Transformators halogēna lampām: kam tas vajadzīgs, darbības princips un pievienošanas noteikumi

Halogēnspuldzes var uzskatīt par uzlabotu variantu visiem pazīstamajām kvēlspuldzēm. Tās darbojas vienādi, taču, pateicoties dažām halogēnspuldžu īpatnībām, tās ir ekonomiskākas, izturīgākas un sniedz patīkamu acīm, bet tajā pašā laikā spilgtu gaismu.

Ražotāji piedāvā divus halogēno apgaismes ierīču variantus: augstsprieguma un zemsprieguma. Lai pēdējie darbotos pareizi, nepieciešams transformators halogēnspuldzēm. Mēs pastāstīsim, kā izvēlēties un pareizi pieslēgt minēto ierīci.

Kāpēc halogēnspuldzei vajadzīgs transformators?

Halogēnspuldzes veiksmīgi konkurē ar gaismas diodēm. Neskatoties uz pēdējo labākajiem ekspluatācijas raksturlielumiem, bieži uzvar tieši halogēnspuldzes, kas izskaidrojams ar to zemākām izmaksām un līdz ar to pieejamību, kā arī dažām gaismas diožu gaismas stara īpatnībām, no kā acis var nogurt.

Galvenais gaismas diožu 'trumpis' – darbs bez sasilšanas, kas dod iespēju tās plaši izmantot. Tāda pati priekšrocība ir arī halogēnspuldzēm, bet tikai zemsprieguma spuldzēm. Tās var uzstādīt vietās, kas ir jutīgas pret augstu temperatūru. Piemēram, griestos iebūvētajos gaismekļos.

Taču jāsaprot, ka samazināta sprieguma halogēnspuldzes var darboties tikai ar transformatoriem. Pēdējie ir nepieciešami, lai pārveidotu tīkla spriegumu līdz spuldzei pieņemamam rādītājam. Parasti tas ir 12 V.

Bez tam transformators aizsargā gaismas avotu no sprieguma svārstībām, pārkaršanas un īssavienojuma, kā arī var nodrošināt iespēju pakāpeniskai apgaismojuma ieslēgšanai. Jāatzīst, ka vidēji spuldzes ar transformatoriem kalpo daudz ilgāk. Lai gan daudz kas atkarīgs no to kvalitātes.

Zemsprieguma tipa halogēnspuldzes nespēj darboties no tīkla sprieguma 220 V, tāpēc tās jāpieslēdz tikai caur pazeminošu transformatoru.

Kādi ir transformatori?

Par transformatoriem sauc elektromagnētiskā vai elektroniskā tipa ierīces. Tās nedaudz atšķiras pēc darbības principa un dažiem citiem raksturlielumiem.

Elektromagnētiskie varianti maina standarta tīkla sprieguma parametrus uz raksturlielumiem, kas piemēroti zemsprieguma halogēnspuldzēm, elektroniskās ierīces papildus minētajam darbam veic arī strāvas pārveidošanu.

Toroidāla elektromagnētiskā ierīce

Vienkāršākais toroidālais transformators sastāv no diviem tinumiem un serdes. Pēdējo sauc arī par magnētvadu. To izgatavo no feromagnētiska materiāla, parasti tērauda. Tinumi atrodas uz stieņa.

Primārais tinums ir pievienots enerģijas avotam, sekundārais – attiecīgi patērētājam. Elektriskā saikne starp sekundāro un primāro tinumu nav.

Neskatoties uz zemām izmaksām un uzticamību ekspluatācijā, toroidālais elektromagnētiskais transformators mūsdienās reti tiek izmantots halogēnspuldžu pieslēgšanai.

Tādējādi jauda starp tām tiek pārnesta tikai elektromagnētiski. Lai palielinātu induktīvo saikni starp tinumiem, tiek izmantots magnētvads. Pieslēdzot maiņstrāvu pie spailes, kas savienota ar pirmo tinumu, tas rada serdes iekšpusē mainīga tipa magnētisko plūsmu.

Pēdējais sasaucas ar abiem tinumiem un inducē tajos elektrodzinējspēku jeb EDS. Tā ietekmē sekundārajā tinumā tiek radīta maiņstrāva ar spriegumu, kas atšķiras no tā, kas bija primārajā.

Atkarībā no apgriezienu skaita tiek noteikts transformatora tips, kas var būt paaugstinošs vai pazeminošs, un transformācijas koeficients. Halogēnspuldzēm vienmēr tiek izmantotas tikai pazeminošās ierīces.

