Как работает стартер в люминесцентной лампе

Разновидности, конструкция и принцип работы стартеров для ламп дневного света

Стартер для ламп дневного света — важный элемент их электрической схемы. Значимость его наличия в их конструкции напрямую связана с назначением элемента. Без такого пускового приспособления срок службы источников света значительно уменьшается.

Стартер в газоразрядной лампе: назначение и устройство

При подключении ламп дневного света (ЛДС) используется пускорегулирующее устройство. Основные его элементы — это стартер (пускатель) и дроссель (электромагнитный балласт). Значимость деталей обусловлена их функциональностью.

Стартер для люминесцентных ламп (ЛЛ) выполняет такие функции:

1. Замыкание цепи. Значительно упрощается процесс зажигания. Разогрев ламповых электродов ускоряется за счет возникновения повышенного показателя электрического тока.
2. Разрыв электроцепи. После подачи напряжения ток через ЛЛ сразу не потечет, так как газовый промежуток внутри источника света выступает в роли изолятора. Для его пробоя необходимо напряжение, которое превысит показатель напряжения питающей сети. Посредством разрыва цепи пускателем в дросселе создается импульс повышенного напряжения, происходит быстрое зажигание лампочки.

Применяются такие устройства в электрических сетях с рабочей частотой в 50–60 Гц, напряжением в 220 В и ниже.

Технические характеристики конструкции приборов могут несколько отличаться, но основное назначение принципа их работы одно — зажигание газоразрядных источников света.

Стартер для ЛЛ: принцип работы

Целесообразно классифицировать запускающее устройство на три вида, исходя из принципа действия, а именно:

1. Электронный пускатель. Размещается в обычном корпусе. Его полупроводниковые компоненты должны соответствовать основным рабочим требованиям соотношения показателя мощности и питающего напряжения подключенной лампы. Работа такого типа приспособления заключается в принципе ключа — размыкании цепи посредством нагрева. Приборы этого вида с таким важным параметром, как ждущий режим зажигания, считаются наиболее эффективными во время эксплуатации. Посредством этого размыкание контактов реализуется в нужной фазности напряжения и при оптимальных температурных параметрах нагрева электродов.

Важно! Применяемые в этом типе пускателя электронные элементы позволяют значительно увеличить срок эксплуатации как стартера, так и самой лампы. Единственный недостаток, в сравнении с аналогами электронного пускателя, – значительная стоимость устройства.

1. Тепловой стартер. Характерно продолжительное время запуска источника освещения при наличии такого типа пускателя. Плохая экономичность (значительно потребляет электроэнергию) компенсируется термобиметаллическими характеристиками. Этот параметр позволяет устройствам работать при низких температурных показателях. Основное отличие от аналогов — при отсутствии напряжения контакты механизма уже замкнуты, а при подаче питания возникает импульс очень высокого напряжения.
2. Устройства тлеющего разряда. Пускатели, основа работы которых заключается в тлеющем разрядном принципе, обустроены биметаллическими электродами. Их состав — сплавы металлов различных коэффициентов температурного расширения.

Важно! Коммутационные процессы стартеров, которые оборудованы контактной системой управления, оказываются полностью неуправляемыми. Пускатели с биметаллическими контактами не стоит применять при пониженных температурных показателях или подобных неблагоприятных условиях. Вследствие плохого нагрева биметаллических контактов светильник будет зажигаться очень долго или же полностью выйдет из строя.

Стартер для ламп дневного света, работающий по тепловому принципу или посредством действия тлеющего разряда, обязательно оснащается дополнительным элементом — конденсатором.

Конденсатор в работе устройства

Этот элемент конструкции поддерживает стабильную работу стартера. Пускатель и конденсатор взаимосвязаны. Основные функции прибора:

• уменьшение интенсивности помех, которые возникают вследствие размыкания и смыкания стартерных электродов;
• увеличение продолжительности импульса, возникающего во время размыкания электродов;
• предотвращение возможности спаивания электродов, возможное вследствие большого значения импульсного напряжения.

Основное отличие конденсаторов заключается в их емкости. Чаще применяются устройства с емкостью в 0,003–0,1 мкФ.

Стартеры различных типов и модификаций конструктивно схожи. Зная основу их устройства, при необходимости пользователь сможет легко проверить и работоспособность.

Стартер ламп дневного света: устройство

В основу конструкции пускателя входят такие компоненты:

1. Корпус.
2. Стеклянная колба. Ее внутренняя инертная газовая среда может быть наполнена гелиево-водородной смесью либо неоном.
3. Анод и катод — два электрода. Возможны два варианта конструктивного их исполнения, а именно:

• симметричные электроды, подвижные контакты;
• несимметричные элементы, одна подвижная часть.

1. Выводы электродов проходят через цоколи.

Стоит помнить! Чаще применяются на практике модели стартеров с симметричными электродными системами.

Баллон с инертной газовой средой располагается внутри корпуса — металлического или пластмассового, с верхним отверстием. Популярный материал корпуса — пластик. Посредством специальной пропитки корпус легко выдерживает высокие температурные показатели, рабочая функциональность этого параметра может несколько отличаться. Любой пускатель для ЛЛ оборудован исключительно двумя контактами, ножками.

