Halogénlámpák transzformátora: mire való, működési elve és bekötési szabályai

A halogénlámpák a hagyományos izzólámpák továbbfejlesztett változatának tekinthetők. Ugyanúgy működnek, de a halogénlámpák bizonyos tulajdonságainak köszönhetően gazdaságosabbak, tartósabbak, és kellemes a szemnek, ugyanakkor erős fényt biztosítanak.

A gyártók két változatot kínálnak a halogén világítótestekből: magas- és kisfeszültségűeket. Ahhoz, hogy az utóbbiak helyesen működjenek, szükség van egy halogénlámpákhoz való transzformátorra. Mi elmondjuk, hogyan válasszuk ki és csatlakoztassuk szakszerűen az említett készüléket.

Miért kell a halogénlámpához transzformátor?

A halogénlámpák sikeresen versenyeznek a LED-ekkel. Az utóbbiak jobb üzemeltetési jellemzői ellenére gyakran a halogénlámpák győznek, ami az alacsonyabb áruknak és ezáltal elérhetőségüknek, valamint a LED-ek fénynyalábjának bizonyos jellemzőinek köszönhető, amelyektől a szem elfáradhat.

A LED-ek fő előnye a fűtés nélküli működés, ami lehetővé teszi széles körű használatukat. Ugyanez az előnye a halogénlámpáknak is, de csak a kisfeszültségű lámpáknak. Ezeket a magas hőmérsékletre érzékeny helyekre lehet telepíteni. Például a mennyezetbe épített lámpatestekben.

Ugyanakkor meg kell érteni, hogy a kisfeszültségű halogénlámpák csak transzformátorokkal működhetnek. Utóbbiak szükségesek a hálózati feszültségnek a lámpa számára elfogadható értékre történő átalakításához. Ez általában 12 V.

Ezenkívül a transzformátor megvédi a fényforrást a feszültségingadozásoktól, a túlmelegedéstől és a rövidzárlattól, valamint biztosíthatja a világítás fokozatos bekapcsolásának lehetőségét. Be kell ismerni, hogy a transzformátorral ellátott lámpák átlagosan sokkal tovább tartanak. Bár sok múlik a minőségükön.

A kisfeszültségű típusú halogénlámpák nem képesek a 220 V-os hálózati feszültségen működni, ezért azokat csak lecsökkentő transzformátoron keresztül szabad csatlakoztatni.

Milyen transzformátorok léteznek?

Transzformátoroknak nevezik az elektromágneses vagy elektronikus típusú készülékeket. Némileg eltérnek működési elvükben és néhány egyéb jellemzőjükben.

Az elektromágneses változatok a szabványos hálózati feszültség paramétereit olyan jellemzőkre változtatják, amelyek alkalmasak a kisfeszültségű halogénlámpák működéséhez; az elektronikus eszközök az említett munkán kívül áramátalakítást is végeznek.

Toroidális elektromágneses készülék

A legegyszerűbb toroid transzformátor két tekercsből és egy magból áll. Utóbbit mágneses körnek is nevezik. Ferromágneses anyagból, általában acélból készül. A tekercsek a magon helyezkednek el.

A primer tekercs az energiaforráshoz csatlakozik, a szekunder pedig a fogyasztóhoz. A szekunder és primer tekercsek között nincs elektromos kapcsolat.

Az alacsony költség és a megbízható működés ellenére a toroid elektromágneses transzformátort ma már ritkán használják halogénlámpák csatlakoztatásánál.

Így a teljesítmény csak elektromágneses úton kerül átvitelre közöttük. A tekercsek közötti induktív csatolás növeésére mágneses kört használnak. Amikor a primer tekercshez csatlakoztatott kapocsra váltakozó áramot kapcsolnak, az a magban váltakozó mágneses fluxust hoz létre.

Ez utóbbi mindkét tekercssel kapcsolódik, és elektromotoros erőt (EMF) indukál bennük. Ennek hatására a szekunder tekercsben váltakozó feszültség jön létre, amely eltér a primer tekercs feszültségétől.