Par tinumu ierīču priekšrocībām tiek uzskatītas:

• Augsta uzticamība darbā.
• Vienkāršība pieslēgšanā.
• Zemas izmaksas.

Tomēr toroidālos transformatorus mūsdienu shēmās ar halogēnspuldzēm var sastapt diezgan reti. Tas izskaidrojams ar to, ka konstrukcijas īpatnību dēļ šādām ierīcēm ir diezgan ievērojami izmēri un masa. Tāpēc tās ir grūti nomaskēt, piemēram, iekārtojot mēbeļu vai griestu apgaismojumu.

Iespējams, galvenais toroidālo elektromagnētisko transformatoru trūkums ir masīvums un ievērojami izmēri. Tos ir ārkārtīgi grūti nomaskēt, ja nepieciešama slēpta uzstādīšana.

Arī pie šāda tipa ierīču mīnusiem var pieskaitīt uzkaršanu darbības laikā un jutīgumu pret iespējamiem sprieguma svārstībām tīklā, kas negatīvi ietekmē halogēnspuldžu kalpošanas laiku.

Turklāt tinumu transformatori darbības laikā var dūkt, tas ne vienmēr ir pieņemami. Tāpēc ierīces lielākoties tiek izmantotas nedzīvojamās telpās vai ražošanas ēkās.

Impulsa jeb elektroniskā ierīce

Transformators sastāv no magnētiskā serdeņa vai serdeņa un diviem tinumiem. Atkarībā no serdeņa formas un tinumu izvietošanas veida uz tā izšķir četrus šādu ierīču veidus: stieņveida, toroidāls, bruņveida un bruņstieņveida.

Var atšķirties arī sekundārā un primārā tinuma apgriezienu skaits. Variējot to attiecības, iegūst pazeminošas un paaugstinošas ierīces.

Impulsu transformatora konstrukcijā ir ne tikai tinumi ar serdeni, bet arī elektroniskais pildījums. Pateicoties tam, tajā var iebūvēt aizsardzības sistēmas pret pārkaršanu, vienmērīgu ieslēgšanu un citas.

Impulsu tipa transformatora darbības princips nedaudz atšķiras. Uz primāro tinumu tiek padoti īsi vienpolāri impulsi, pateicoties tam serdenis pastāvīgi atrodas magnetizācijas stāvoklī.

Impulsi uz primārā tinuma tiek raksturoti kā īslaicīgi taisnstūrveida signāli. Tie ģenerē induktivitāti ar tādām pašām raksturīgām pārejām.

Tie savukārt rada impulsus uz sekundārās spoles.

Šī īpašība dod elektroniskajiem transformatoriem veselu virkni priekšrocību:

• Neliels svars un kompaktums.
• Augsts lietderības koeficients.
• Iespēja iebūvēt papildu aizsardzību.
• Paplašināts darba sprieguma diapazons.
• Nav karsēšanas un trokšņa darbības laikā.
• Iespēja koriģēt izejas spriegumu.

No trūkumiem jāatzīmē reglamentēta minimālā slodze un diezgan augsta cena. Pēdējais ir saistīts ar noteiktām sarežģītībām šādu ierīču izgatavošanas procesā.

Pazeminošā aprīkojuma izvēles noteikumi

Izvēloties transformatoru halogēna tipa gaismas avotiem, jāņem vērā daudzi faktori. Jāsāk ar divām svarīgākajām īpašībām: ierīces izejas spriegumu un tā nominālo jaudu.

Pirmajam stingri jāatbilst ierīcei pieslēgto lampu darba sprieguma vērtībai. Otrais savukārt nosaka kopējo gaismas avotu jaudu, ar kuriem transformators darbosies.

Uz transformatora korpusa vienmēr ir marķējums, kuru izpētot var iegūt pilnīgu informāciju par ierīci.

Lai precīzi noteiktu nepieciešamo nominālo jaudu, ieteicams veikt vienkāršu aprēķinu. Lai to izdarītu, jāsaskaita visu gaismas avotu jaudas, kas tiks pieslēgtas pazeminošajai ierīcei. Iegūtajai vērtībai jāpievieno 20% «rezerves», kas nepieciešama ierīces pareizai darbībai.

Ilustrēsim ar konkrētu piemēru. Dzīvojamās istabas apgaismojumam plānots uzstādīt trīs halogēno lampu grupas: katrā pa septiņām. Tie ir punktveida iekārtas ar spriegumu 12 V un jaudu 30 W. Katrai grupai būs nepieciešami trīs transformatori. Izvēlēsimies piemērotu. Sāksim ar nominālās jaudas aprēķinu.

