Fénycsövek indítója: felépítés, működési elv, jelölés + választás fortélyai

A fénycsövek önindítója az elektromágneses előtét (EMPRA) tartozéka, és a higanylámpa begyújtására szolgál.

Az egyes gyártók által kibocsátott modellek eltérő műszaki jellemzőkkel rendelkeznek, de kizárólag váltakozó áramú hálózatról táplált világítástechnikai eszközökhöz használatosak, legfeljebb 65 Hz határfrekvenciával.

Javasoljuk, hogy ismerjük meg, hogyan van felépítve a fénycsövek önindítója, és mi a szerepe a világítóberendezésben. Továbbá ismertetjük a különböző gyújtóberendezések jellemzőit, és elmondjuk, hogyan válasszuk ki a megfelelő mechanizmust.

Hogyan van felépítve a szerkezet?

Az önindító (gyújtó) opcionálisan meglehetősen egyszerű. Az elem egy kis gázkisülőlámpa, amely alacsony gáznyomáson és kis áramerősség mellett képes izzó kisülést létrehozni.

Ez az üveg kis méretű bura inert gázzal – hélium vagy neon keverékével – van töltve. Bele vannak forrasztva mozgó és rögzített fém elektródák.

A lámpa összes elektródtekercse két csatlakozóblokkal van ellátva. Minden érintkező egyik kapcsa az elektromágneses előtét áramkörében van használva. A többiek az önindító katódjaihoz vannak csatlakoztatva.

Az önindító elektródái közötti távolság nem lényeges, ezért a hálózati feszültséggel könnyen át lehet ütni. Eközben áram keletkezik, és felmelegszenek azok az elemek, amelyek bizonyos ellenállással rendelkező elektromos áramkörben vannak. Az önindító is ezek közé az elemek közé tartozik.

A fénycsövek önindítóinak szerkezete gyakorlatilag azonos: 1 – fojtótekercs; 2 – üveg bura; 3 – higanygőz; 4 – kapcsok; 5 – elektródák; 6 – ház; 7 – bimetál érintkező; 8 – inert gáz halmazállapot; 9 – a fénycső volfrám izzószálai; 10 – higanycsepp; 11 – ívkisülés a burában (+)

A bura műanyag vagy fém házban van elhelyezve, amely védőburkolatként szolgál. Egyes példányokon a fedél tetején további speciális betekintő nyílás található.

A blokk gyártásához a legkeresettebb anyagnak a műanyag számít. A magas hőmérsékleti viszonyok állandó hatását a speciális impregnáló anyag – a fénypor – képes elviselni.

A szerelvények egy pár, érintkezőként funkcionáló lábbal készülnek. Különböző fémfajtákból készültek.

A konstrukció típusától függően az elektródák lehetnek szimmetrikus mozgathatók vagy aszimmetrikusak egy mozgatható elemmel. Kivezetéseik a lámpafoglalaton haladnak át.

A lámpa elektródáival párhuzamosan egy 0,003-0,1 μF kapacitású kondenzátor van csatlakoztatva. Ez egy fontos elem, amely csökkenti a rádióinterferencia szintjét, és részt vesz a lámpa begyújtásának folyamatában.

A készülék kötelező alkatrésze a kondenzátor, amely képes simítani a túláramokat, és egyúttal széthúzni a készülék elektródáit, ezzel eloltva az áramvezető elemek között keletkező ívet.

E mechanizmus nélkül nagy a valószínűsége az érintkezők összehegedésének ív fellépésekor, ami jelentősen csökkenti az indító élettartamát.

A háztartásban a legnépszerűbbek a szimmetrikus érintkezőrendszerrel és indító áramkörrel rendelkező fojtótekercs-minták. Az ilyen minták kevésbé érzékenyek a villamos hálózat feszültségesésének hatására.

Az indító helyes működését a táphálózat feszültsége határozza meg. Ha a névleges értékek 70-80%-ra csökkennek, a fénycső nem gyulladhat be, mert nem történik meg az elektródák kellő felmelegítése.

A megfelelő indító kiválasztása során, figyelembe véve a nappali fényű lámpa (fénycső vagy LL) konkrét modelljét, továbbá elemezni kell az egyes típusok műszaki jellemzőit, valamint dönteni kell a gyártóról.

