Indukciós lámpák: felépítés, típusok, alkalmazási terület + választás szabályai

Manapság a fogyasztók egyre gyakrabban választanak energiahatékony háztartási és ipari világítóberendezéseket. Azonban a megtakarítás mellett a megvilágítás minősége is fontos szerepet játszik. A hagyományos fényforrások méltó alternatívái az indukciós lámpák.

Ezek a lámpák kellemes, lágy fényt bocsátanak ki, amely nem változtatja meg a tárgyak objektív érzékelését. Vizsgáljuk meg együtt az indukciós lámpák felépítését és működési elveit.

Felépítés és működési elv

Az indukciós izzó elsődleges fényforrása a plazma, amelyet a gázkeverék nagyfrekvenciás elektromágneses térrel történő ionizációjával hoznak létre mesterségesen.

Az áram váltakozó elektromos teret hoz létre, ami gázkisülést idéz elő az üvegburában. A gerjesztett higany UV-sugárzást generál, amely a fénypor segítségével látható fénnyé alakul.

Az indukciós lámpák a gázkisüléses fényforrások kategóriájába tartoznak, amelyekről bővebben ebben az anyagban.

Az indukciós lámpa szerkezete három alapvető funkcionális elemet foglal magában:

• gázkisülési csövet;
• indukciós tekercset ferritgyűrűvel;
• elektronikus előtétet.

A cső belsejében higanyamalgám cseppek találhatók. Maga a bura alacsony kémiai reakciókészségű gázzal – argonnal/kriptonnal – van feltöltve, belső felületét pedig szervetlen fénypor borítja.

Az indukciós tekercs és az elektromágnes nagyfrekvenciás mágneses mezőt hoz létre, amelynek hatására a szabad elektronok felgyorsulnak, ütköznek és gerjesztik a higanyatomokat.

Ennek eredményeként ultraibolya sugárzás keletkezik. A fénypor ezt látható, erős fénnyé alakítja.

Akárcsak az egyszerű fénycsövekben, a különböző fényporok kombinációja a lámpa burájának bevonatában különféle színű fényt eredményez. Leggyakrabban 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K színhőmérsékletű készülékekkel találkozni.

Az elektronikus előtét egyenáramú 12 V/24 V forráshoz vagy 120 V/220 V/380 V szinuszos feszültségű hálózathoz csatlakozik.

Az indítószerkezet vezérlőrendszere az 50 Hz-es váltakozó áramot egyenárammá, majd 190 kHz-től 2,65 MHz-ig terjedő nagyfrekvenciás árammá alakítja.

Ez a nagyfrekvenciás áram hozza létre a mágneses teret. Ezenkívül az indító erős indítóimpulzust generál, amely begyújtja az indukciós fényforrást.

Az elektród nélküli világítóberendezés stabil működésének biztosítása érdekében a vezérlőrendszer az induktor tekercsén keresztül az elektromos áram erősségét és frekvenciáját is képes változtatni.

A nagyfrekvenciás elektromágneses tér szóródásának csökkentése érdekében a lámpákat ferrit árnyékolókkal és/vagy speciális magokkal látják el.

Az indukciós energiatakarékos lámpák fő különbsége más fényforrásokhoz képest az izzószálak és az érintkező termokatódok hiánya. Az indukciós világítótestekben az elektromágnesek kívül helyezkednek el, vagyis nincs közvetlen érintkezés az elektródák és az ionizált gáztöltet között.

Ez a világítóberendezés buráját egyenletesebbé és hőmérsékletileg nagyjából azonos terhelésűvé teszi.

Az ilyen világítás hosszú távú használata során az üvegburkolat repedése nem figyelhető meg, az elektróda anyaga idővel nem rakódik le a falakra.

A hagyományos izzók gyújtásához szükséges izzítóelektródák hiánya lehetővé teszi az indukciós világítótestek hihetetlenül hosszú élettartamát – akár 120 000 üzemórát.

Egyes gyártók akár 150 000 órás élettartamot is állítanak. Ez az érték tízszeresen meghaladja az egyszerű fénycsövek, a nagynyomású gázkisüléses lámpák, a higany-volfrám és a nátriumos világítótestek tartósságát.

Ezenkívül az indukciós fényforrások élettartama körülbelül 2-3-szorosa a LED-ekének.

