Для чего нужен дроссель для ламп дневного света, ДРЛ, ДНаТ ?

Газоразрядные источники света уверенно завоевали свою потребительскую нишу благодаря мощному свечению, экономности, долгому сроку службы и простоте использования.

Правила выбора

Чтобы правильно выбрать пусковую индуктивность, необходимо обратить внимание на корпус устройства. На нем указывается мощность нагрузки, которую он может запитать. Мощность балласта зависит от сечения обмоточного провода: чем оно больше, тем более значительный ток устройство может выдать.

Мощные катушки имеют значительные габариты и более высокую стоимость, поэтому необходимо оптимально подбирать пусковую индуктивность. Можно использовать одну катушку для питания нескольких ламп – так часто делается в сдвоенных светильниках, которые нередко можно встретить в офисных помещениях.

Правила выбора

Дроссель Стартер

Основные виды дросселей

  • Электромагнитный дроссель для лампы, который подключается последовательно с лампой и в схеме необходимо наличие стартера.
  • К его достоинствам можно отнести низкую стоимость, простоту конструкции и достаточную надежность.
  • Недостатки: возможность появления шума и мерцания во время работы и при запуске; довольно продолжительный процесс включения; необходимость подключения конденсатора для снижения потерь.
  • Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы.
Основные виды дросселей
  • Электронный дроссель, для подключения которого не нужен стартер.

Положительные качества: быстрое включение; обеспечение работы лампы без миганий; компактность, малый вес.

В результате использования этого вида дросселей снижаются мерцания. Пульсаций при запуске лампы не происходит. Снижается вероятность появления шума при работе.

Дроссели можно разделить на две группы по типу сетей, в которых эксплуатируются лампы:

Основные виды дросселей
  1. однофазные (для использования в быту) на 220 В;
  2. трехфазные, которые устанавливаются в светильниках, работающих в сетях на 380 В. Это светильники для освещения промышленных предприятий, улиц и объектов сельскохозяйственного профиля.

Все эти виды дросселей также можно разделить по месту их расположения:

  • находящиеся внутри корпуса светильника, который обеспечивает им защиту от неблагоприятных факторов внешней среды и атмосферы;
  • помещенные в специальный кожух. Такое герметичное исполнение позволяет устанавливать эти приборы в осветительных сетях наружного освещения.

Ремонт светильников с перегоревшими дросселями

Основные виды дросселей
  1. Светильники с перегоревшими электромагнитными дросселями можно отремонтировать самостоятельно, заменив отказавший элемент другим, например, применяемым в иных вариантах световой аппаратуры.
  2. Например, в настольных светильниках с ЭмПРА можно использовать плату (с элементами, обеспечивающими горение лампы) от энергосберегающей лампы.
  3. Для этого нужно найти экономичную перегоревшую лампочку (той же мощности, что и у ремонтируемой) с сохранившейся в хорошем состоянии электронной «начинкой».

Перегоревшая энергосберегающая лампа с электронной начинкой

Далее необходимо отделить от лампы цоколь вместе с платой и извлечь саму плату. При этом запомнить, где находятся выводы на высоковольтный конденсатор, на лампу и на входное напряжение питания 220 В.

Отделение платы

Основные виды дросселей

Все штырьки, расположенные на плате, и конденсатор (на картинке он зеленого цвета) необходимо выпаять.

Он пойдет в нижнюю, пластмассовую часть цоколя настольной лампы.

Снимаем нижнюю пластину

Для этого снимаем нижнюю пластину в месте, отмеченном на рисунке, и вытаскиваем из вскрытого кожуха находящиеся в нем детали, которые были соединены при помощи латунных трубок с электродами лампы.

Основные виды дросселей

Вместо удаленных нами элементов к проводам, идущим на электроды, присоединяем конденсатор, выпаянный с платы, и помещаем во вскрытый кожух. После этого отделенную нами пластину возвращаем на место и приклеиваем клеем.

Присоединяем конденсатор Помещаем во вскрытый кожух

Далее создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами, выходящими с преобразующей электронной платы, снятой с энергосберегающей лампы.

Создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами

Основные виды дросселей
  • Для этого провода с коммутирующего разъема припаиваем к контактам платы на выходе (на рисунке они находятся слева).
  • Плату помещаем в защитный корпус.
  • Зачем это нужно сделать?
  • Так как элементы на плате находятся под высоким напряжением, в целях электробезопасности нужно закрыть к ним доступ.
  • Через провода, находящиеся справа на рисунке, в схему подается входное напряжение от сети 220 В.
  • Для подключения используем вилку и розетку.

Включенная лампа

Включаем созданную конструкцию в сеть. Лампа загорается, светильник работает.

Такие и многие другие самоделки позволяют экономить деньги на покупке товаров, взамен вышедших из строя. При наличии некоторого объема знаний и опыта всегда есть возможность сделать нужные изменения и ремонт светильника своими руками.

Изменчивое сопротивление газоразрядных ламп

Вначале нужно более подробно рассмотреть, зачем для газоразрядных ламп дневного света нужен дроссель. Независимо от типа подобных осветительных электроприборов, в момент запуска они обладают очень большим сопротивлением.

схема подключения лампы дневного света

При розжиге лампы происходит электрический пробой в атмосфере инертных газов, насыщенных парами ртути или натрия, и других добавочных элементов, после чего возникает тлеющий или дуговой разряд.

Сопротивление ионизированного вследствие разряда газа уменьшается в десятки раз, соответственно возрастает протекающий в нём ток. Если данный ток не ограничить, то чрезмерное тепловыделение в доли секунд перегреет находящиеся внутри газы, и выведет электроосветительный прибор из строя, или даже приведёт к взрыву лампу дневного света (ДРЛ, ДНаТ). Чтобы этого не случалось, последовательно в цепь подключения добавляют сопротивление.

Читайте также:  Чем отделать стены в ванной комнате

Применение активного сопротивления крайне нецелесообразно, ввиду больших потерь электроэнергии на тепловыделение. Поэтому используют электронную схему или дроссель. В идеале, дроссель не имеет активного сопротивления, поэтому он мощности не потребляет, накапливая и отдавая энергию в цепь.

Физические характеристики катушки индуктивности

При неизменной частоте сети, питающей лампы дневного света, реактивное сопротивление подключённого последовательно дросселя зависит от его индуктивности, которое измеряется в международных физических единицах Генри (Гн). Через индуктивность 1 Гн, при напряжении в 1 В, в первую секунду протекает ток 1А.

Дроссель и ИЗУ

Индуктивность обмотки дросселя зависит от квадрата числа количества витков, конструкции и поперечного сечения сердечника магнитопровода, а также от его качества и электромагнитного насыщения.

Схемы подключения дросселя и газоразрядных источников света

Наиболее простой является схема подключения дросселя для ДРЛ лампы, в которой для запуска конструктивно предусмотрены дополнительные электроды, с помощью которых создается предварительная ионизация газа, необходимая для возникновения тлеющего разряда, переходящего в электрическую дугу.

В данном случае индуктивное сопротивление служит для ограничения рабочего тока ДРЛ лампы.

Дроссель для люминесцентных ламп также подключается последовательно с катодами, но в данной схеме используется также такое свойство катушек индуктивности, как самоиндукция – возникновение большого импульса напряжения при разрыве цепи на контактах стартера, который используется для нагрева нитей накала.

Лампа ДНаТ, в отличие от других источников дневного света, имеющих люминесцентное покрытие внутри колбы, благодаря парам натрия, испускает излучение в видимом спектре, из-за чего повышается КПД электроосветительного прибора.

Конструктивно светящаяся керамическая трубка данной лампы отличается от аналогичной в ДРЛ, что требует дополнительного импульса для розжига дуги.

Поэтому дроссель для ДНаТ подключается вместе с импульсным зажигающим устройством (ИЗУ).