A készülék működési elve

A hálózati feszültséget a világítótestre kapcsolva a feszültség áthalad a LL fojtótekercs menetein és a volfrám egykristályokból készült izzószálon.

Ezután az indító érintkezőire kerül, és közöttük izzító kisülés jön létre, ezáltal a gázközeg izzása a felmelegítés révén jön létre.

Mivel a készülékben van egy további érintkező – egy bimetál érintkező –, az is reagál a változásokra, és elkezd hajolni, megváltoztatva az alakját. Így ez az elektróda zárja az elektromos áramkört az érintkezők között.

A kialakult izzító kisülés áramerőssége 20-50 mA között változik, ami bőven elegendő a bimetál elektróda felmelegítéséhez, amely az áramkör zárásáért felelős (+).

A fénycső elektromos áramkörében kialakult zárt kör áramot vezet át magán, és felmelegíti a volfrám izzószálakat, amelyek viszont elkezdenek elektronokat kibocsátani a felmelegedett felületükről.

Így jön létre a termoelektron-emisszió. Ugyanekkor megtörténik a lámpában lévő higanygőz felmelegítése.

Az elektronok rendezett áramlása segít csökkenteni a hálózatról az indító érintkezőire kapcsolt feszültséget körülbelül a felére. Az izzító kisülés mértéke csökkenni kezd az izzítószál hőmérsékletének csökkenésével együtt.

A bimetál lemez csökkenti az alakváltozás mértékét, ezzel megszakítva az anód és a katód közötti áramkört. Az áram áramlása ezen a szakaszon megszűnik.

Paramétereinek megváltozása a fojtótekercsben, a vezető hurokban, az indukciós elektromotoros erő létrejöttét idézi elő.

A bimetál érintkező azonnal reagál azáltal, hogy rövid idejű kisülést hoz létre a hozzá kapcsolt áramkörben: a fénycső volfrámszálai között.

Értéke elérheti a néhány kilovoltot, ami bőven elegendő a felmelegített higanygőzt tartalmazó inert gázközeg átütéséhez. A lámpa végei között elektromos ív keletkezik, amely ultraibolya sugárzást termel.

Mivel ez a fényspektrum az ember számára nem látható, a lámpa szerkezetében van egy fénypor, amely elnyeli az ultraibolya sugárzást. Ennek eredményeként egy szabványos fényáram jelenik meg.

Amikor az áramkörben az áram megváltozik vagy teljesen megszűnik, arányosan változik a mágneses fluxus a lemez felületén keresztül, amely korlátozza ezt az áramkört, és az önindukciós elektromotoros erő gerjesztéséhez vezet ebben a kapcsolásban.

Azonban a lámpával párhuzamosan kapcsolt indító feszültsége nem elegendő az izzító kisülés létrehozásához, így az elektródák nyitott helyzetben maradnak a nappali fényű lámpa világítási időszakában. Ezt követően az indítót nem használják a működési kapcsolásban.

Mivel a fénykibocsátás után az áram értékét korlátozni kell, egy elektromágneses előtétet építenek be az áramkörbe. Az induktív ellenállása révén korlátozó eszközként működik, megakadályozva a lámpa meghibásodását.

A fénycsövek önindítóinak típusai

A működési elvtől függően az indítóberendezéseket három fő típusra osztják: elektronikus, termikus és izzító kisülésű. Bár a mechanizmusok különböznek a szerkezeti elemekben és a működési elvekben, azonos funkciókat látnak el.

Elektronikus típusú önindító

Az indítók érintkezőrendszerében lejátszódó folyamatok nem szabályozottak. Ezenkívül a környezeti hőmérséklet jelentős hatással van a működésükre.

Például 0°C alatti hőmérsékleten az elektródák felmelegedésének sebessége lelassul, így a készülék több időt fordít a fénygyújtásra.

Továbbá a hevítés során az érintkezők összehegedhetnek, ami a lámpa spiráljainak túlmelegedéséhez és tönkremeneteléhez, vagyis a lámpa károsodásához vezet.

A legtöbb fénycsövekhez készült elektronikus előtét modell az UBA 2000T chipre épül. Ez a típusú eszköz lehetővé teszi az elektródák túlmelegedésének megszüntetését, ami jelentősen megnöveli a lámpa érintkezőinek élettartamát, és ezáltal a működési idejét.