Az indukciós lámpák változatai

Először Nikola Tesla mutatott be érintkező elektródák nélküli lámpát a távoli 1893-ban a chicagói Világkiállításon. A közönségnek bemutatott világítóberendezés a Tesla-tekercs mágneses teréből táplálkozott. Az indukciós fényforrás első megbízható prototípusát pedig Dzson Melvin Anderson alkotta meg 1967-ben.

Az elektróda nélküli izzók osztályozása

1994-ben a General Electric bemutatta a GENURA kompakt energiatakarékos lámpát, amelybe a foglalatba épített nagyfrekvenciás generátor került.

Az indukciós fénycsövek sorozatgyártása az 1990-es években indult.

Ma az elektród nélküli energiahatékony világítóberendezések gyártásában a PHILIPS Lighting, a GE Lighting és az OSRAM Licht AG vállalatok a vezetők. A táblázatban e gyártók különböző lámpamodelljeinek paraméterei és árai szerepelnek.

A konstrukció típusától függően az indukciós fényforrások lehetnek:

• beépített előtéttel – az elektromos generátor és a lámpa egy blokkban van egyesítve;
• különálló elektronikus indítóval – a külső generátor és a lámpa különálló eszközök.

A tekercs elhelyezésének módjától függően ezek a lámpák tovább oszthatók külső (kisfrekvenciás) és belső (nagyfrekvenciás) induktoros eszközökre.

Az első esetben a ferromágneses maggal ellátott tekercs a burkolat köré van tekerve. A külső indukciós izzók munkafrekvenciája 190-250 kHz tartományban van.

Jobb feltételekkel rendelkeznek az intenzív hőcseréhez a környezettel, mivel a tekercs a légmentes burkolaton kívül könnyen eloszlatja a készülék által termelt hőt. Az alacsony frekvenciájú eszközök élettartama akár 120 000 óra.

A második esetben a feltekert maggal rendelkező indukciós tekercs az üvegburkolaton belül helyezkedik el. A termelt hő a világítóberendezés üregébe kerül, ezért a belső indukciós lámpák jobban felmelegszenek.

Munkafrekvenciájuk 2-3 MHz tartományban van. Az ilyen fényforrások élettartama nem haladja meg a 75 000 órát.

A belső induktoros készülékek külső megjelenésükben a vákuumizzókra emlékeztetnek. A külső induktoros modellek viszont gyűrű vagy téglalap alakúak.

Mind a magas frekvenciájú, mind az alacsony frekvenciájú lámpák nagy biztonsági tartalékkal rendelkeznek és hosszú élettartammal bírnak.

Kivitelezési változatok és jelölés

Jelenleg a világításra szakosodott cégek sorozatgyártásban állítanak elő különböző formájú indukciós izzókat. A szerkezeti jellemzők és a kivitelezési változatok nyomon követhetők a jelölésükben.

A kód első két betűjele meghatározza a készülék típusát (IL – indukciós lámpa), a harmadik az alakjára utal. A betűjelölés után általában a teljesítményt tüntetik fel.

ILK – kerek alakú indukciós izzók. Magas fényáram-kihozatali értékekkel és széles spektrofotometriai hőmérséklet-tartománnyal rendelkeznek. Alkalmasak kerek és ovális lámpatestekbe történő beépítésre.

Az ilyen fényforrásokat aktívan használják raktárak, tágas termelő- és javító múlyek, kereskedelmi komplexumok, sportlétesítmények megvilágítására.

ILS – gömb alakú lámpák. Hagyományos, nag y teljesítményű vákuum világítóeszközök formájában készülnek. Lágy fényt bocsátanak ki és gyakorlatilag azonnal felgyulladnak.

Alkalmasak a hagyományos izzók energiatak arékos fényforrásokra való cseréjére anélkül, hogy magát a lámpatestet ki kellene cserélni.

Az ILS-eket reflektorokba szerelik szállodák, éttermek, supermarkettek világítására, valamint utcai és ipari lámpatestekbe.

ILU – U alakú izzók. Különálló generátorral rendelkező készülékek. Élénk fehér fényt bocsát anak ki, működés közben nem vilognak.

Stadionok, alagutak, metrók és autópályák, reklámtáblák, cé gérek és más obektumok megvilágítására használják őket.

ILB, ILBK – gyűrű alakú burkolatú lámpák. Bennük a generátor, a tekercs és a cső egyetlen egységben egyesítve. Lágy fényt generálnak, amely nem vakít, gyorsan és könnyen begyújtanak akár -35 °C hőmérsékleten is.