Надежная эксплуатация стартерной системы ламп напрямую зависит от напряжения в электросети объекта (нагревание биметаллических электродов). Если происходит снижение его показателей до 80% от номинального, то лампы могут не зажечься. Только электронные компоненты определенного типа пускателей не так подвержены уменьшению напряжения в электросети.

Подобрать стартер для конкретной ЛДС не составляет труда, стоит лишь изучить определенные технические особенности разных моделей и производителей.

Выбор стартера: на что обращать внимание

Самые распространенные критерии, основываясь на которых потребители покупают элементы освещения для своего дома, — это производитель и цена. Такие параметры важны, но далеко не всегда можно выбрать подходящее конструктивное решение устройства, руководствуясь лишь этими моментами. При покупке пускового элемента стоит обратить внимание на:

1. Номинальное напряжение. Для подключенной двухламповой системы подойдет устройство пуска, рассчитанное на 127 В. Если система подключения одноламповая, применим стартер на 220 В. В маркировке это указано.
2. Мощность. В зависимости от уровня мощности ламп принято различать и пусковые устройства, которые также обладают разными мощностными показателями.
3. Качественный корпус. Основной параметр — огнеустойчивость. Так как в конструкции элемента не исключен вариант возгорания за счет электродуги, перегрева.
4. Срок эксплуатации. Этот параметр по-разному оценивается у разных производителей. К примеру, срок службы стартеров фирмы Филипс, при нормальных условиях эксплуатации, обозначенных на упаковке, подразумевает возможное количество включений лампы, превышающее 6 000 раз.
5. Продолжительность замкнутого состояния электродов или время катодного подогрева. Разброс в значениях этой характеристики у разных производителей — значителен.
6. Тип конденсатора.

Стоит помнить! Маркировка отечественных производителей отличается от заграничных.

Основа маркировки по ГОСТу:

1. Буква «С» — стартер.
2. Цифры перед «С» — это мощность источника света (60 Вт; 90 Вт или 120 Вт).
3. Цифры после — это напряжение (127 В или 220 В).

1. Под лампы мощностью от 4 Вт до 80 Вт и с показателем напряжения в 220 В стартеры обозначаются: S10; FS-U; ST 111.
2. Для лампочек мощностью не больше 22 Вт и напряжением 127 В пускатели маркированы: S2; FS-2; ST 151.

Обратите внимание! Маркировки по ГОСТу таких деталей для ЛДС приводятся на корпусе пускателя.

Производителей подобных элементов стартерной системы зажигания ламп достаточно много. Основной момент, на который покупатель должен обратить внимание при выборе модели, – соответствие всех технических характеристик прописанным профильным параметрам ГОСТа.

Стартер для люминесцентных ламп дневного света: ходовые модели

Важные эксплуатационные характеристики пускорегулирующего устройства источников света — индуктивность и коэффициент выпрямления.

Под индуктивностью подразумевается индуктивное сопротивление одного из основных структурных элементов системы зажигания ламп — дросселя. Этот параметр позволяет контролировать мощностные показатели электричества, которое поступает на контакты источника света.

Коэффициент выпрямления также немаловажен, поскольку отвечает за отношение обратного сопротивления к прямому при показателях постоянного напряжения на элементах зажигающего устройства. Чтобы подобрать оптимально подходящую модель стартера, обеспечив длительную работу источнику света, важно учесть эти моменты.

Стоит выделить основные характеристики и преимущества каждой модели стартерного устройства для источников света, уделив внимание самым надежным, зарекомендовавшим себя на практике. К таковым относят:

1. Модель FS-11 компании Sylvania. Популярность модели обусловлена ее эксплуатационными характеристиками:

• реализуется зажигание ламп мощностью от 4 Вт и до 65 Вт;
• может эксплуатироваться в сетях переменного тока (частота — 50–60 Гц; напряжение 127 В и 220 В);
• газовая смесь блоков с принципом тлеющего разряда, обустроены двумя контактами из меди.

Стартерные устройства фирмы Sylvania, модель FS-11, отмечены ENEC (Европейский знак качества).

1. Модели S2. Коэффициент выпрямления — не больше 2,5 мк. Чаще производятся компанией Филипс. Единственный нюанс, которым обладают стартеры такой модификации, заключается в применении их исключительно при благоприятных температурных показателях.
2. Стартер типа S2. Характерна полиуретановая пропитка корпуса и установка балластов электромагнитного типа. Дроссель соединяется напрямую с конденсатором. Длительность катодного подогрева у таких моделей напрямую зависит от мощности ламп. Цена — приблизительно 30 руб.

1. Модели S10. Чаще производителем таких модификаций выступает фирма «Евросвет». Корпуса обустроены таким образом, что устройства могут эксплуатироваться при экстремальных температурных показателях. Недостаток — плохая переносимость повышенной влажности. Коэффициент выпрямления — 3,5 мк, а индуктивность — не больше 5 Гн. Для таких типов пускателей применяются дроссели с тлеющим разрядным принципом, а конденсаторы — проходного типа. Стоимость — около 40 руб.