A tekercselések menetszámától függően a transzformátor típusa (lehet lépcsős vagy lépcsősen lecsökkentő) és a transzformációs arány határozható meg. Halogénlámpákhoz mindig csak lecsökkentő készülékeket használnak.

A tekercselő eszközök előnyei a következők:

• Nagy megbízhatóság működés közben.
• Egyszerű csatlakoztatás.
• Alacsony költség.

Mindazonáltal a toroid transzformátorok meglehetősen ritkán fordulnak elő a halogénlámpákkal ellátott modern áramkörökben. Ennek oka, hogy a szerkezeti sajátosságok miatt ezek az eszközök meglehetősen méretesek és nehezek. Ezért nehéz őket elrejteni például bútor- vagy mennyezeti világítás kialakításánál.

A toroid elektromágneses transzformátorok fő hátránya talán a méretesség és a jelentős méretek. Rejtett telepítés esetén rendkívül nehéz őket elrejteni.

Az ilyen típusú eszközök hátrányai közé tartozik még a működés közbeni felmelegedés és a hálózati feszültségingadozásokra való érzékenység, ami negatívan hat a halogénlámpák élettartamára.

Ezenkívül a tekercselő transzformátorok működés közben zúghatnak, ami nem mindig elfogadható. Ezért ezeket az eszközöket többnyire nem lakóhelyiségekben vagy ipari épületekben használják.

Impulzusüzemű vagy elektronikus eszköz

A transzformátor mágneses magból vagy magból és két tekercsből áll. A mag alakjától és a tekercsek elhelyezésének módjától függően négy típusát különböztetjük meg ezeknek az eszközöknek: rúd-, toroid-, páncél- és páncélrúd típusú.

A szekunder és primer tekercs menetszáma is eltérő lehet. Az arányuk változtatásával le- és fokozó berendezéseket kapunk.

Az impulzus transzformátor felépítésében nemcsak tekercsek és mag található, hanem elektronikus alkatrészek is. Ennek köszönhetően beépíthető túlmelegedés elleni védelem, lágyindítás és egyéb rendszerek.

Az impulzus típusú transzformátor működési elve kissé eltér. A primer tekercsre rövid, egyirányú impulzusokat vezetnek, ennek köszönhetően a mag folyamatosan mágnesezett állapotban van.

A primer tekercsen lévő imulzusokat rövid időtartamú, négyszög alakú jelek jellemzik. Ezek ugyanolyan jellegű ugrásokkal rendelkező induktivitást generálnak.

Ezek pedig impulzusokat hoznak létre a szekunder tekercsen.

Ez a tulajdonság számos előnyt biztosít az elektronikus transzformátoroknak:

• Kis súly és kompaktság.
• Magas hatásfok.
• Lehetőség kiegészítő védelem beépítésére.
• Kiterjesztett feszültség munkatartomány.
• Működés közbeni melegedés és zaj hiánya.
• A kimenő feszültség korrigálásának lehetősége.

A hátrányok közé tartozik a szabályozott minimális terhelés és a viszonylag magas ár. Ez utóbbi az ilyen készülékek gyártási folyamatának bizonyos nehézségeivel függ össze.

A lecsökkentő berendezés kiválasztásának szabályai

Halogén típusú fényforrásokhoz transzformátort választva számos tényezőt figyelembe kell venni. Érdemes a két legfontosabb jellemzővel kezdeni: a készülék kimeneti feszültségével és névleges teljesítményével.

Az elsőnek pontosan meg kell egyeznie a készülékhez csatlakoztatott lámpák üzemi feszültségének nagyságával. A második pedig meghatározza azon fényforrások összteljesítményét, amelykkel a transzformátor működni fog.