схема подключения ДНаТ

Компенсирующий конденсатор

Во всех схемах присутствует подключённый параллельно конденсатор, который служит для компенсации реактивных потерь на дросселе, уменьшая общее энергопотребление. В таблице указаны рекомендуемые номиналы компенсирующих конденсаторов относительно мощности некоторых видов ламп.

Конденсаторы не должны быть электролитическими, рассчитанными на напряжение не менее 400В. Нужно помнить, что увеличение выше емкости выше указанных параметров не приведёт к уменьшению потерь энергии, но может вызвать резонанс в образующемся автоколебательном контуре, что приведёт к импульсам напряжения и миганию лампы.

Уменьшение емкости не даст ожидаемой компенсации реактивных потерь и экономии электроэнергии.

Внешний вид ЭмПРА

Конструктивно дроссели очень похожи на трансформаторы, к тому же, они могут иметь выводов больше двух, что делает затруднительной визуальную идентификацию устройства без наличия обозначения на его корпусе.

Фактически, трансформатор, с используемой одной обмоткой является дросселем. Чтобы проверить тип устройства, нужно воспользоваться мультиметром – если выводы являются ответвлениями одной обмотки, то все они должны прозваниваться с разными показаниями сопротивления.

Часто равнозначные обмотки трансформатора включаются последовательно во входную и выходную цепь питания лампы дневного света или ДРЛ, ДНаТ, выполняя функции дросселя.

При прозвонке такого дросселя сопротивление обмоток должно быть одинаково. Проверить ЭмПРА на наличие межвиткового замыкания можно только с помощью мультиметра, имеющего возможность измерения индуктивности.

В разобранном виде ЭмПРА

Если измеренная индуктивность меньше чем паспортное значение, то внутри обмотки имеется межвитковое замыкание. Использовать такой ЭмПРА нельзя, так как уменьшенная индуктивность обладает меньшим реактивным сопротивлением, что неминуемо приведёт к выходу из строя любую из подключённых ламп дневного света, будь-то люминесцентная, ДРЛ, ДНаТ и т.д.

Электромагнитная пускорегулирующая аппаратура

Электронная пуско-регулирующая аппаратура представляет собой плату с напаенными на нее различными элементами. Самый простой способ проверки – это замена данного элемента на рабочий и включение прибора в сеть. Если лампа работает, значит, проблема была именно в балласте.

Прозвонить мультиметром всю плату с 2-ух концов не получится. Потребуется проверять каждый элемент по отдельности. Алгоритм работ будет следующим:

Электромагнитная пускорегулирующая аппаратура
  1. Предохранитель. Для того чтобы убедиться в его работоспособности понадобится проверить его целостность.
  2. Конденсаторы. Повреждение данных элементов люминесцентной лампы можно определить визуально, по вздутию нижней секции «бочонков». Также следует уделить внимание местам пайки, которые могут быть нарушены и как следствие, контакт будет потерян.
  3. Транзистор. Эта деталь ЭПРА чаще всего перегорает из-за внезапных скачков напряжения в электросети. Проверить работоспособность транзистора можно с помощью мультиметра. Для его замены достаточно снять такой же с другой платы или приобрести его в отделе радиодеталей.
  4. Диоды. Один из самых простых элементов устройства, который также можно прозвонить любым мультиметром с соответствующим режимом проверки.

Сравнить полученные прибором данные можно с таблицей сопротивлений взятой из интернета.

Устройство дросселя, принцип работы и назначение

Конструкция и принцип работы

Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:

Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот. Похож на трансформатор только с одной обмоткой. Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться. Проведем мысленный эксперимент — у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.

Читайте также:  Как лучше очистить канализационную трубу от жира

Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике. Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление. Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя — выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.

Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом. Этот эффект используют для устройств, в электрических цепях, где нужно ограничить ток до нужной величины, при этом избежать излишней громоздкости и выделения тепла.

Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:

Наглядное сравнение, объясняющее принцип работы

Теоретическая часть вопроса

Область применения

Дроссель предназначен для того, чтобы сделать нашу жизнь светлее. Конкретно в люминесцентных лампах он ограничивает ток через колбу, до нужной величины, избегая его чрезмерное увеличение через лампу.