1. Модель «Ферон». Такая модификация производится под цоколь Р2. Незначительный коэффициентный показатель выпрямления — характерная особенность этого типа, а индуктивность может достигать 2,4 Гн. Номинальное напряжение применимо не более 12 В, используют стартеры этой модификации для подключения к показателю мощности в 60 Вт.

1. Модель «Лемансо». Высокие технические характеристики:

• подходят для цоколей типа Р3;
• приборы выдерживают значительно повышенные или пониженные температурные показатели (до 40 градусов);
• применимы под мощность около 40 Вт;
• коэффициент выпрямления — менее 3,3 мк;
• модели обустроены конденсатором ортодонтального типа;
• применяется принцип тлеющего разряда дросселя;
• ножки встроены, надежно закреплены.

У модели полное соответствие конструктивных характеристик нормам ГОСТа. Контакты нагреваются очень быстро, а сами устройства не содержат вредных изотопов. Цена — около 33 руб.

1. Модель «Делюкс МН». Для такой модификации характерны следующие особенности:

• подходит для цоколя типа Р3;
• хороший показатель индуктивности;
• применима модель для мощности не более 60 Вт;
• выпрямляющий коэффициент — 3,3 мк;
• конденсатор монтируется проходного типа;
• дроссель выдерживает значительный показатель сопротивления — 40 Ом.

Корпус у такой модификации пластиковый. Купить можно за 30 руб.

1. Модель DS2. Особенность такого типа стартера заключается в том, что разработана модификация под тип цоколя А3. Основные технические характеристики:

• конденсатор проходного типа, емкостью 5 пФ;
• индуктивность — около 2,2 Гн;
• дросселем выдерживается сопротивление не больше 33 Ом;
• монтирован надежный балласт, качественно препятствующий интерференции;
• такая модификация устройства способна работать при нестандартных температурных показателях – как при +40 °C, так и при –15 °C.

Еще одним значимым преимуществом выступает продолжительный срок эксплуатации. Стоимость — около 45 руб.

1. Модель СТ 151. Для нее характерны следующие параметры:

• огнеустойчивый корпус, производится из поликарбоната;
• ножки подвижные, посредством этого параметра исключается проблема с интерференцией;
• выдерживают заниженные температурные показатели, вплоть до –15 °C. Стоимость — 30–32 руб.

1. Модель «Евросвет». Электроды этой модели изготовлены из биметалла, тлеющий ток — 30 А. В качестве преимущества можно выделить надежный конденсатор и балласт электромагнитного поля. Недостатком модели выступает непереносимость заниженных температур. Индуктивность устройств такого типа — 2,5 Гн. Цена — 35 руб.

1. Зажигатели марки Philips. Деталь этой компании представлена устройством тлеющего разряда. Преимущества заключаются в высоком качестве производства детали с соблюдением всех необходимых требований к его эксплуатации. Особенности модели:

• конденсатор, встроенный в зажигатель;
• материал корпуса — огнеустойчивый карбонат;
• для активации заряда не применяются вредные изотопы;
• легкий монтаж.

1. Продукция OSRAM. Комплектующие, производимые этой фирмой, реализуют быстрое и безопасное включение ламп. Значимое преимущество — наличие диэлектрического огнеустойчивого корпуса из макролона. Встроены конденсаторы со специальными помехоподавляющими компонентами.

1. Модель для ламп 4-20СК127С. Модификация применяется под конкретную модель — 4-20СК127С. Предназначены для люминесцентных источников света мощностью не больше 20 В.

Важно! Пользователю стоит понять, что нужно выбирать модель проверенного производителя и с хорошими характеристиками, ведь такая деталь прослужит намного дольше аналогичных моделей малоизвестных компаний.

Причем, если лампочка дневного света перестает функционировать, в большинстве случаев причина такой неисправности может быть вызвана поломкой стартера устройства.

Как проверить исправность стартера

Несмотря на простоту конструкции детали, выход ее из строя способен существенно навредить источнику света.

Важно! При наличии неисправного светильника с люминесцентными источниками света в первую очередь нужно проверить работоспособность пускового устройства.

Самый простой способ проверки такого зажигающего элемента лампы – замена его на аналогичное устройство. Заменить стартер достаточно просто. Если люминесцентная лампа после этого начнет работать, то причина ее неисправности была именно в поломке пускателя.

Определиться с исправностью пускателя можно также при наличии специальных измерительных приборов — мультиметра или тестера. Мультиметр значительно многофункциональнее своего аналога (тестера).

Подобрать стартер под определенные технические характеристики люминесцентного источника света не составляет труда. Пользователю достаточно руководствоваться знаниями устройства зажигающего элемента, а также разбираться в особенностях его механических и эксплуатационных характеристик.

Особое значение стоит уделить маркировке стартера, особенно — показателю мощности и номинального напряжения. От выбора качественного пускателя напрямую зависит эффективная работоспособность светильника и срок его службы.