Még a helyesen működő eszközök is idővel elhasználódnak. Tovább tartják a lámpa érintkezőinek izzását, ezzel csökkentve annak élettartamát.

Pontosan az ilyen jellegű hiányosságok kiküszöbölése érdekében alkalmaztak bonyolult, chipes szerkezeteket a félvezető mikroelektronikában az indítókban. Ezek lehetővé teszik az indító elektródáinak záródását szimuláló folyamat ciklusainak korlátozását.

A piacon kapható legtöbb modellben az elektronikus indító áramköri felépítése két funkcionális egységből áll:

• vezérlő áramkör;
• nagyfeszültségű kapcsoló egység.

Példaként említhető a PHILIPS cég UBA2000T elektronikus indító chipje és a STMicroelectronics által gyártott TN22 nagyfeszültségű tirisztor.

Az elektronikus indító működési elve az áramkör melegítéssel történő megszakításán alapul. Egyes modellek jelentős előnnyel rendelkeznek – a készenléti gyújtási mód opciójával.

Így az elektródák szétválasztása a szükséges feszültségfázisban és az érintkezők optimális hőmérsékleti feltételei mellett történik.

Az elektronikus előtét félvezető elemeinek meg kell felelniük a kulcsfontosságú működési jellemzőknek, nevezetesen a csatlakoztatott világítóberendezés teljesítmény- és hálózati feszültségértékeinek arányának.

Fontos, hogy a lámpa meghibásodása és sikertelen indítási kísérletei esetén az ilyen típusú mechanizmus kikapcsol, ha a kísérletek száma eléri a 7-et. Ezért szó sem lehet az elektronikus indító idő előtti meghibásodásáról.

Amint a lámpát működőképesre cserélik, a készülék újra tudja indítani a fénycső bekapcsolási folyamatát. Ennek a változatnak az egyetlen hátránya a magas ár.

Az indítós áramkörben a rádiózavarok csökkentésének kiegészítő módszereként szimmetriát biztosító fojtótekercsek használhatók, amelyek tekercse azonos szakaszokra oszlik, egyenlő számú menettel, amelyek közös magra vannak tekerve.

Napjainkban a gyártott előtétek összeszerelt rúdszerkezettel rendelkeznek. A mágneses huzal kivágása acéllemezekből történik. Általában az ilyen fojtótekercsnek két szimmetrikus tekercsük van.

A tekercs minden területe soros kapcsolásban van a lámpa egyik érintkezőjével. Bekapcsoláskor mindkét elektródája azonos műszaki feltételek mellett fog működni, ezzel csökkentve a zavarok mértékét.

Termikus típusú önindító

A termikus gyújtók kulcsfontosságú jellemzője a fénycsövek hosszú bekapcsolási ideje. Ez a mechanizmus működés közben sok áramot fogyaszt, ami negatívan hat az energiafogyasztási jellemzőire.

A termikus startert termobimetál starternek is nevezik. Az érintkezők felmelegedése lassan történik, ami hatékonyan befolyásolja a világítóberendezés működését alacsony hőmérsékletű környezetben.

Ez a típus általában alacsony hőmérsékleti körülmények között alkalmazható. Működési algoritmusa jelentősen eltér a más típusú analógokétól.

Áramkimaradás esetén a berendezés elektródái zárt állapotban vannak, bekapcsoláskor pedig nagyfeszültségű impulzus keletkezik.

Izzó kisülésű mechanizmus

A glimmkisülés elvén alapuló indítómechanizmusok bimetalos elektródákkal rendelkeznek a szerkezetükben.

Fémötvözetekből készültek, amelyek eltérő lineáris hőtágulási együtthatóval rendelkeznek a lemez felmelegedésekor.

A glimmkisüléses gyújtó hátránya az alacsony feszültségimpulzus-szint, ami miatt nincs elegendő megbízhatóság a fénycső begyújtásában.

A lámpa begyújtásának lehetőségét a katódok előzetes felmelegedésének időtartama és a starter érintkezőinek áramkörének megszakításakor a világítóberendezésen átfolyó áram értékei határozzák meg.