A transzformátor házán mindig található jelölés, amelyet tanulmányozva teljes körű információt kaphat a készülékről

A szükséges névleges teljesítmény pontos meghatározásához célszerű egy egyszerű számítást végezni. Ehhez össze kell adni az összes olyan fényforrás teljesítményét, amely a lecsökkentő készülékhez lesz csatlakoztatva. A kapott értékhez hozzá kell adni 20%-ot a készülék helyes működéséhez szükséges „tartalékból”.

Egy konkrét példával illusztráljuk. A nappali megvilágítására három halogénlámpa-csoportot terveznek felszerelni: csoportonként hét darabot. Ezek 12 V feszültségű és 30 W teljesítményű pontszerű eszközök. Minden csoporthoz három transzformátor szükséges. Válasszuk ki a megfelelőt. Kezdjük a névleges teljesítmény kiszámításával.

Számoljuk ki, és kapjuk, hogy a csoport összteljesítménye 210 W. A szükséges tartalékot figyelembe véve 241 W-ot kapunk. Így minden csoporthoz olyan transzformátorra van szükség, amelynek kimeneti feszültsége 12 V, névleges teljesítménye 240 W.

Ezeknek a jellemzőknek mind az elektromágneses, mind az impulzusüzemű eszközök megfelelnek. Ha az utóbbira esik a választás, különös figyelmet kell fordítani a névleges teljesítményre. Azt két szám formájában kell feltüntetni. Az első a minimális üzemi teljesítményt jelöli.

Tudni kell, hogy a lámpák összteljesítményének nagyobbnak kell lennie ennél az értéknél, különben a készülék nem fog működni. És egy apró megjegyzés a szakemberektől a teljesítményválasztással kapcsolatban. Figyelmeztetnek, hogy a transzformátor teljesítménye, amelyet a műszaki dokumentációban feltüntetnek, a maximális.

Azaz normál állapotban körülbelül 25-30%-kal kevesebbet fog leadni. Ezért szükség van az úgynevezett teljesítménytartalékra. Mert ha a készüléket a határai között kényszerítjük dolgozni, nem fog sokáig tartani.

A halogén lámpatestek hosszú távú üzemeltetéséhez nagyon fontos a lecsökkentő transzformátor teljesítményének helyes megválasztása. Ugyanakkor legyen némi “tartaléka”, hogy a készülék ne a képességei határán működjön.

Még egy fontos részlet a kiválasztott transzformátor méretére és elhelyezési helyére vonatkozik. Minél erősebb a készülék, annál masszívabb. Ez különösen az elektromágneses egységekre igaz. Célszerű azonnal megfelelő telepítési helyet találni.

Ha több lámpatest van, a felhasználók gyakran előnyben részesítik, hogy csoportokra osztják őket, és minden csoporthoz külön transzformátort szerelnek. Ez nagyon egyszerűen magyarázható.

Először is, ha a lecsökkentő berendezés meghibásodik, a többi világítási csoport normálisan fog működni. Másodszor, az ilyen csoportokba telepített transzformátorok mindegyike kisebb teljesítményű lesz, mint az az egyetlen, amelyet az összes lámpához kellett volna tenni. Következésképpen az ára észrevehetően alacsonyabb lesz.

A transzformátor csatlakoztatásának két lehetősége

A lecsökkentő készülék csatlakoztatása előtt el kell készíteni a lámpatestek elhelyezkedésének rajzát, ha kettőnél több van. Ezenkívül ki kell választani a transzformátor felszerelési helyét.

Az utóbbi a következő szabályok figyelembevételével történik:

• Szabad hozzáférést kell biztosítani a készülékhez, ami szükséges a karbantartásához vagy cseréjéhez.
• Ha a transzformátor zárt térben helyezkedik el, az utóbbi térfogata nem lehet kevesebb 10 liternél. Ez szükséges a készülék működése során keletkező hő elvezetéséhez.
• A készülék és a legközelebbi halogénlámpa közötti távolság nem lehet kisebb 250 mm-nél. Ezzel elkerülhető a fényforrás nemkívánatos további felmelegedése.