Saskaitīsim un iegūsim, ka grupas kopējā jauda ir 210 W. Ņemot vērā nepieciešamo rezervi, iegūstam 241 W. Tādējādi katrai grupai būs nepieciešams transformators, kura izejas spriegums ir 12 V, iekārtas nominālā jauda 240 W.

Šiem raksturlielumiem atbilst gan elektromagnētiskās, gan impulsa ierīces. Izvēloties pēdējo, īpaša uzmanība jāpievērš nominālajai jaudai. Tai jābūt norādītai kā divi skaitļi. Pirmais apzīmē minimālo darba jaudu.

Jāzina, ka lampu kopējai jaudai jābūt lielākai par šo vērtību, citādi ierīce nedarbosies. Un neliela piezīme no speciālistiem, kas attiecas uz jaudas izvēli. Viņi brīdina, ka transformatora jauda, kas norādīta tehniskajā dokumentācijā, ir maksimālā.

Tas nozīmē, ka normālā stāvoklī tas izdos aptuveni par 25-30% mazāk. Tāpēc tā sauktā jaudas «rezerve» ir nepieciešama. Jo, ja piespiedīs ierīci strādāt uz iespēju robežas, tā ilgi nekalpos.

Ilgstošai halogēno gaismekļu ekspluatācijai ir ļoti svarīgi pareizi izvēlēties pazeminošā transformatora jaudu. Turklāt tai ir jābūt ar zināmu “rezervi”, lai ierīce nestrādātu uz savu iespēju robežas.

Vēl viena svarīga nianse attiecas uz izvēlētā transformatora izmēriem un tā izvietošanas vietu. Jo jaudīgāka ierīce, jo tā ir masīvāka. Īpaši tas ir aktuāli elektromagnētiskajiem agregātiem. Vēlams uzreiz atrast piemērotu vietu tā uzstādīšanai.

Ja gaismekļu ir vairāki, lietotāji biežāk izvēlas tos sadalīt grupās un katrai grupai uzstādīt atsevišķu transformatoru. Tas tiek izskaidrots ļoti vienkārši.

Pirmkārt, pazeminošās ierīces atteices gadījumā pārējās apgaismojuma grupas darbosies normāli. Otrkārt, katram no šādās grupās uzstādītajiem transformatoriem būs mazāka jauda nekā kopējam, kas būtu jāuzstāda visām lampām. Līdz ar to tā izmaksas būs ievērojami zemākas.

Divas transformatora pieslēgšanas iespējas

Pirms pazeminošās ierīces pieslēgšanas ir jāizveido gaismekļu izvietojuma shēma, ja to ir vairāk nekā divi. Turklāt jāizvēlas transformatora montāžas vieta.

Pēdējais tiek darīts, ievērojot šādus noteikumus:

• Jānodrošina brīva piekļuve ierīcei, kas ir nepieciešama tās apkopei vai nomaiņai.
• Ja transformators atradīsies slēgtā telpā, tās tilpums nedrīkst būt mazāks par 10 litriem. Tas ir nepieciešams, lai novadītu ierīces darbības laikā radušos siltumu.
• Attālumam no ierīces līdz tuvākajai halogēna spuldzei jābūt ne mazākam par 250 mm. Tas tiek darīts, lai izvairītos no nevēlamas papildu gaismas avota sildīšanas.

Tikai pēc tam, kad ir noteikta vieta transformatoram un spuldzēm, var uzsākt montāžu un pieslēgšanu.

Svarīga ir pareiza vietas izvēle pazeminošā transformatora uzstādīšanai. Ja tas tiks uzstādīts slēgtā telpā, tās tilpumam jābūt pietiekamam, lai novadītu ierīces darbības laikā radušos siltumu.

Šajā gadījumā ir iespējami divi galvenie varianti, turklāt pēdējo var modificēt un izmantot ne tikai divu, bet arī trīs un vairāku gaismekļu grupu pieslēgšanai.

Viena transformatora gaismekļu ķēde

Šāds variants tiek uzskatīts par optimālu četriem, maksimums pieciem gaismas avotiem. Ja spuldžu ir vairāk, vislabāk tās sadalīt grupās. Halogēnspuldzes pieslēdz tikai paralēli. Tas jāņem vērā, veidojot shēmu. Vēl viena svarīga nianse.

