Starteris dienasgaismas spuldzēm: ierīce, darbības princips, marķējums + izvēles smalkumi

Starteris dienasgaismas spuldzēm ietilpst elektromagnētiskā palaišanas regulatora (EMPR) komplektācijā un ir paredzēts dzīvsudraba spuldzes aizdedzināšanai.

Katram modelim, ko izlaidusi konkrēta izstrādātāja, ir dažādi tehniskie parametri, taču to izmanto gaismas tehnikai, kas tiek barota tikai no maiņstrāvas tīkla ar robežfrekvenci, kas nepārsniedz 65 Hz.

Piedāvājam noskaidrot, kā ir uzbūvēts starteris dienasgaismas spuldzēm, kāda ir tā loma apgaismes ierīcē. Turklāt mēs norādīsim dažādu palaišanas ierīču īpatnības un pastāstīsim, kā izvēlēties nepieciešamo mehānismu.

Kā ir uzbūvēta ierīce?

Starteris jeb palaidējs ir samērā vienkāršs. Elements ir neliela gāzizlādes spuldze, kas spēj radīt kvēlošanas izlādi zemā gāzes spiedienā un nelielā strāvā.

Šī stikla mazgabarīta kolba ir piepildīta ar inertu gāzi – hēlija vai neona maisījumu. Tajā ir ielodēti kustīgi un nekustīgi metāla elektrodi.

Visas spuldzes elektrodu spirāles ir aprīkotas ar diviem spaiļu blokiem. Viena no katra kontakta spailēm ir iesaistīta elektromagnētiskā balasta ķēdē. Pārējās ir pievienotas palaidēja katodiem.

Attālums starp palaidēja elektrodiem nav būtisks, tāpēc ar tīkla spriegumu to ir viegli izsist. Tādējādi rodas strāva un uzkarst elementi, kas ietilpst elektroķēdē ar noteiktu pretestības daļu. Tieši starteris ir viens no šiem elementiem.

Dienasgaismas spuldžu starteru konstrukcijām ir praktiski identiska uzbūve: 1 – droselis; 2 – stikla kolba; 3 – dzīvsudraba tvaiki; 4 – spailes; 5 – elektrodi; 6 – korpuss; 7 – bimetaliskais kontakts; 8 – inerta gāzes viela; 9 – volframa kvēldiegi LDS; 10 – dzīvsudraba piliens; 11 – loka izlāde kolbā (+)

Kolba ir novietota plastmasas vai metāla korpusā, kas pilda aizsargapvalka lomu. Dažos paraugos virs vāka papildus ir īpašs skata caurums.

Par pieprasītāko materiālu bloka ražošanai tiek uzskatīts plastmasa. Pastāvīga augstu temperatūras režīmu iedarbība ļauj izturēt īpašo impregnēšanas sastāvu – luminoforu.

Piederumi tiek ražoti ar pāris kājiņām, kas darbojas kā kontakti. Tie ir izgatavoti no dažādiem metāliem.

Atkarībā no konstrukcijas veida elektrodi var būt simetriski kustīgi vai asimetriski ar vienu kustīgu elementu. To izvadi iet cauri lampas patronei.

Paralēli spuldzes elektrodiem ir pievienots kondensators ar jaudu 0,003–0,1 µF. Šis ir svarīgs elements, kas samazina radiotraucējumu līmeni un piedalās arī lampas iedegšanas procesā.

Obligāta detaļa ierīcē ir kondensators, kas spēj izlīdzināt pārsprieguma strāvas un vienlaikus atsprādzēt ierīces elektrodus, veicot loka dzēšanu, kas rodas starp strāvu vadošajiem elementiem.

Bez šī mehānisma pastāv liela iespējamība, ka kontakti var sametināties loka rašanās gadījumā, kas ievērojami samazina startera ekspluatācijas ilgumu.

Sadzīvē vispopulārākie ir balastu paraugi ar simetrisku kontaktu sistēmu un palaišanas elektrisko shēmu. Šādi paraugi ir mazāk pakļauti sprieguma krituma ietekmei elektriskajā tīklā.

Startera pareiza darbība ir atkarīga no barošanas tīkla sprieguma. Ja nominālās vērtības samazinās līdz 70–80%, dienasgaismas spuldze var neiedegties, jo netiks nodrošināta pietiekama elektrodu uzsildīšana.

Izvēloties vajadzīgo starteri, ņemot vērā konkrēto dienasgaismas spuldzes modeli (luminiscento vai LL), ir nepieciešams papildus analizēt katra veida tehniskās īpašības, kā arī izlemt par ražotāju.