Csak miután meghatározta a transzformátor és a lámpák helyét, kezdheti meg a szerelést és a csatlakoztatást.

Fontos a lelépő transzformátor helyes helyének kiválasztása. Ha zárt térben kerül beépítésre, a tér térfogatának elegendőnek kell lennie a készülék működése során keletkező hő elvezetéséhez.

Ebben az esetben két fő változat lehetséges, és az utóbbi módosítható és használható nemcsak két, hanem három vagy több lámpacsoport csatlakoztatására is.

Lámpák áramköre egy transzformátorral

Ez a változat optimálisnak tekinthető négy, legfeljebb öt fényforrás esetén. Ha több lámpa van, a legjobb, ha csoportokra osztja őket. A halogénlámpák csak párhuzamosan csatlakoztathatók. Ezt figyelembe kell venni a séma összeállításakor. Még egy fontos részlet.

A lámpákat úgy kell elhelyezni, hogy mindegyik távolsága a transzformátortól megközelítőleg azonos legyen. Ez szükséges a készülékek helyes működéséhez.

Különböző hosszúságú vezetékek esetén a lámpák nem egyformán fognak világítani. Az, amelyiknek a vezetéke rövidebb, fényesebben fog égni. A hosszú kábellel rendelkező készülék halványan fog világítani.

Ezenkívül az utóbbi esetben a működés során a vezeték felmelegedése is lehetséges, ami rendkívül nemkívánatos. A szakemberek azt javasolják, hogy a sémát úgy építsék fel, hogy a lámpákhoz vezető egyes vezetékek hossza ne haladja meg a 200 mm-t. Ugyanakkor a kábel keresztmetszete ne legyen kisebb 1,5 négyzetmm-nél.

Ilyen módon kis számú lámpát csatlakoztatnak. Optimális legfeljebb ötöt összekötni, különben nagy teljesítményű transzformátort kell telepíteni.

A transzformátor házán találhatók a kimeneti és bemeneti kapcsok. Az elsődlegeseket N és L vagy Input jelöléssel látják el. Ez a 220 V-os oldalon található bemenet. Emlékezni kell arra, hogy itt a csatlakoztatás egykapcsolós kapcsolón keresztül történik.

Ezután az elosztódobozból kiinduló nulla és fázis vezetékek (kék és narancssárga vagy barna színű) a transzformátor megfelelő kapcsaihoz csatlakoznak. A másodlagos Output kapcsokhoz vagy a lelépő eszköz kimenetéhez csatlakoznak a halogénlámpák.

Ehhez csak azonos keresztmetszetű réz vezetékeket használjon. Fontos megjegyzés. Ha valamilyen okból a transzformátor kapcsai nem elegendőek, további kapocsszorítókat kell felszerelni. Ezek bármely szaküzletben megvásárolhatók.

Két lámpacsoport két transzformátorral

Ez a csatlakoztatás akkor optimális, ha ötnél több lámpatest van. A csoportok állhatnak azonos vagy eltérő számú lámpából. Ez nem számít. A lényeg, hogy mindegyikhez megfelelően kiválasztott transzformátor tartozzon. A fent leírt változathoz hasonlóan a kapcsolási rajz elkészítésével kell kezdeni.

A lámpák elhelyezkedésének kiválasztásakor hasonló szabályok érvényesek. Azaz a transzformátortól a lámpákhoz vezető összes vezeték hosszának megközelítőleg azonosnak kell lennie.

Így csatlakoztatható két halogénlámpatest-csoport. Mindegyikhez saját transzformátor tartozik, de a kapcsoló közös mindkettőhöz.

Ezt meglehetősen bonyolult lehet elvégezni. Ekkor néhány korrekciót kell végrehajtani. Tudni kell, hogy az 1,5 mm² keresztmetszetű rézvezetékek esetében – amelyeket ebben az esetben ajánlott használni – az optimális hossz 150 és 300 cm között változik. Ilyen távolságon az energia minimális veszteséggel és zavarok nélkül továbbítható.

