạt động không đi qua đèn (xem sơ đồ mạch IZU), giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Trong trường hợp này, cuộn cảm bị ảnh hưởng bởi các xung điện áp cao. Do đó, nó được xây dựng với lớp cách điện gia cố để bảo vệ chống lại các xung đánh lửa.

Do đó, sơ đồ kết nối song song được sử dụng với đèn công suất thấp và xung đánh lửa lên đến hai kilovolt.

Trong sơ đồ thứ hai, IZU được sử dụng, hoạt động mà không cần biến áp xung và các xung điện áp cao được tạo ra bởi một cuộn cảm có thiết kế đặc biệt, có một vòi để kết nối với ổ cắm đèn. Độ cách điện của cuộn dây của cuộn cảm này cũng tăng lên: nó tiếp xúc với điện áp cao.

Trong trường hợp thứ ba, phương pháp kết nối cuộn cảm, IZU và tiếp điểm đèn nối tiếp được sử dụng. Ở đây, xung điện áp cao từ IZU không đi đến cuộn cảm và cách điện của cuộn dây của nó không yêu cầu khuếch đại.

Nhược điểm của mạch này là IZU tiêu thụ dòng điện tăng lên, do đó xảy ra hiện tượng nóng thêm. Điều này đòi hỏi phải tăng kích thước của cấu trúc, vượt quá kích thước của các sơ đồ trước đó.

Tùy chọn thiết kế thứ ba này thường được sử dụng nhất cho hoạt động của đèn HPS.

Tất cả các chương trình có thể được sử dụng bù công suất phản kháng kết nối tụ điện như thể hiện trong sơ đồ kết nối đèn DRI.

Các mạch được liệt kê để bật đèn cao áp sử dụng khí xả để thắp sáng có một số nhược điểm:

• tài nguyên phát sáng bị đánh giá thấp;

• tùy thuộc vào chất lượng của điện áp cung cấp;

• hiệu ứng hoạt nghiệm;

• tiếng ồn ga và chấn lưu;

• tiêu thụ điện tăng.

Hầu hết những nhược điểm này được khắc phục bằng cách sử dụng các thiết bị kích hoạt điện tử (ECG).

Chúng không chỉ cho phép tiết kiệm tới 30% điện năng mà còn có khả năng điều khiển ánh sáng mượt mà. Tuy nhiên, giá của các thiết bị như vậy vẫn còn khá cao.