Стартер для люминесцентных ламп

Конструкция ламп газоразрядного типа обеспечивает стабильное свечение, а срок эксплуатации по сравнению со стандартными лампочками накаливания значительно выше. Вся работа этих устройств осуществляется с помощью специальной аппаратуры, в состав которой входит и стартер для люминесцентных ламп. Совместно с дросселем он принимает участие в запуске, защищает источник света от перенапряжения из-за высоких токов. Без стартера лампа не будет работать, поэтому нужно регулярно контролировать, осуществлять своевременный ремонт или замену.

Функции стартера в лампах газоразрядного типа

Независимо от модификации ламп дневного света, основной функцией стартера является их запуск. Он входит в общую структуру пускорегулирующего устройства, питается от сетевого переменного тока с рабочей частотой 50 Гц.

Активация осветительного прибора заключается в подаче на его контактные клеммы повышенного напряжения. Стандартное пусковое устройство внешне выглядит в виде небольшой стеклянной колбы, заполненную изнутри смесью инертных газов. Сама колба защищена от возможных повреждений пластиковым или металлическим корпусом. Снизу к подведены два электрода, которые и обеспечивают контакт с проводами лампы. Некоторые корпуса оборудуются смотровым окошком.

По мнению специалистов, стартеры для люминесцентных ламп обладает повышенной чувствительностью и чаще чем другие компоненты выходит из строя. В таких случаях лампу становится невозможно запустить, и она не будет работать. В случае необходимости этот компонент легко заменить своими руками.

Основными функциями стартера в системе ПРА являются следующие:

• Немедленное включение в работу при подаче питающего напряжения.
• Прогревает электроды.
• Замыкает и размыкает биметаллическую пластину.
• Передает повышенный ток к местам образования дуги.
• Через него ток поступает к дросселю.

Следует помнить, что прямое включение лампы без стартера приводит к снижению срока службы и преждевременному выходу из строя. Эти компоненты бывают электромагнитными или электронными и выбираются в зависимости от конструкции источника света.

Устройство стартера

Различные виды и модификации стартеров в целом имеют одни и те же конструктивные элементы. Они отличаются лишь параметрами, поскольку используются во многих типах ламп. Зная общее устройство стартера, можно легко проверить его работоспособность, выявить неисправности и принять решение о возможности дальнейшего использования.

Итак, любое пусковое устройство состоит из следующих деталей и компонентов:

• Корпус, изготовленный из металла или пластика, в котором размещаются все составляющие. Он защищает стеклянные детали от повреждений. В верхней части имеется отверстие, снизу выведены наружу ножки контактов.
• Колба. Сделана из стекла и наполнена газом. Обычно используется неон или смесь водорода и гелия.
• Электроды – анод и катод. Могут быть исполнены в двух вариантах: симметричные с двумя подвижными контактами или несимметричные, с одной движущейся частью. Каждый из них выведен наружу через цоколь. В практической деятельности чаще всего применяется первый вариант – с симметричной электродной системой.
• Конденсатор. Играет важную роль в сглаживании высоких токов. Одновременно участвует в размыкании электродов и гасит дугу, возникающую между токоведущими частями. Отсутствие конденсатора может вызвать спайку контактов при появлении дуги, вызывая тем самым преждевременный износ стартера.

Надежная работа стартера обеспечивается биметаллическими электродами, нагрев которых связан с напряжением конкретной электрической сети. Если ток понизился до 80% от номинала, то стартер может не сработать и лампа не загорится. Современный электронный стартер для люминесцентной лампы, применяемый в ЭПРА, практически не подвержен перепадам напряжения и всегда находится в готовности к работе. Поэтому они устанавливаются во всех современных светильниках, а старые пускатели постепенно заменяются приборами нового образца.

При замене следует учесть, что каждой марке люминесцентной лампы требуется соответствующее ей пусковое устройство.

Принцип действия

Действие стартера неразрывно связано с работой всей люминесцентной лампы и происходит в следующем порядке:

• Перед началом работы электроды разомкнуты.
• После подачи напряжения из сети, внутри колбы возникает тлеющий разряд с параметрами тока 20-50 мА.
• Разряд начинает воздействовать на биметаллические электроды, постепенно выполняя их разогрев.
• Под действием нагрева электроды изгибаются, после чего тлеющий разряд прекращается и далее происходит замыкание электрической цепи внутри лампы.
• По замкнутой цепи начинается движение электрического тока, разогревающего дроссель и катоды самой лампы.
• После прекращения тлеющего разряда начинается постепенное остывание биметаллических электродов. В результате, они размыкаются, разгибаются и цепь разрывается.
• Все предыдущие действия привели к появлению высокого импульсного напряжения, воздействующего на дроссель. Сам дроссель обладает индуктивностью, под влиянием котором лампа начинает зажигаться.
• Постепенно свечение лампы возрастает и достигает нормы. Поскольку стартер подключен параллельно с лампой, ему уже недостаточно напряжения для создания нового тлеющего разряда, поскольку весь ток уходит на поддержку свечения. Поэтому электроды остаются разомкнутыми, а лампа все равно продолжает работать.

Схема подключения

Независимо от конструкции лампы, каждая схема подключения использует стартер. Обычно используются источники света на 36-40 Вт с соответствующим пусковым устройством.