Néha ez a hosszúság egyértelműen nem elegendő. Ebben az esetben nagyobb keresztmetszetű vezetéket kell választani. A 300 és 400 cm közötti távolsághoz legfeljebb 2,5 mm² keresztmetszetű kábelt választanak. Ha még nagyobb hosszúságra van szükség – ami nem kívánatos –, speciális számítást kell végezni és a megfelelő keresztmetszetet egy speciális táblázat alapján kell meghatározni.

Az egyes transzformátorok és a hozzájuk tartozó lámpacsoportok csatlakoztatása a fent leírt módszerhez hasonlóan történik. Azaz az elosztódobozból érkező nullavezető a transzformátorok nullapontjaihoz csatlakozik.

A kapcsolóról érkező fázisvezető a lecsökkentő eszközök fázisvezetékeihez csatlakozik. Elméletileg ilyen módon akár kettőnél több lámpatest-csoport is csatlakoztatható, de mindegyikhez saját transzformátort kell telepíteni.

Fontos megjegyzés. Minden egyes lecsökkentő eszközhöz külön kábelt kell fektetni, és ezeket kizárólag az elosztódobozon belül kell összekötni. Néhány 'szakember' inkább a mennyezet alatt köti össze a vezetékeket, anélkül hogy használná az elosztódobozt.

Ez súlyos hiba, amely ellentmond a PUE-nak, amely szerint minden egyes kábelcsatlakozási ponthoz biztosítani kell a szabad hozzáférést az ellenőrzés, karbantartás és az esetleges javítás céljából. Ezért az egyetlen helyes megoldás az elosztódobozban történő csatlakoztatás.

A nagy számú lámpát tartalmazó halogén világítás létrehozása során fontos a világítási csoportok számának és az egyes csoportok transzformátorainak elhelyezkedésének helyes kiszámítása.

A szakemberek hangsúlyozzák, hogy ha nagyszámú lámpából álló csoport csatlakoztatását tervezik, lehetséges megoldás a csatlakozódoboz elhelyezése a lámpatestek és a transzformátor kimenete között. Ez különösen akkor releváns, ha a lecsökkentő eszköz kapocsainak száma nem elegendő, vagy ha annak elhelyezése korlátozott.

Ha ezt a lehetőséget választja, tudnia kell, hogy azonos teljesítmény mellett a kisfeszültségű áramkör nagyobb áramot vezet, mint a nagyfeszültségű. Ennek alapján pontos számítás szükséges a vezeték keresztmetszetének meghatározásához. Ezt a teljes áramerősség kiszámításával végzik.

Illusztráljuk egy példával. Hét darab 12 V-os, 35 W teljesítményű fényforrást kell egy transzformátoron keresztül csatlakoztatni. A lámpák párhuzamosan kerülnek bekötésre az elosztódobozon keresztül. Meg kell tudnia a vezeték keresztmetszetét, amelyet az elosztó és a készülék kimenete közé fektetnek.

Ehhez először megszorozzuk a lámpák számát a teljesítményükkel. Azután a kapott értéket elosztjuk az üzemi feszültséggel. Körülbelül 29 A-t kapunk. Ez az az áramerősség, amely a kisfeszültségű vezetéken fog áthaladni.

A PUE-ben bemutatott, a vezeték keresztmetszete és az üzemi feszültség közötti összefüggést tartalmazó táblázat segítségével meghatározzuk a megfelelő vezetékméretet. A mi esetünkben ez legalább 4 négyzetmm lesz. Amint látható, a terhelés elég nagy. Lehet, hogy érdemes ezt a lámpacsoportot még két részre osztani.

Ha a halogénlámpák két csoportjának csatlakoztatásakor egy dupla kapcsolót szerel fel, lehetősége nyílik mindegyik külön-külön történő vezérlésére.