Az ilyen szerkezeteket szállodák, bevásárlóközpontok, parkok és terek, valamint magánkertes területek megvilágítására használják.

Külön említést érdemelnek az indukciós növénylámpák. Ezek az üvegburkuk alakjában és a kibocsátott fény színében térnek el.

Az indukciós növénylámpák különböző modelljei a növények megvilágítására szolgálnak a növekedés és fejlődés egy adott szakaszában. Az ilyen termékek sorozatát TIL-nek jelölik. A következő két betű a lámpa konkrét modelljére utal.

A GP és VG indukciós növénylámpák a növények vegetatív növekedési szakaszában való megvilágítására szolgálnak. Bennük a kék spektrum dominál.

Az FL eszközöket a gyümölcsképzés kezdeti szakaszában, valamint a virágok kialakulásának gyorsítására használják. Vörös fényt bocsátanak ki.

A KL modellű lámpácskák univerzálisak. Az ilyen fényforrások lehetővé teszik a növények növekedésének szabályozását. Telített vörös fényt generálnak, ami szükséges a növények gyümölcseinek teljes kifejlődéséhez és bőséges virágzáshoz.

Jelölési példák:

• ILK-40 – kerek indukciós lámpa, 40 W teljesítményű;
• TILPVG-120 – téglalap alakú indukciós növénylámpa, 120 W teljesítménnyel, VG modell a növények vegetatív növekedésének kezdeti szakaszához.

Az indukciós lámpa sugárzása 97%-ban megegyezik a nap spektrumával, ezért kiválóan alkalmas üvegház-komplexek mesterséges megvilágítására.

Az indukciós lámpák használatának előnyei

Az elektród nélküli lámpák lágy fényt generálnak, ami kényelmes a szem számára. A színek árnyalatai nem torzulnak.

Az ilyen lámpák fényereje 30-100% között változtatható egy egyszerű dimmer segítségével, amely izzószálas eszközökhöz való.

A modern indukciós lámpatestekben a szilárdtest-higanytartalom többszörösen alacsonyabb, mint a hagyományos, gáztöltésű fénycsövekben.

Még 75 000 óra működés után is az indukciós készülékek a fényteljesítmény szintjét az eredeti 80-85%-án tartják.

A hagyományos nappali fényű fénycsövek (LL) az élettartamuk vége felé akár 55%-os fényerővesztést szenvednek el. A burákon idővel sötét, átlátszatlan körök képződnek.

Az indukciós elektród nélküli lámpák használatának előnyei:

• Hatásfok: 90%;
• élettartam akár 150 000 óra;
• fényáram 90-160 lm/W felett;
• optimális feltételek a tárgyak vizuális érzékeléséhez;
• üzemi hőmérséklet-tartomány -35 °C-tól +50 °C-ig;
• színvisszaadási index Ra>80;
• magas energiahatékonysági mutatók;
• a lámpabura minimális felmelegedése;
• korlátlan számú be/ki kapcsolási ciklus;
• pulzáció mentesség;
• a fényerő szabályozásának lehetősége;
• a garanciaidő 5 év.

A gyártók állítják, hogy az indukciós fényforrások jobb műszakí jellemzőkkel rendelkkeznek, mint a LED-ek, és többszörösen olcsóbbak. Az energiafogyasztás ezen lámpafajtáknál nagyjából azonos.

Az elektróda nélküli lámpák alkalmazása

A korszerűsített világítóberendezéseket, amelyek nem tartalmaznak termokatódokat és izzószálakat, mind belső, mind külső világításhoz használják.

Az indukciós lámpák felhasználási területei

Az elektród nélküli lámpák beépített védelemmel rendelkeznek a rövidzárlat és a feszültséglökések ellen.

Az indukciós lámpatestek ellenállók a rezgési terhelésekkel és a véletlenszerű ütésekkel szemben, és még alacsonyabb levegőhőmérséklet mellett is stabilan működnek.

A magas fényhasznosítási mutatóknak és az alacsony áramfogyasztásnak köszönhetően több területen is használják őket:

• utcák minőségi kivilágításához;
• kereskedelmi-szórakoztató és szálloda komplexumokban;
• irodaházakban és háztartási helyiségekben;
• tágas műhelyek és raktárak megvilágításához ipari létesítményekben;
• üvegházak és melegházak kivilágításához;
• autópályák és alagutak megvilágításához;
• robbanásbiztos világítás kialakításához a benzinkutakon.