Порядок действий будет одинаковым для всех люминесцентных ламп:

• Каждый осветительный прибор оборудуется выходными контактами, установленными с торцов и соединенными с нитями накаливания. Снаружи они выглядят в виде небольших штырьков, к которым параллельно подключается стартер.
• Для подключения пускового устройства используется один из контактов, расположенных на обеих сторонах лампы.
• К контактам, оставшимся свободными, параллельно с электрической сетью подключается дроссель.
• Конденсатор подключается в последнюю очередь параллельно с питающими контактами. Он защищает от сетевых помех и компенсирует реактивную мощность.

Различия в подключении становятся заметными при использовании разного количества источников света, для которых используется отдельная схема. Их особенности проявляются в следующем:

• При использовании одной лампы стартер подключается параллельно, а дроссель – последовательно между лампой и источником питания. На входных контактах может быть установлен конденсатор, улучшающий параметры электрического тока.
• В случае использования нескольких лампочек, они последовательно подключаются к питанию вместе с дросселем. Далее, к каждой лампе параллельно подключается стартер. Важным условием является равенство суммарной мощности всех подключенных компонентов, мощности используемого дросселя.

Параметры и маркировка

Выбирая пусковое устройство, необходимо обратить особое внимание на его параметры и технические характеристики:

• Сроки эксплуатации, установленные производителями. По этому показателю лидируют компании Osram и Phillips, чья продукция способна выдерживать не менее 6 тысяч циклов включения и выключения. Однако, на практике этот параметр не всегда соблюдается по объективным причинам, например, из-за скачков сетевого напряжения.
• Температурный диапазон рабочего режима. Обычно устанавливается в пределах 5-55 С. Если требуется использовать светильники за пределами установленных норм, то для этих случаев понадобятся специальные стартеры с гораздо более высокой стоимостью.
• Временной промежуток, при котором катоды полноценно прогреваются. Этим фактором определяется период нахождения биметаллических электродов в замкнутом положении. У разных производителей данный показатель может существенно отличаться.
• Разновидности и модификации конденсаторов, задействованных в том или ином устройстве. От его конструкции во многом зависит срок эксплуатации прибора.
• Номинальное рабочее напряжение. Данная характеристика должна обязательно проверяться, поскольку прибор, рассчитанный на 127 В и подключенный к светильнику на 220 В, сразу же выйдет из строя.

Все параметры отображаются в маркировке устройства. У отечественных приборов она выглядит следующим образом:

• Буква «С» указывает на принадлежность к категории стартеров.
• Цифры, стоящие впереди буквы «С», обозначают мощность лампы, для которой предназначен данный стартер.
• Цифры, нанесенные позади буквы «С», соответствуют параметрам рабочего напряжения, например, 127 или 220.

Таким образом, маркировка 60С-220, приведенная в качестве примера, указывает на устройство, которое является стартером для люминесцентной лампы мощностью 60 Вт, работающей от сети 220 В.

Проверка технического состояния стартера

В случае каких-либо неисправностей осветительного прибора с лампами дневного света, очень часто требуется отдельно проверить работоспособность стартера. В общей конструкции он определяется как довольно простая деталь с небольшими размерами. Поломка пускателя приносит массу проблем, в первую очередь связанных с прекращением работы всей лампы.

Частой причиной неисправности служит изношенная лампа тлеющего разряда или биметаллическая контактная пластина. Внешне это проявляется отказом при запуске или миганием во время работы. Устройство не запускается ни со второй попытки, ни с последующих, поскольку для пуска всей лампы недостаточно напряжения.

Наиболее простым способом проверки является полная замена стартера другим устройством такого же типа. Если после этого лампа нормально включится и заработает, значит причина была именно в пускателе. В данной ситуации измерительные приборы не требуются, однако при отсутствии запасной детали придется создавать простейшую проверочную схему с последовательным соединением стартера и лампы накаливания. После этого через розетку подключить питание 220 В.

Для подобной схемы лучше всего подойдут маломощные лампочки на 40 или 60 ватт. После включения они загораются, а затем со щелчком периодически отключаются на короткое время. Это указывает на исправность стартера и нормальную работу его контактов. Если же лампочка горит постоянно и не моргает или она не зажглась вовсе, следовательно пускатель нерабочий и его необходимо заменить.

В большинстве случаев можно обойтись одной лишь заменой, и лампа вновь заработает. Однако, если стартер точно исправен, а светильник все равно не работает, необходимо последовательно проверять дроссель и другие компоненты схемы.

Монтажная схема реверса асинхронного двигателя 380 вольт с отдельным блоком кнопок

Реверсивный пускатель: подключение и запуск, настройка реверса

Реверсивная схема подключения электродвигателя

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Как работают стартеры люминесцентных ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразряд­ную лампу тлеющего разряда. Стеклянная кол­ба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмас­совый корпус, на верхней крышке которого имеется смо­тровое окно.

Схемы включения люминесцентных ламп: а-стартерная с дросселем; б—с лампой накаливания в качестве балласта; EL1 — лампа люминесцентная; КК — стартер; С — конденсатор; LL — дроссель; EL2 — лампа накаливания.

В некоторых конструкциях стартеров смотровое окно отсутствует. Стартер имеет два электро­да. Различают несимметричную и симметричную кон­струкции стартеров. В несимметричных стартерах один электрод неподвижный, а второй подвижный, изготовлен
из биметалла.