Ierīces darbības princips

Pieslēdzot tīkla barošanu apgaismes ierīcei, spriegums iet caur LL droseles tinumiem un kvēldiegu, kas izgatavots no volframa monokristāliem.

Pēc tam tas nonāk līdz startera kontaktiem un starp tiem rodas gruzdošā izlāde, izraisot gāzes vides spīdēšanu, ko panāk ar tās sildīšanu.

Tā kā ierīcē ir vēl viens kontakts – bimetālisks, tas arī reaģē uz izmaiņām un sāk liekties, mainot formu. Tādā veidā šis elektrods noslēdz elektrisko ķēdi starp kontaktiem.

Gruzdošās izlādes radītās strāvas lielums svārstās no 20 līdz 50 mA, kas ir pilnīgi pietiekami, lai uzsildītu bimetālisko elektrodu, kas ir atbildīgs par ķēdes noslēgšanu (+).

Luminiscējošās ierīces elektriskajā shēmā izveidotā slēgtā ķēde vada caur sevi strāvu un silda volframa pavedienus, kas savukārt sāk izstarot elektronus no savas sakarsētās virsmas.

Tādējādi veidojas termoelektronu emisija. Tajā pašā laikā notiek balonā esošo dzīvsudraba tvaiku uzsildīšana.

Izveidota elektronu plūsma veicina sprieguma, kas no tīkla tiek pielikts startera kontaktiem, samazināšanos apmēram uz pusi. Kvēlojošās izlādes pakāpe sāk kristies līdz ar kvēldiega temperatūru.

Bimetāla plāksne samazina savu deformācijas pakāpi, tādējādi atverot ķēdi starp anodu un katodu. Strāvas plūsma caur šo posmu apstājas.

Tā rādītāju izmaiņas izraisa indukcijas elektrodzinējspēka rašanos droseles spolē, vadošajā kontūrā.

Bimetāla kontakts acumirklī reaģē, radot īslaicīgu izlādi tam pievienotajā shēmā: starp LL volframa kvēldiegiem.

Tā vērtība sasniedz vairākus kilovoltus, kas ir pilnīgi pietiekami, lai izlauztu cauri inertai gāzu videi ar sakarsētiem dzīvsudraba tvaikiem. Starp lampas galiem veidojas elektroloka, kas producē ultravioleto starojumu.

Tā kā šāds gaismas spektrs nav redzams cilvēkam, lampas konstrukcijā ir luminofors, kas absorbē ultravioleto starojumu. Rezultātā tiek vizualizēta standarta gaismas plūsma.

Mainoties strāvai kontūrā vai tai pilnībā pārtraucoties, proporcionāli notiek magnētiskās plūsmas izmaiņas caur plāksnes virsmu, kas ierobežo šo kontūru un izraisa pašindukcijas EMS ierosmi šajā shēmā.

Tomēr spriegums uz startera, kas pievienots paralēli lampai, nav pietiekams, lai veidotos kvēlojoša izlāde, attiecīgi elektrodi paliek atvērtā pozīcijā dienasgaismas spuldzes spīdēšanas periodā. Pēc tam starteris netiek izmantots darba shēmā.

Tā kā pēc spīdēšanas radīšanas strāvas rādītāji ir jāierobežo, shēmā tiek ievadīts elektromagnētiskais balasts. Pateicoties savai induktīvajai pretestībai, tas pilda ierobežojošas ierīces lomu, novēršot lampas bojājumus.

Starteru veidi dienasgaismas ierīcēm

Atkarībā no darba algoritma, palaišanas ierīces iedala trīs galvenajos veidos: elektroniskās, termiskās un ar kvēlojošo izlādi. Neskatoties uz to, ka mehānismiem ir atšķirības konstrukcijas elementos un darbības principos, tie veic identiskas funkcijas.

Elektroniskā tipa palaidējs

Procesi, kas tiek reproducēti starteru kontaktu sistēmā, nav vadāmi. Turklāt būtisku ietekmi uz to darbību atstāj apkārtējās vides temperatūras režīms.

Piemēram, temperatūrā zem 0°C elektrodu sildīšanas ātrums palēninās, attiecīgi ierīce patērēs vairāk laika gaismas aizdegšanai.

Arī karsējot kontakti var pielodēties viens pie otra, kas noved pie lampas spirāļu pārkaršanas un iznīcināšanas, t.i., tās bojāšanas.