Nepieciešams izvietot spuldzes tā, lai attālums no katras no tām līdz transformatoram būtu aptuveni vienāds. Tas ir nepieciešams ierīču pareizai darbībai.

Ja vadi ir dažāda garuma, spuldzes degs nevienādi. Tā, kurai vads ir īsāks, spīdēs spožāk. Ierīce ar garu kabeli degs blāvi.

Turklāt pēdējā gadījumā darbības laikā iespējama arī vada sildīšana, kas ir ļoti nevēlama. Speciālisti iesaka veidot shēmu tā, lai katra uz spuldzēm atkārtotā vada garums nepārsniegtu 200 mm. Šajā gadījumā kabeļa šķērsgriezumam jābūt ne mazākam par 1,5 kv. mm.

Šādā veidā pieslēdz nelielu skaitu spuldžu. Optimāli savienot ne vairāk kā piecas, pretējā gadījumā būs jāuzstāda lielas jaudas transformators.

Uz transformatora korpusa atrodas izejas un ieejas spailes. Primārie ir marķēti kā N un L vai Input. Tā ir ieeja, kas atrodas 220 V pusē. Jāatceras, ka šeit pieslēgšana tiek veikta caur viena taustiņa slēdzi.

Tālāk no sadales kārbas atkārtotie nulles un fāzes vadi zilā un oranžā vai brūnā krāsā tiek savienoti ar attiecīgajiem transformatora spailēm. Pie sekundārajiem spailēm Output vai pazeminošās ierīces izejas tiek pieslēgtas halogēna spuldzes.

Šim nolūkam izmanto tikai vara vadus ar vienādu šķērsgriezumu. Svarīga piezīme. Ja kādu iemeslu dēļ transformatora spailem nepietiek, jāuzstāda papildu spaiļu skavas. Tās var iegādāties jebkurā specializētā veikalā.

Divas spuldžu grupas ar diviem transformatoriem

Šāds pieslēgums ir optimāls, ja gaismekļu ir vairāk nekā pieci. Grupas var sastāvēt no vienāda daudzuma lampu vai atšķirīga. Tas nav svarīgi. Galvenais, lai katrai grupai būtu pareizi izvēlēts transformators. Tāpat kā iepriekš aprakstītajā variantā, jāsāk ar shēmas izveidi.

Izvēloties lampu izvietojuma vietu, darbojas līdzīgi noteikumi. Proti, visu no transformatora uz tām ejošo vadu garumam jābūt aptuveni vienādam.

Tā tiek pievienotas divas halogēna gaismekļu grupas. Katrai no tām tiek izmantots savs transformators, bet slēdzis ir kopīgs abām.

To var būt diezgan sarežģīti izdarīt. Tad būs jāveic dažas korekcijas. Jāzina, ka vara vadiem ar šķērsgriezumu 1,5 kv. mm, kurus tieši ir ieteicams izmantot šajā gadījumā, optimālais garums svārstās no 150 līdz 300 cm. Šādā attālumā enerģija tiks pārraidīta ar minimāliem zudumiem un bez traucējumiem.

Dažreiz šāda garuma acīmredzami nepietiek. Šajā gadījumā būs jāizvēlas lielāka šķērsgriezuma vads. Attālumam no 300 līdz 400 cm tiek izvēlēts kabelis ar šķērsgriezumu līdz 2,5 kv. mm. Ja tiek plānots vēl lielāks garums, kas nav vēlams, jāveic īpašs aprēķins un jānosaka piemērotais šķērsgriezums pēc īpašas tabulas.

Katra transformatora un tam pievienoto lampu grupu pieslēgšana tiek veikta līdzīgi iepriekš aprakstītajam veidam. Proti, nulles dzīsla no sadales kārbas tiek pievienota transformatoru nulles spailēm.

Fāzes dzīsla no slēdža tiek savienota ar pazeminošo ierīču fāzes kabeļiem. Teorētiski šādā veidā var pieslēgt arī vairāk nekā divas gaismekļu grupas, bet katrai no tām tiek uzstādīts savs transformators.

Svarīga piezīme. Katrai no pazeminošajām ierīcēm tiek ievilkts atsevišķs kabelis, turklāt tie tiek savienoti tikai sadales kārbas iekšpusē. Daži «meistari» izvēlas savienot vadus kaut kur zem griestiem, neizmantojot sadales kārbu.