В настоящее время наибольшее распро­странение получила симметричная конструкция старте­ров, у которых оба электрода изготовляются из биметалла. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с несимметричной.

Напряжение зажигания в стартере тлеющего разряда выбирается таким образом, чтобы оно было меньше номинального напряжения сети, но больше рабочего на­пряжения, устанавливающегося на люми­несцентной лампе при ее горении.

Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер.

При включении схемы на на­пряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стар­тера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА). Этот ток на­гревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится.

Через дроссель и последовательно соединенные катоды начнет проходить ток, который будет подогревать катоды лампы. Величина этого тока определяется индуктивным сопротивлением дросселя, выбираемым таким образом, что­бы ток предварительного подогрева като­дов в 1,5 2,1 раза превышал номинальный ток лампы. Длительность предваритель­ного подогрева катодов определяется вре­менем, в течение которого электроды стар­тера остаются замкнутыми.

Когда элек­троды стартера замкнуты, они остывают, и по прошествии определенного промежутка времени, называемого временем контактирования, электроды раз­мыкаются. Так как дроссель обладает большой индуктивностью, то в момент размыкания электродов стар­тера в дросселе возникает большой импульс напряже­ния, зажигающий лампу.

После зажигания лампы в цепи установится ток, рав­ный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обу­словит такое падение напряжения на дросселе, что на­пряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер вклю­чен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стар­тере, его электроды останутся разомкнутыми при горе­нии лампы.

Стартеры тлеющего заряда.

Возможность зажигания лампы зависит от длитель­ности предварительного подогрева катодов и величины тока, проходящего через лампу в момент размыкания электродов стартера. Если разрыв цепи произойдет при малом значении тока, то величина индуктированной в дросселе э. д. с. и, следовательно, приложенного к лампе напряжения может оказаться недостаточной для ее зажигания, и лампа не зажжется. Поэтому, если при первой попытке стартер не зажжет лампу, он сразу же автоматически будет повторять описанный процесс до тех пор, пока не произойдет зажигание лампы. Со­гласно ГОСТ на стартеры зажигание лампы должно быть обеспечено за время до 10 сек.

Параллельно электродам стартера включен конден­сатор емкостью 0,003-0,1 мкф. Этот конденсатор обыч­но размещается в корпусе стартера. Конденсатор выпол­няет две функции: снижает уровень радиопомех, возни­кающих при контактировании электродов стартера и создаваемых лампой; с другой стороны, этот конденса­тор оказывает влияние на процессы зажигания лампы. Конденсатор уменьшает величину импульса напряже­ния, образуемого в момент размыкания электродов стар­тера, и увеличивает его длительность.

При отсутствии конденсатора напряжение на лампе очень быстро воз­растает, достигая нескольких тысяч вольт, но продолжи­тельность его действия очень небольшая. В этих усло­виях резко снижается надежность зажигания ламп. Кро­ме того, включение конденсатора параллельно электро­дам стартера уменьшает вероятность сваривания или, как говорят, залипания электродов, получающегося в ре­зультате образования электрической дуги в момент размыкания электродов. Конденсатор способствует быстрому гашению дуги.

Принципиальная схема включения люминесцентной лампы.

Применение конденсаторов в стартёре не обеспечи­вает полного подавления радиопомех, создаваемых лю­минесцентной лампой. Поэтому необходимо дополни­тельно на входе схемы установить два конденсатора емкостью не менее 0,008 мкф каждый, соединен­ных последовательно, и среднюю точку заземлить.
Одним из рекомендуемых способов снижения уровня радиопомех является применение дросселей с симметри­рованной обмоткой где обмотка дросселя разделе­на на две совершенно одинаковые части, имеющие рав­ное число витков, намотанных на один общий сердеч­ник.

Каждая часть дросселя соединена последовательно с одним из катодов лампы. При включении такого дрос­селя с лампой оба ее катода работают в одинаковых условиях, что снижает уровень радиопомех. В настоящее время, как правило, выпускаемые промышленностью дроссели изготовляются с симметрированными обмот­ками.

В схеме из-за наличия дросселя ток через лампу и напряжение сети не будут совпадать по фазе, т. е. они не будут одновременно достигать своих нулевых и максимальных значений. Как известно из теории переменного тока, в этом случае ток будет отставать по фазе от напряжения сети на некоторый угол, величина которого определяется соотношением индуктивного со­противления дросселя и активного сопротивления всей сети. Такие схемы называются отстающими.

В ряде случаев использования люминесцетных ламп требуется создавать такие условия, когда ток через лам­пу опережал бы по фазе напряжение сети. Такие схемы называются опережающими. Для выполнения этого условия последовательно с дросселем включается кон­денсатор, емкость которого рассчитывается таким обра­зом, чтобы его емкостное сопротивление было больше индуктивного сопротивления дросселя.

Устройство люминесцентной лампы.