Lielākā daļa elektronisko balastu modeļu LDS lampām ir ražoti uz UBA 2000T mikroshēmas bāzes. Šāds ierīces tips ļauj novērst elektrodu pārkaršanu, kā rezultātā ievērojami palielinās lampas kontaktu ekspluatācijas termiņš un līdz ar to arī tās darbības periods.

Pat pareizi funkcionējošas ierīces laika gaitā mēdz nolietoties. Tās ilgāk saglabā lampas kontaktu kvēli, tādējādi samazinot tās ražošanas resursu.

Tieši šāda veida trūkumu novēršanai starteru pusvadītāju mikroelektronikā tika izmantotas sarežģītas konstrukcijas ar mikroshēmām. Tās dod iespēju ierobežot palaidēja elektrodu aizvēršanas imitācijas procesa ciklu skaitu.

Lielākajā daļā tirgū pieejamo paraugu elektroniskā startera shēmas tehniskais izkārtojums sastāv no diviem funkcionāliem mezgliem:

• vadības shēmas;
• augstsprieguma komutācijas mezgla.

Kā piemēru var minēt PHILIPS firmas elektroniskā aizdedzinātāja mikroshēmu UBA2000T un STMicroelectronics ražoto augstsprieguma tiristoru TN22.

Elektroniskā startera darbības princips ir balstīts uz ķēdes atvēršanu, izmantojot sildīšanu. Dažiem paraugiem ir būtiska priekšrocība – gaidīšanas režīma aizdedzes opcija.

Tādējādi elektrodu atvēršana tiek veikta nepieciešamajā sprieguma fāzē un ar optimāliem kontaktu sildīšanas temperatūras rādītājiem.

Elektroniskā balasta pusvadītāju elementiem jāatbilst galvenajiem darbības raksturlielumiem, proti, pievienotās gaismas tehnikas ierīces jaudas un tīkla sprieguma vērtību attiecībai.

Svarīgi, ka lampas bojājumu un neveiksmīgu tās palaišanas mēģinājumu gadījumā šāda veida mehānisms izslēdzas, ja to skaits (mēģinājumu) sasniedz 7. Tāpēc nevar būt runas par elektroniskā startera priekšlaicīgu atteici.

Tiklīdz spuldzīte tiks nomainīta pret derīgu, ierīce varēs atsākt LL palaišanas procesu. Vienīgais šīs modifikācijas mīnuss ir augstā cena.

Startera shēmā kā papildu metode radiosignālu traucējumu samazināšanai var izmantot simetrētus droseles ar tinumu, kas sadalīts identiskās sekcijās ar vienādu apgriezienu skaitu, kas uztīti uz kopējas ierīces – serdeņa.

Mūsdienās ražotajiem balastiem ir saliekama-stieņa konstrukcija. Magnētiskā vada izgriešana tiek veikta no tērauda loksnēm. Parasti šādiem droselēm ir divi simetriski tinumi.

Visas spoles zonas ir savienotas secīgā secībā ar vienu no lampas kontaktiem. Ieslēdzot, abi tā elektrodi darbosies vienādos tehniskajos apstākļos, tādējādi samazinot traucējumu līmeni.

Termiskā tipa palaidējs

Galvenā atšķirīgā īpatnība termiskajiem aizdedzinātājiem ir ilgstošs LL palaišanas periods. Šāds mehānisms darbības procesā izmanto daudz elektroenerģijas, kas negatīvi ietekmē tā enerģijas patēriņa raksturlielumus.

Termostarteru sauc arī par termobimetālisko. Kontaktu uzsilšana notiek ar palēninājumu, kas efektīvi ietekmē apgaismes ierīces darbību zemas temperatūras vidē.

Parasti šis veids tiek pielietots zemas temperatūras apstākļos. Darbības algoritms būtiski atšķiras no citu veidu analogiem.

Strāvas padeves pārtraukuma gadījumā ierīces elektrodi atrodas slēgtā stāvoklī, bet, kad strāva tiek pievadīta, rodas augstsprieguma impulss.

Kvēlošanas izlādes mehānisms

Palaidējmehānismi, kas balstīti uz tlejošās izlādes principu, savā konstrukcijā satur bimetāliskos elektrodus.

Tie ir izgatavoti no metāla sakausējumiem ar dažādiem lineārās izplešanās koeficientiem, karsējot plāksni.

Tlejošās izlādes aizdedzinātāja mīnuss ir zemais sprieguma impulsa līmenis, kā dēļ nav pietiekamas LL iedegšanas uzticamības.