Люминесцентный светильник в основном состоит из дросселя, стартера, люминесцентной лампы. В двух словах описание работы люминесцентного светильника происходит так:

Из сети ток через дроссель проходит на одну из нитей накала люминесцентной лампы, далее попадает на стартерное устройство, далее на вторую нить накала и уходит в сеть. В стартерном устройстве пластина из биметалла нагревается тлеющим разрядом газа, выпрямляется под действием тепла и замыкает цепь. В этот момент начинают работать нити накала, на концах лампочки, разогревая пары ртути в колбе люминесцентной лампы. Через короткий промежуток времени, пластина в стартере остывает и возвращается в исходное положение. Во время разрыва цепи происходит резкий всплеск напряжения в дросселе, происходит пробой газа в колбе люминесцентной лампы, и возникает тлеющий разряд, лампочка начинает светить, работающая лампа шунтирует стартер, выключая его из цепи более низким сопротивлением.

В электронных схемах современных экономических люминесцентных ламп тоже есть рассматриваемый в статье элемент, но из-за более высоких частот он имеет миниатюрные размеры. А принцип работы и назначение остались те же.

Также дроссель обязательный элемент в схемах ламп ДРЛ, натриевых ламп ДНАТ, металлогалогеновых лампочек CDM.

В импульсных блоках питания в схемах преобразователях назначение дросселя — блокировать резкие всплески от трансформатора, пропуская сглаженное напряжение. Грубо говоря в этом случае он играет роль фильтра.

В электрических сетях они также устанавливаются, но называются реакторами. Назначение дугогасительного реактора — предотвращать появление самостоятельной дуги во время однофазного короткого замыкания на землю, также как и прочих реакторов, которые так или иначе регулируют или же ограничивают величину тока через них, специально или в случае нештатной ситуации.

С помощью дросселя можно улучшить дешевый или самодельный сварочный аппарат, установив его во вторичную цепь. Сварочный трансформатор собранный с дросселем будет варить не хуже фирменных аппаратов, дуга станет ровной и не будет рваться, шов будет равномерно залит.

Поджог дуги станет происходить намного легче и просадка сетевого напряжения будет меньше влиять на появление и горение дуги. Даже неспециалист сможет быстро достичь хороших результатов в сварке, делая всевозможные поделки у себя дома.

Где применяется изделие?

Вот мы и рассмотрели устройство дросселя, принцип работы и назначение. Надеемся, что теперь вы полностью разобрались, для чего нужен данный элемент схемы!

Будет интересно прочитать:

Проверка исправности

Конструкция дросселя настолько простая, что он очень редко выходит из строя. Но к сожалению, иногда это случается. Самые распространенные неисправности — межвитковое замыкание и обрыв цепи, причинами которых, как правило, являются внешние воздействия (вибрация, намокание, механическое повреждение и т. п. ).

Обрыв цепи диагностировать проще всего: с помощью прозвонки или тестера проверяется цепь между контактами на входе и выходе. Если мультиметр показывает бесконечное сопротивление или на прозвонке индикатор не горит, значит, где-то есть обрыв.

Замыкание между витками определить при помощи прозвонки не получится. В этом случае необходим прибор, который точно замеряет сопротивление. Используют мультиметр в режиме омметра, замеряют показатели и сравнивают с номинальным значением. При расхождении более 20% однозначно необходима замена дросселя, так как присутствует межвитковое замыкание.

Варианты подключений

Бездроссельное включение

Схема бездроссельного подключения ЛДС Чтобы ненадолго продлить работу сгоревшего светового прибора, существует вариант, при котором возможно подключение лампы дневного света без дросселя и стартера (схема подключения на рисунке). Он предусматривает использование умножителей напряжения.

Варианты подключений

Подача напряжения происходит после короткого замыкания нитей накаливания. Выпрямленное напряжение становится больше вдвое, чего вполне хватает для запуска лампы. С1 и С2 (на схеме) необходимо подобрать для 600 В, а С3 и С4 – под напряжение в 1 000 В. По прошествии некоторого времени пары ртути оседают в области одного из электродов, в результате чего свет от лампы становится менее ярким. Лечится это путем изменения полярности, т. е. необходимо просто развернуть реанимированную перегоревшую ЛЛ.