В опережающем балласте в период зажигания лампы ток предварительного подогрева катодов имеет недостаточную величину. Для устранения этого явления необходимо на время зажигания лампы увеличить ток предварительного подогрева, что можно сделать, если частично компенсировать емкость индуктивностью. В цепь стартера включается дополнительная индуктивность в виде компенсирующей катушки.

При замыкании электродов стартера эта компенсирующая катушка включается последовательно с дросселем и конденсатором, общая индуктивность схемы возраста­ет, а вместе с ней увеличивается ток предварительного подогрева. После размыкания электродов стартера ком­пенсирующая катушка отключается, и в рабочем режиме лампы она не участвует. Индуктивность дополнительной катушки компенсирует емкость конденсатора, установ­ленного в стартере. Поэтому в схему вводится дополни­тельный конденсатор емкостью не менее 0,008 мкф, включаемый параллельно лампе и выполняющий в этом случае роль помехоподавляющего конденсатора.

Один из недостатков рассмотренных схем – низкий коэффициент мощности. Он составляет величину 0,5-0,6. Пускорегулирующие аппараты (ПРА), выполненные на основе этих схем, относятся к группе так называемых некомпенсированных аппаратов. При использовании та­ких аппаратов согласно правилам устройства электро­установок (ПУЭ) для повышения низкого коэффициента мощности необходимо предусматривать групповую ком­пенсацию коэффициента мощности, обеспечивающую до­ведение его для всей осветительной установки до вели­чины 0,9-0,95.

При невозможности или экономической неэффектив­ности применения групповой компенсации коэффициента мощности используют схемы, в которых дополнительно параллельно лампе включается конденсатор достаточной емкости, выбранный таким образом, чтобы коэффициент мощности схемы повысился до величины 0,85 -0,9 . ПРА, изготовленный по этой схеме, называют компенсированным. Расчеты показывают, что для ламп мощ­ностью 20 и 40 вт при напряжении 220 в емкость кон­денсатора составляет 3-5 мкф.

Основной недостаток стартерных схем зажигания – их низкая надежность, которая обусловлена ненадежно­стью работы стартера. Надежная работа стартера также зависит от уровня напряжения в питающей сети. Со сни­жением напряжения в питающей сети увеличивается время, необходимое для разогрева биметаллических элек­тродов, а при уменьшении напряжения более чем на 20% номинального стартер вообще не обеспечивает кон­тактирования электродов, и лампа не будет зажигаться. Значит, с уменьшением напряжения в питающей сети время зажигания лампы увеличивается.

Схема запуска сгоревшей люминисцентной лампы.

У люминесцентной лампы по мере старения наблю­дается увеличение ее рабочего напряжения, а у старте­ра, наоборот, с ростом срока службы напряжение зажи­гания тлеющего разряда уменьшается. В результате этого возможно, что при горящей лампе стартер начнет срабатывать и лампа гаснет.

При размыкании электродов стартера лампа вновь загорается и наблюдается мига­ние лампы. Такое мигание лампы, помимо вызываемого им неприятного зрительного ощущения, может привести к перегреву дросселя, выходу его из строя и порче лам­пы. Подобные же явления могут иметь место при ис­пользовании старых стартеров в сети с пониженным уровнем напряжения. При появлении миганий лампы необходимо заменить стартер на новый.

Стартеры имеют значительные разбросы времени кон­тактирования электродов, и оно очень часто недостаточ­но для надежного предварительного подогрева катодов ламп. В результате стартер зажигает лампу после не­скольких промежуточных попыток, что увеличивает дли­тельность переходных процессов, снижающих срок служ­бы ламп.

Общий недостаток всех одноламповых схем – невоз­можность уменьшить создаваемую одной люминесцент­ной лампой пульсацию светового потока. Поэтому такие схемы можно применять в помещениях, где устанавли­вается несколько ламп, а в случае их использования для группы ламп рекомендуется с целью уменьшения пульса­ции светового потока лампы включать в различные фазы трехфазной цепи. Необходимо стремиться к тому, чтобы освещенность в каждой точке создавалась не менее чем от двух-трех ламп, включенных в разные фазы сети.

Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе. Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа – ПРА.

Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой. Схема состоит из двух элементов-ветвей: отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй – опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во внешней цепи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0.9-0.95.

Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенси­рованной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности. При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для двух и одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Устройство и принцип работы стартера для люминесцентных ламп

Стартер, предназначенный для люминесцентных ламп, представляет собой пусковое устройство. Без него срок службы таких источников света значительно сократится. Также этот элемент при подаче тока первым начинает работу, его задачи: замыкание/размыкание цепи, а также обеспечение нагрева катода лампы.

Устройство и область применения

Конструкция стартера (код по ОКПД 31.50.42.190) довольно проста: компактная колба (баллон), изготовленная из стекла и заполненная инертным газом (чаще это неон); металлический или пластиковый корпус; два электрода (один из которых биметаллический).

По сути, данный элемент представляет собой лампу тлеющего разряда. Для нормальной работы люминесцентных ламп необходимо выбрать еще и пускорегулирующий аппарат. Схема, по которой предусматривается электронный тип балласта (ЭПРА), обычно не включает в себя стартер.