Lampas iedegšanas iespēja tiek noteikta pēc katodu iepriekšējās uzsilšanas ilguma un strāvas rādītājiem, kas plūst caur apgaismes ierīci startera kontaktu ķēdes atvēršanas brīdī.

Ja pirmajā mēģinājumā palaidējs neiededz lampu, tas automātiski atkārtos mēģinājumus, līdz lampa iedegsies.

Tāpēc šādas ierīces netiek izmantotas zemas temperatūras režīmos vai nelabvēlīgos klimatiskajos apstākļos, piemēram, paaugstināta mitruma gadījumā.

Ja netiks nodrošināts optimāls kontaktusistēmas uzsilšanas līmenis, lampa tērēs daudz laika iedegšanai vai arī tiks sabojāta. Saskaņā ar GOST standartiem startera patērētais laiks iedegšanai nedrīkst pārsniegt 10 sekundes.

Palaidējierīces, kas pilda savas funkcijas ar termiskā principa vai tlejošās izlādes palīdzību, obligāti tiek aprīkotas ar papildu ierīci – kondensatoru.

Kondensatora loma shēmā

Kā jau iepriekš minēts, kondensators atrodas ierīces apvalkā paralēli tās katodiem.

Šis elements risina divus galvenos uzdevumus:

1. Samazina elektromagnētisko traucējumu līmeni, kas rodas radioviļņu diapazonā. Tie rodas palaidēja elektrodu sistēmas un lampas radītā kontakta rezultātā.
2. Ietekmē luminiscences spuldzes iedegšanas procesu.

Šāds papildu mehānisms samazina impulsa sprieguma lielumu, kas veidojas, atverot startera katodus, un palielina tā ilgumu.

Kondensators samazina kontaktu salipšanas varbūtību. Ja ierīcē nav paredzēts kondensators, spriegums uz lampas diezgan ātri palielinās un var sasniegt vairākus tūkstošus voltu. Šādi apstākļi samazina lampu aizdedzināšanas uzticamības pakāpi.

Tā kā nomācošās ierīces izmantošana neļauj pilnībā novērst elektromagnētiskos traucējumus, shēmas ieejā tiek ievietoti divi kondensatori, kuru kopējā kapacitāte ir vismaz 0,016 μF. Tie tiek savienoti secīgi ar viduspunkta zemējumu.

Galvenie palaidēju trūkumi

Galvenais starteru trūkums ir konstrukcijas neuzticamība. Iedarbināšanas mehānisma atteice izraisa viltus startu – tiek vizualizēti vairāki gaismas uzplaiksnījumi, pirms sākas pilnvērtīga gaismas plūsma. Šādi traucējumi samazina lampas volframa diegu resursu.

Palaišanas aparāti rada ievērojamus enerģijas zudumus un samazina lampas ierīces efektivitāti. Pie trūkumiem pieder arī atkarība no sprieguma un ievērojama elektrodu iedarbināšanas laika izkliede.

Luminiscences lampām laika gaitā tiek novērots darba sprieguma pieaugums, savukārt starterim – otrādi, jo ilgāks kalpošanas laiks, jo zemāks ir kvēlojošās izlādes aizdegšanās spriegums. Tādējādi iznāk, ka ieslēgta lampa var izraisīt tā iedarbināšanu, kā rezultātā gaisma nodzisīs.

Palaidēja atvērtie kontakti atkal aizdedzina gaismu. Visi šie procesi notiek sekundes daļās, un lietotājs var novērot tikai mirgošanu.

Pulsējošais efekts izraisa acs tīklenes kairinājumu, kā arī noved pie droseles pārkaršanas, tā resursa samazināšanās un lampas bojāejas.

Tādas pašas negatīvās sekas sagaida arī no ievērojamās kontaktās sistēmas laika izkliedes. Tā bieži vien nav pietiekama pilnvērtīgai lampas katodu iepriekšējai uzkarsēšanai.

Rezultātā ierīce iedegas pēc vairākiem mēģinājumiem, ko pavada palielināts pārejas procesu ilgums.

Ja starteris ir pievienots vienas lampas shēmas ķēdē, šajā gadījumā nav iespējas samazināt gaismas pulsāciju.

Lai samazinātu negatīvo efektu, ieteicams izmantot šāda veida shēmas tikai telpās, kur izmantotas lampu grupas (pa 2–3 paraugiem), kuras jāiekļauj dažādās trīsfāzu ķēdes fāzēs.

Marķējumu skaidrojums

Vispārpieņemta saīsinājuma vietējās un ārvalstu ražošanas starteru modeļiem nav. Tāpēc apskatīsim apzīmējumu pamatus atsevišķi.