Ha az első próbálkozásra a starter nem gyújtja be a lámpát, automatikusan megismétli a kísérleteket, amíg a lámpa fel nem gyullad.

Ezért az ilyen eszközöket nem használják alacsony hőmérsékleti körülmények között vagy kedvezőtlen éghajlaton, például magas páratartalom mellett.

Ha nem biztosítják az érintkezőrendszer optimális felmelegedését, a lámpa sok időt fog fordítani a begyújtásra, vagy meghibásodhat. A GOST szabványok szerint a starter által a begyújtásra fordított idő nem haladhatja meg a 10 másodpercet.

A termikus elven vagy glimmkisülésen keresztül működő indítóberendezéseket kötelező jelleggel egy további eszközzel, kondenzátorral szerelik fel.

A kondenzátor szerepe a kapcsolásban

Amint azt korábban említettük, a kondenzátor a szerkezet burkolatában, az elektródáival párhuzamosan helyezkedik el.

Ez az elem két kulcsfontosságú feladatot lát el:

1. Csökkenti a rádióhullám-tartományban keletkező elektromágneses zavarok szintjét. Ezek a starter elektródarendszerének és a lámpa által keltett érintkezés következtében jönnek létre.
2. Befolyásolja a fénycső begyújtási folyamatát.

Ez a kiegészítő mechanizmus csökkenti a starter katódjainak szétválásakor keletkező impulzusfeszültség nagyságát, és növeli annak időtartamát.

Kondenzátor csökkenti az érintkezők összetapadásának valószínűségét. Ha a készülékben nincs kondenzátor, a lámpa feszültsége meglehetősen gyorsan növekszik, és elérheti a több száz voltot. Ilyen körülmények csökkentik a lámpák gyújtásának megbízhatóságát.

Mivel a zavarelnyomó eszköz használata nem teszi lehetővé az elektromágneses zavarok teljes kiegyenlítését, az áramkör bemenetén két kondenzátort vezetnek be, amelyek együttes kapacitása legalább 0,016 µF. Ezeket sorba kapcsolják, a középpontot földelve.

Az önindítók fő hátrányai

A starterek fő hátránya a konstrukció megbízhatatlansága. Az indító mechanizmus meghibásodása falsstartot provokál – a teljes fényáram megkezdése előtt több fényvillanás jelenik meg. Az ilyen hibák csökkentik a lámpa volfrámszálainak élettartamát.

Az indítóberendezések jelentős energiaveszteségeket okoznak, és csökkentik a lámpa berendezésének hatásfokát. A hátrányok közé tartozik még a feszültségfüggés és az elektródák bekapcsolási idejének jelentős szórása.

A fénycsövek esetében a működési feszültség idővel növekszik, míg az indítóknál – fordítva – minél magasabb az élettartam, annál alacsonyabb a villanó kisülés gyújtófeszültsége. Így előfordulhat, hogy a bekapcsolt lámpa kiváltja az indító működését, ami miatt a fény kialszik.

A kontaktor megszakadt érintkezői ismét felkapcsolják a világítást. Mindezen folyamatok a másodperc töredéke alatt zajlanak le, és Ön csak a villódzást észlelheti.

A pulzáló hatás a retina irritációját okozza, valamint a fojtótekercs túlmelegedéséhez, élettartamának csökkenéséhez és a lámpa meghibásodásához vezet.

Ugyanilyen negatív következmények várhatók az érintkezőrendszer idejének jelentős szóródásától is. Ez gyakran nem elegendő a lámpa katódjainak megfelelő előmelegítéséhez.

Végül a készülék felgyullad, miután több kísérletet reprodukáltak, amelyeket az átmeneti folyamatok megnövekedett időtartama kísér.

Ha az indító egy egylámpás áramkörbe van csatlakoztatva, ebben az esetben nincs lehetőség a fényingadozás csökkentésére.

A negatív hatás csökkentése érdekében ajánlott ilyen típusú kapcsolásokat csak olyan helyiségekben használni, ahol lámpacsoportokat (2-3 darabot) alkalmaznak, amelyeket a háromfázisú áramkör különböző fázisaiba kell bekötni.

A jelölési értékek értelmezése

Nem létezik általánosan elfogadott rövidítés a hazai és külföldi gyártású indítómotor-modellekhez. Ezért vegyük külön-külön szemügyre a jelölések alapjait.