A paraméterek stabilitásának köszönhetően a higanygőzös elektród nélküli lámpákat precíziós pontszerű UV-sugárforrásként használják a spektrometriában.

Ezenkívül a gáz indukciós gerjesztésének elvét alkalmazzák az energia külső forrásokból a lézerek munkaközegébe történő átvitelének folyamatában.

A nagyfrekvenciás elektromágneses sugárzás jelenléte miatt azonban az indukciós lámpatesteket nem telepítik vasútállomásokon és repülőtereken.

Ezek az izzók emellett képesek zavarokat okozni, ha egyidejűleg rendkívül érzékeny laboratóriumi és orvosi berendezésekkel működnek. Ezért az ilyen szakfelszereléssel rendelkező helyiségekben nem ajánlott használni őket.

Utcai és közúti világítás

A leghatékonyabb közúti világítást az indukciós, energiahatékony lámpákkal ellátott utcai lámpatestek biztosíthatják. Ez a világítástípus kényelmes látási viszonyokat garantál mind a járművezetők, mind a gyalogosok számára.

A közúti lámpatestek erős konzolos rögzítéssel rendelkeznek, és oszlopokra, valamint szabványos tartókra szerelhetők. Parkok és terek, utcák és terek, autópályák és parkolók, rakpartok, udvarok megvilágítására használják őket.

Az IL azonnali indítása minimalizálja az energiaveszteséget, és lehetővé teszi a világítási rendszer maximális hatékonyságú kihasználását. Ez lehetővé teszi a mozgásérzékelők alkalmazásával történő világítás megszervezését.

Például a közúti autópályákon, ahol gépjármű- és gyalogosforgalom zajlik, a világítás azonnali bekapcsolása.

Emellett az érzékeny mozgásérzékelő kombinálható programozható szürkületkapcsolóval.

A készüléket a megvilágítás konkrét értékeihez állítják be. Elégtelen fényszint esetén az érzékelő parancsot ad a lámpák bekapcsolására.

A fényerőszabályozás lehetősége lehetővé teszi az intelligens rendszerek sikeres alkalmazását az utcai világítás hatékony irányításához.

Az indukciós lámpák fényerejének teljesítményszabályzóval és csillagászati időzítővel történő vezérlésével valóságos villamosenergia-megtakarítás érhető el, valamint jelentősen csökkenthetők a karbantartási költségek.

Az intelligens rendszerek bevezetése lehetővé teszi a világítás állapotának ellenőrzését, a lámpatestek energiafogyasztására vonatkozó adatok mérését és elemzését.

Biztonságos ipari fényforrások

Az indukciós technológián alapuló eszközök használata gazdaságilag előnyös megoldás az ipari vállalkozások világítási rendszereinek korszerűsítéséhez.

Az indukciós lámpatesteket magas összeszerelési minőség jellemzi, és nem igényelnek rendszeres karbantartást. Jelentősen csökkentik az áramfogyasztást, és segítenek növelni a termelés jövedelmezőségét.

Az ipari világítóberendezések IP54 védettségi osztályúak, ami lehetővé teszi a használatot még szennyezett és magas páratartalmú körülmények között is. Fűtetlen és rosszul szellőző helyiségekben is telepíthetők.

Az edzett üveg és a szilikon szigetelés kombinációja megbízhatóan védi a házat az idegen anyagok és a víz behatolásától.

Léteznek ipari robbanásbiztos IL (indukciós lámpa) modellek is. Nemcsak minőségi világítást biztosítanak, hanem megakadályozzák a tűzveszélyes helyzetek kialakulását. Az ilyen készülékek növelik a biztonság szintjét a termelésben.

Az indukciós robbanásbiztos lámpatestek házára antisztatikus polimer bevonatot visznek fel.

Ennek a bevonatnak köszönhetően a világítóberendezések ütésállóak és ellenállnak a negatív hőmérsékletek hatásának.

A speciális szikramentes bevonat még lúgos és savas közegben sem bomlik le, és képes megőrizni tulajdonságait 30 éven keresztül.

Világítás üvegházakban és télikertekben

Az indukciós lámpa spektruma 75%-ban megfelel a fotoszintetikusan aktív sugárzásnak, amely szükséges a növények aktív növekedéséhez és hosszan tartó virágzásához.