Vērtības 90С–220 dekodēšana izskatās šādi: starteris, kas darbojas ar luminiscences paraugiem, kuru jauda ir 90 W, bet nominālais spriegums 220 V (+)

Saskaņā ar GOST, burtciparu vērtību [XX][C]-[XXX] atšifrējums, kas uzdrukāts uz ierīces korpusa, izskatās šādi:

• [HH] – cipari, kas norāda uz gaismas reproducēšanas mehānisma jaudu: 60 W, 90 W vai 120 W;
• [S] – starteris;
• [HHH] – spriegums, kas tiek izmantots darbam: 127 V vai 220 V.

Lampu aizdedzes realizēšanai ārvalstu izstrādātāji izlaiž ierīces ar dažādiem apzīmējumiem.

Elektronisko formfaktoru ražo daudzas firmas.

Vislabāk pazīstamā vietējā tirgū — Philips, ražo šādu tipu starterus:

• S2 ir paredzēti jaudai 4–22 W;
• S10 — 4-65 vati.

Uzņēmums OSRAM ir orientēts uz starteru ražošanu gan atsevišķai gaismekļu pieslēgšanai, gan secīgai. Pirmajā gadījumā tas ir marķējums S11 ar jaudas ierobežojumu 4-80 W, ST111 — 4-65 W. Bet otrajā, piemēram, ST151 — 4-22 W.

Izgatavotie starteru modeļi ir pieejami plašā sortimentā. Galvenie parametri, kas tiek ņemti vērā izvēlē, ir atbilstošas vērtības luminiscences tipa lampu raksturlielumiem.

Kam jāpievērš uzmanība izvēloties?

Izvēloties iedarbināšanas mehānismu, nav pietiekami paļauties tikai uz izstrādātāja vārdu un cenu diapazonu, lai gan arī šie faktori ir jāņem vērā, jo tie norāda uz ierīces kvalitāti.

Šajā gadījumā uzvar uzticamās ierīces, kas praksē ir sevi pozitīvi pierādījušas. Ir vērts pievērst uzmanību šādiem uzņēmumiem: Philips, Sylvania un OSRAM.

Sylvania zīmola FS-11 starteris. Piemērots dienasgaismas spuldzēm ar jaudu 4–65 W. Var izmantot maiņstrāvas tīklā. Darbojas pēc tlejošās izlādes principa.

Par galvenajiem startētāja ekspluatācijas parametriem tiek uzskatītas šādas tehniskās īpašības:

1. Aizdedzes strāva. Šim rādītājam jābūt augstākam par lampas darba spriegumu, bet ne zemākam par barošanas tīkla spriegumu.
2. Bāzes spriegums. Pieslēdzot vienas lampas shēmai, izmanto aparātu uz 220 V, divu lampu shēmai – uz 127 V.
3. Jaudas līmenis.
4. Korpusa kvalitāte un tā ugunsizturība.
5. Ekspluatācijas termiņš. Standarta lietošanas apstākļos starterim jāiztur vismaz 6000 ieslēgšanu.
6. Katodu uzsildīšanas ilgums.
7. Izmantotā kondensatora tips.

Tāpat ir jāņem vērā spoles induktīvā pretestība un taisngriešanas koeficients, kas atbild par reversās pretestības attiecību pret tiešo pretestību pie pastāvīga sprieguma.

Papildu informācija par dienasgaismas spuldžu palaišanas-regulēšanas mehānisma ierīci, darbību un pieslēgšanu ir sniegta šajā rakstā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Palīdzība nepieciešamā balasta izvēlē dienasgaismas spuldzei:

Luminiscences ierīču palaižņa: marķējuma pamati un aparāta konstruktīvā uzbūve:

Teorētiski, startera darbības laiks ir ekvivalents lampas, kuru tas iedarbina, kalpošanas laikam. Tomēr jāņem vērā, ka laika gaitā kvēlizlādes sprieguma intensitāte samazinās, kas ietekmē dienasgaismas spuldzes darbību.

Tomēr ražotāji iesaka vienlaikus nomainīt gan starteri, gan lampu. Lai iegādātos nepieciešamo modifikāciju, sākotnēji ir vērts izpētīt ierīču pamatrādītājus.

Dalieties ar lasītājiem ar savu pieredzi, izvēloties starteri dienasgaismas spuldzēm. Lūdzu, atstājiet komentārus, uzdodiet jautājumus par raksta tēmu un piedalieties diskusijās – atsauksmju forma atrodas zemāk.