A 90S-220 érték dekódolása a következő: egy indító, amely lumineszcens mintákkal működik, amelyek teljesítménye 90 W, névleges feszültsége pedig 220 V (+)

A GOST szerint a készülék házán feltüntetett [XX][C]-[XXX] alfanumerikus értékek megfejtése a következő:

• [XX] – számok, amelyek a fényvisszaadó mechanizmus teljesítményét jelölik: 60 W, 90 W vagy 120 W;
• [S] – indító;
• [XXX] – a működéshez használt feszültség: 127 V vagy 220 V.

A lámpák gyújtásának megvalósításához a külföldi fejlesztők különféle jelölésekkel ellátott eszközöket gyártanak.

Az elektronikus formafaktort számos vállalat gyártja.

A hazai piacon leginkább ismert a Philips, amely a következő típusú indítókat gyártja:

• S2 típusúak 4-22 W teljesítményre méretezve;
• S10 – 4-65 W.

A OSRAM cég egyaránt gyárt indítókat a világítóberendezések egyedi és soros csatlakoztatásához. Az első esetben ez az S11 jelölés, 4-80 W teljesítménykorláttal, az ST111 – 4-65 W. A második esetben pedig például az ST151 – 4-22 W.

Az indítók gyártott modelljei széles választékban állnak rendelkezésre. A kiválasztásnál figyelembe veendő kulcsparaméterek a fénycsövek jellemzőivel arányos értékek.

Mire figyeljünk a kiválasztáskor?

Az indítómechanizmus kiválasztásakor nem elegendő a fejlesztő nevére és az ártartományra hagyatkozni, bár ezeket a tényezőket is figyelembe kell venni, mivel a készülék minőségére utalnak.

Ebben az esetben a gyakorlatban jól bevált, megbízható készülékek a nyerők. Érdemes figyelmet szentelni az olyan cégeknek: Philips, Sylvania és OSRAM.

A Sylvania márkájú FS-11 indító. Nappali fényű lámpákhoz választható, 4-65 W teljesítménnyel. Használható váltakozó áramú hálózatban. Az izzító kisülés elve alapján működik.

Az indító legfontosabb üzemeltetési paraméterei a következő műszaki jellemzők:

1. Gyújtási áram. Ennek az értéknek magasabbnak kell lennie a lámpa üzemi feszültségénél, de nem alacsonyabbnak a táphálózaténál.
2. Alapfeszültség. Egy lámpás kapcsolásnál 220 V-os, két lámpás kapcsolásnál 127 V-os készüléket kell használni.
3. Teljesítményszint.
4. A ház minősége és tűzállósága.
5. Üzemidő. Szabványos használati feltételek mellett az indítónak legalább 6000 bekapcsolást kell kibírnia.
6. A katódok felmelegedésének időtartama.
7. Az alkalmazott kondenzátor típusa.

Továbbá figyelembe kell venni a tekercs induktív ellenállását és az egyenirányítási tényezőt, amely az egyenfeszültség melletti fordított és előre irányú ellenállás arányáért felel.

A fénycsövek indító- és szabályozómechanizmusának felépítésével, működésével és csatlakoztatásával kapcsolatos további információk ebben a cikkben találhatók.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Segítség a nappali fényű lámpa szükséges előtétjének kiválasztásához:

Indító fénycsövekhez: a jelölés alapjai és a készülék felépítése:

Elméletileg az indító működési ideje megegyezik az általa meggyújtott lámpa élettartamával. Ennek ellenére érdemes figyelembe venni, hogy az idő múlásával az izzító kisülés feszültségének intenzitása csökken, ami kihat a fénycső működésére.

Azonban a gyártók azt javasolják, hogy egyszerre cserélje ki a startert és a lámpát. A kívánt módosítás beszerzéséhez először érdemes tanulmányozni az eszközök alapvető jellemzőit.

Ossza meg az olvasókkal a fénycsövekhez való starter kiválasztásával kapcsolatos tapasztalatait. Kérem, hagyjon megjegyzéseket, tegyen fel kérdéseket a cikk témájával kapcsolatban, és vegyen részt a beszélgetésekben – a visszajelzési űrlap alább található.