Схема люменесцентного светильника

Соответственно, основное направление применения данного элемента по коду ОКПД 31.50.42.190 – обеспечение приемлемых условий работы газоразрядных ламп с ЭмПРА. Задействуют пусковое устройство как при одиночном, так и при последовательном подключении. При этом допускается использовать в качестве источника питания сети 220/240 В и 110/130 В.

Описание принципа работы

Стартер, используемый для зажигания люминесцентных ламп, характеризуется более низким напряжением, чем в электросети. При этом напряжение пускового устройства превышает аналогичный рабочий параметр источника света. Когда говорится, что стартер газоразрядных ламп вводится в работу первым, имеется в виду, что при подключении к сети питания все напряжение прикладывается именно к данному элементу, в частности, к его электродам.

Результатом данного процесса является тлеющий разряд, посредством его тока осуществляется прогрев электрода пускового устройства, а именно, с биметаллической пластиной. Это приводит к его изгибанию, что, в свою очередь, обеспечивает замыкание цепи. Затем ток проходит дальше: через дроссель и люминесцентную лампу. Схема предполагает последовательное соединение двух названных элементов, а стартер подключен параллельно к источнику света.

Далее, описывается принцип работы люминесцентных ламп: катод под действием проходящего по цепи тока прогревается, продолжительность этого процесса определяется тем, как долго электроды пускового устройства будут находиться в замкнутом положении; зажигание источника света выполняется под воздействием дросселя, в котором на момент размыкания контактов стартера возник высоковольтный импульс.

Классификация пускового устройства осуществляется на основании различий в уровнях мощности ламп:

• от 4 до 22 Вт; от 4 до 65 Вт; от 4 до 80 Вт;
• 18-22 Вт, 18-65 Вт;
• 30-65 Вт;
• 70-125 Вт;
• от 80 до 140 Вт.

Тип используемого стартера определяется мощностью люминесцентных ламп и особенностями схемы. Существует большое количество разнотипных пусковых устройств. Например, исполнение SТ 111 (маркировка 220V 4-80W) применяется в схеме, которая предполагает использование ламп мощностью 4-80 Вт и напряжением 220 В. А вариант ST151 применяется при подключении к сети 110/127 В (маркировка 127V 4-22W).

Зажигание пускового аппарата

Процесс испускания свечения начинается при условии, что катод источника света подогрет до нужного состояния. Кроме того, важно, чтобы уровень приложенного к катоду тока при возвратном движении биметаллической пластины стартера был высоким, так как, в противном случае, в дросселе не возникнет высоковольтный импульс достаточной интенсивности. Если эти условия не выполнены, светильник не включится.

Принцип работы газоразрядных ламп предполагает автоматическое повторение начального этапа процесса включения (момент размыкания электродов стартера). Происходит это до того момента, пока светильник не начнет работать. Конечно, многочисленные попытки зажечь лампу сказываются на продолжительности ее работы.

Это одна из причин, объясняющих, почему электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) значительно превосходит электромагнитный аналог.

Целесообразность использования конденсатора

Схема предполагает необходимость последовательного соединения дросселя и лампы, а стартер подключается к источнику света параллельно. Дополнительно к тому, пусковое устройство параллельно соединено с конденсатором.

Схема подключения газоразрядных лампочек:

На рисунке стартер обозначен как Ст, рассматриваемый конденсатор – С1, лампа – Л, дроссель – Д. Данный вариант не подходит для ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат). Задача конденсатора С1 заключается в снижении уровня помех в процессе замыкания/размыкания контактов пускового элемента.

Схема устройства стартера

Строение данного прибора несложное:

На рисунке показана схема работы стартеров. Основные элементы: 1 – контакты, 2 – неподвижный электрод, 3 – стеклянная колба, 4 – подвижный электрод с биметаллической пластиной, 5 – цоколь неоновой лампы.

Как долго служит стартер?

В теории считается, что продолжительность работы стартеров эквивалентна сроку функционирования лампы. Со временем интенсивность напряжения тлеющего разряда внутри неоновой колбы заметно снижается.

Нередко при этом электроды пускового устройства замыкаются, когда лампа находится во включенном состоянии. Это еще одна причина, объясняющая, почему электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) лучше, чем ЭмПРА.

Обзор производителей

Многие известные марки, под которыми выпускается разнотипная светотехническая продукция (светильник, лампа и прочее), занимаются производством и стартеров (код по ОКПД 31.50.42.190).

Импортных комплектующих — лампы, дросселя, стартера и конденсатора

Одни из наиболее надежных производителей: Philips, Osram, Sylvania, General Electric. Их стоимость несколько выше, но зато светильник с газоразрядным осветительным элементом будут функционировать более эффективно.

Таким образом, если планируется подключение люминесцентного источника света посредством ЭмПРА, а не ЭПРА, тогда нужно подобрать пусковое устройство хорошего качества, так как от этого будет зависеть продолжительность работы лампы.

Схема подключения предусматривает также установку конденсатора, посредством которого частично сглаживаются возникающие во время функционирования помехи. Если со временем отмечаются некоторые проблемы при эксплуатации светильника с газоразрядной лампочкой, стартер необходимо сразу заменить, так как несвоевременное замыкание и размыкание контактов приближает окончание службы осветительного элемента.