Amikor halogénlámpák két csoportját szerelik fel transzformátoron keresztül, kétféle kapcsoló használható. Ha egy egykapcsolós modellt szerel fel, mindkét csoport csak egyszerre kapcsolható be/ki. Ha viszont a lámpatestcsoportok különálló vezérlésére van szükség, egy dupla kapcsoló szerelhető fel.

Szakemberek gyakorlati ajánlásai

A gyakorló villanyszerelők gyakran szembesülnek azzal a szükséggel, hogy kisfeszültségű halogénlámpákat kell beépíteni, amikor a vezetékrendszer már ki van építve és sikeresen üzemel. Ilyen esetben korántsem mindig lehetséges a lámpák párhuzamos csatlakoztatása a transzformátorhoz a vezetékrendszer radikális átalakítása nélkül.

A költségek minimalizálása érdekében a szakemberek ebben az esetben azt javasolják, hogy minden lámpatestet saját transzformátorhoz csatlakoztassanak. Ezek általában kis teljesítményű és méretű eszközök lesznek.

Ha ez pazarlásnak tűnik, akkor a lámpatestekbe a kisfeszültségű helyett nagyfeszültségű, 220 V-os halogénlámpák is szerelhetők. Ebben az esetben azonban el kell látni őket egy lágyindító készülékkel. Vagy alternatívaként, ha a lámpatest szerkezete lehetővé teszi, a halogénlámpák cserélhetők gazdaságos LED-ekre.

A halogénlámpák kiválasztásának irányelveivel ismerteti meg Önt a cikk, amely a világítási rendszer kialakításához minden szempontot alaposan körüljár.

A világítás intenzitásának szabályozásának lehetősége sokakat vonz. A legtöbb elektronikus transzformátor kiegészül a bemeneti feszültség csökkentésének lehetőségével, ami lehetővé teszi a halogén világítás fényerejének szabályozását.

Nagyon gyakran tervezik a világítás intenzitásának szabályozását, amihez az általános sémába hozzáadnak egy dimmert. Tudni kell, hogy a legtöbb kapcsolóüzemű transzformátor nincs kialakítva a dimmerrel való együttműködésre.

Mivel az utóbbi negatívan befolyásolja az elektronikus átalakító működését, ez végső soron észrevehetően csökkenti a csatlakoztatott halogénlámpák élettartamát.

Emiatt a dimmerrel való együttműködéshez az optimális választás a toroidális elektromágneses transzformátor. És még egy megjegyzés.

A villanyszerelők kitartóan javasolják, hogy ne feledkezzünk el a már telepített lecsökkentő eszközök karbantartásáról. Optimális esetben hathavonta végezzenek el egy tervezett szemlét a működőképesség ellenőrzésével. Problémák észlelésekor az eszközöket megjavítják vagy kicserélik.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

1. videó. Ismerkedjünk meg – Osram transzformátorok:

2. videó. Hogyan kell helyesen csatlakoztatni a transzformátort:

3. videó. Minden, amit tudni kell a halogén típusú fényforrások transzformátorairól:

A kisfeszültségű halogénlámpák gyakorlatias megoldást jelentenek a beépített világítás kialakításához. A LED-ek költségvetés-barát alternatívájának számítanak, jelentősen felülmúlva azokat a kibocsátott fény minőségében.

A kisfeszültségű halogénlámpák használatának fő nehézsége a lecsökkentő transzformátor csatlakoztatásának szükségességében rejlik. Ha azonban mindent helyesen csinálunk, a világítótestek hosszú ideig és problémamentesen fognak szolgálni.

Van tapasztalata egy kis teljesítményű halogén izzó működtetéséhez szükséges transzformátor csatlakoztatásával kapcsolatban? Ismer olyan technikai finomságokat, amelyek hasznosak lehetnek a weboldal látogatói számára? Kérem, írjon kommentárokat, ossza meg hasznos információit, és tegyen közzé fényképeket az alábbi blokkban.