Подключение люминесцентных ламп без стартера

Задача этого элемента, обеспечивающего питание люминесцентных ламп – увеличение времени разогрева. Но долговечность стартера небольшая, он часто сгорает, а потому имеет смысл рассмотреть возможность того, как включить люминесцентную лампу без него. Для этого нужна установка вторичных трансформаторных обмоток.

Читайте также:  Как выбрать рубанок электрический любителю и профессионалу

Существуют ЛДС, которые изначально предусмотрены для подключения без стартера. На таких лампах имеется маркировка RS. При установке такого прибора в светильник, оборудованный этим элементом, лампа быстро горит. Происходит это по причине необходимости большего времени на разогрев спиралей таких ЛЛ. Если запомнить эту информацию, то уже не возникнет вопроса, как зажечь люминесцентный светильник, если произошло перегорание дросселя или стартера (схема соединения ниже).

Варианты подключений

Схема бесстартерного подключения ЛДС

Назначение и устройство дросселя

Разрядные лампы, представителем которых является люминесцентная разновидность, нельзя зажечь как обычные, обеспечив электроснабжение. Они попросту не будут работать. Чтобы получить свечение такого типа источника, потребуется дополнительно использовать пуско-регулирующий аппарат.

Назначение балласта в схеме включения

Выходит, что для функционирования люминесцентной лампочки необходимо не только обеспечить протекание тока, но и приложить к ней напряжение.

Поэтому в схеме включения задействуют балласт – сопротивление. Оно включается последовательно с лампой и предназначено для ограничения тока, протекающего через ее электроды.

Его роль могут выполнять различные электротехнические компоненты:

Среди этих приспособлений наиболее удачным вариантом является дроссель. Он обладает реактивным сопротивлением без выделения излишнего тепла. Способен ограничить ток, предотвратив его лавинообразное нарастание при включении в электросеть.

Дроссель не только является неотъемлемым элементом в стартерной схеме включения, он выполняет такие функции:

Важное значение для функционирования люминесцентных источников света имеет индуктивность дросселя. Поэтому при покупке этого электромеханического компонента следует обращать внимание на технические параметры, которые должны соответствовать характеристикам лампочки.

Из чего состоит пускорегулятор?

Дроссель, используемый в схемах включения лампочек люминесцентного типа, – это не что иное, как намотка провода на сердечнике – катушка индуктивности. Именно ее промышленное исполнение и носит название дросселя в электротехнике, что дословно переводится как «ограничитель».

Дроссель с нужными техническими характеристиками производят в промышленных условиях, поэтому у потребителя не возникнет проблем при подборе нужного варианта, соответствующего параметрам подключаемой лампочки.

Более того, имея навыки сбора различных электротехнических приспособлений, соответствующие комплектующие и электроинструменты, можно попытаться самостоятельно соорудить катушку с нужной индуктивностью.

Дроссель состоит из следующих элементов:

Наличие последнего элемента зависит от особенностей и характеристик конкретной модели ограничителя тока.

Стартерная схема несовершенна, хотя и показывает отличный результат. Но мерцание лампочки, шумность дросселя и его большие размеры, а также фальшьстарт из-за ненадежного стартера привели к изобретению более совершенной версии пускорегулятора – электронной.

ЭПРА в процессе функционирования способствуют снижению мощности по­терь до 50%, избавляют от миганий лампочки. Их использование позволило уменьшить массу дросселей, а также существенно повысить отдачу осветительного прибора.

Правда стоимость электронного балласта существенно выше ЭМПРА, да и приобретать нужно у производителей с отличной репутацией – таких как Philips, Osram, Tridonic, прочие.

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.

Помните что при работе с любыми электроприборами необходимо соблюдать технику безопасности!

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.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации. Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления. Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление).

Пример использования индуктивного сопротивление – это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников. А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется “бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором”.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны – нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.