Éppen ezért az elektróda nélküli típusú izzókat kiegészítő fényforrásként használják melegházakban és üvegházakban, szabványos és kompakt growboxok megvilágítására, valamint a növények közvetlen, oldalsó és sortávolsági kiegészítő világítására.

Az indukciós világítóberendezések üzemi hőmérséklete nem haladja meg a 60 Celsius-fokot, ami lehetővé teszi, hogy a zöld növények közelében helyezzék el őket.

Az ilyen lámpák használata growboxokban lehetővé teszi a tartályok hűtési költségeinek jelentős csökkentését.

Az IL alkalmazása lehetővé teszi az üvegház egyes zónáinak világításának előzetes tervezését és külön történő telepítését is.

A fény korrigálása és a kívánt szektorba irányítása érdekében optikai felületeket – ernyőket – használnak. Ezek a sugárzást egy adott területre fókuszálják.

Speciális reflektorok segítségével pedig egyenletesen osztják el a mesterséges fényt a zöld növények teljes magasságában.

Az indukciós lámpák kiválasztásának szabályai

Az indukciós világítóberendezések kiválasztásakor fontos figyelembe venni azok szerkezeti sajátosságait, üzemeltetési jellemzőit, valamint a biztonsági szintjét.

Csak e megközelítés betartásával tekinthetők az indukciós lámpák célszerű beszerzésnek.

Ma a szaküzletekben könnyen találhatók 15 W-tól 500 W-ig terjedő teljesítményű indukciós, elektróda nélküli lámpák. De léteznek erősebbek is, amelyek különféle termelési igényekre szolgálnak.

Az ovális burájú lámpák szabványos E14, E27 és E40 foglalatokkal rendelkező lámpatestekhez készülnek.

Vannak speciális négyszögletes és gyűrű alakú indukciós világítóberendezések is, amelyek mind váltakozó, mind egyenáramú hálózatban működhetnek.

Érdemes megjegyezni, hogy a gömb alakú indukciós izzók méretükben nagyobbak lesznek, mint a hagyományos izzószálas eszközök, mivel a nagyfrekvenciás áramgenerátor a foglalatban van elrejtve. Ezt fontos figyelembe venni a vásárláskor.

Minden indukciós lámpatest és elektróda nélküli lámpa kötelező tanúsításon esik át.

Ezért biztonságukról magabiztosan lehet beszélni. Az amalgám a lezárt burában található, és az alapvető üzemeltetési szabályok betartása mellett a szivárgása kizárt.

Azonban meg kell érteni, hogy a szabványos fénycsövekhez hasonlóan az indukciós lámpák is megfelelő ártalmatlanítást igényelnek a higanyvegyületek és az elektronikus alkatrészek jelenléte miatt.

A szilárd amalgámot – a higany és más fémek ötvözetét – újra fel lehet használni. A lámpa üvegét is leadják újrahasznosításra, de a fényportól elkülönítve.

Az indukciós technológiájú lámpatestek nem tartoznak a környezetbarát világítási típusok közé, és ebben a kritériumban jelentősen elmaradnak a LED-ektől.

Hozzá kell tenni, hogy az indukciós típusú izzó nem azonnal éri el az állandó fényáramát. Induláskor a teljes sugárzás körülbelül 80%-át adja.

Ahhoz, hogy ez az érték elérje a maximumot, az elektróda nélküli lámpának 2-3 percre van szüksége. Ezalatt az idő alatt az amalgám kellően felmelegszik, és a szükséges mennyiségű higany elpárolog.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az indukciós lámpatestek a gázkisüléses lámpák új generációja. Az ilyen típusú világítás működési elve:

Mi teszi a lámpákat indukcióssá, az ilyen típusú lámpatestek jellemzői és alkalmazási területe:

A modern indukciós fényforrások használatának előnyei ipari üzemekben:

Az indukciós típusú lámpák helyes felszerelése az összes szabvány és előírás betartásával lehetővé teszi az energiatakarékos technológia hatékony használatát. Ma az ilyen fényforrások ésszerű alternatívát jelentenek a világítás megszervezésének hagyományos megközelítéseivel szemben.

Van tapasztalata az indukciós lámpák használatában? Vagy az anyag tanulmányozása után kérdései merültek fel? Felteheti őket a cikk alatti hozzászólások rovatban. Ugyanott megoszthatja tapasztalatait, vagy értékes tanácsot adhat weboldalunk látogatóinak.