Tā ir nopietna kļūda, kas ir pretrunā ar PUE, kurā teikts, ka katram izveidotajam kabeļu savienojuma posmam obligāti jānodrošina brīva piekļuve apskatei, apkopei un iespējamam remontam. Tāpēc vienīgais pareizais variants ir savienojums sadales kārbā.

Veidojot halogēna apgaismojumu ar lielu skaitu lampu, ir svarīgi pareizi aprēķināt apgaismojuma grupu skaitu un katrai no tām transformatoru atrašanās vietu.

Speciālisti uzsver, ka, ja paredzēts pieslēgt grupu, kas sastāv no liela skaita lampu, ir iespējama varianta izvēle ar sadales kārbas izvietošanu starp gaismekļiem un transformatora izeju. Tas ir īpaši aktuāli, ja pazeminošajā ierīcē ir nepietiekams spaiļu skaits vai ir ierobežojumi tās izvietošanai.

Izvēloties šādu variantu, ir jāzina, ka pie vienādas jaudas zemsprieguma ķēde laiž cauri lielāku strāvu nekā augstsprieguma ķēde. Pamatojoties uz to, ir nepieciešams precīzi aprēķināt, lai noteiktu vadu šķērsgriezumu. To veic, aprēķinot kopējo strāvas stiprumu.

Ilustrēsim ar piemēru. Septiņi 12 V gaismas avoti ar jaudu 35 W ir jāpieslēdz caur transformatoru. Lampas tiek montētas paralēli caur sadales kārbu. Ir jānosaka vadu šķērsgriezums, kas tiks izvilkts starp sadalītāju un bloka izeju.

Lai to izdarītu, vispirms reizinām spuldžu skaitu ar to jaudu. Pēc tam iegūto vērtību dalām ar darba spriegumu. Iegūstam aptuveni 29 A. Tā ir strāvas stiprums, kas plūdīs caur zemsprieguma elektroinstalāciju.

Izmantojot PUE sniegto tabulu par vadu šķērsgriezuma atkarību no darba sprieguma, nosakām piemērotu vadu izmēru. Mūsu gadījumā tas būs vismaz 4 kv. mm. Kā redzams, slodze ir pietiekami liela. Iespējams, ir jēga sadalīt šo lampu grupu vēl divās daļās.

Ja, pieslēdzot divas halogēnu lampu grupas, uzstāda divtaustiņu slēdzi, var iegūt iespēju pārvaldīt katru no tām atsevišķi

Montējot divas halogēnu spuldžu grupas caur transformatoru, var izmantot divu veidu slēdžus. Ja uzstāda vienu taustiņu modeli, abas grupas var ieslēgt/izslēgt tikai vienlaicīgi. Ja nepieciešama atsevišķa gaismas ierīču grupu vadība, var uzstādīt divtaustiņu slēdzi.

Praktiķu speciālistu ieteikumi

Praksē elektriķi bieži saskaras ar nepieciešamību uzstādīt zemsprieguma halogēnspuldzes, kad elektroinstalācija jau ir ierīkota un veiksmīgi tiek izmantota. Šādā gadījumā ne vienmēr ir iespējams veikt lampu paralēlo pieslēgumu pie transformatora bez kardinālas instalācijas pārveidošanas.

Lai samazinātu izmaksas, speciālisti šajā gadījumā iesaka savienot katru gaismekli ar savu transformatoru. Parasti tās būs mazas jaudas un izmēra ierīces.

Ja tas šķiet izšķērdīgi, var uzstādīt gaismekļos zemsprieguma halogēnspuldžu vietā augstsprieguma halogēnspuldzes uz 220 V. Bet šajā gadījumā tās būs jāaprīko ar mīkstās palaišanas ierīci. Vai arī kā variants, ja gaismekļa konstrukcija to atļauj, var nomainīt halogēnspuldzes pret ekonomiskās klases LED spuldzēm.

Ar orientieriem halogēnspuldžu izvēlei apgaismojuma sistēmas izveidei iepazīstinās raksts, kurš rūpīgi aplūko visas jautājuma puses.

Iespēja regulēt apgaismojuma intensitāti piesaista daudzus. Lielākā daļa elektronisko transformatoru ir papildināti ar iespēju samazināt ieejas spriegumu, kas ļauj regulēt halogēna apgaismojuma spilgtumu.

Ļoti bieži tiek plānota apgaismojuma intensitātes regulēšana, kam kopējā shēmā tiek pievienots dimmeris. Jāzina, ka lielākā daļa impulsa transformatoru nav paredzēti darbam kopā ar dimmeri.

Tā kā tas negatīvi ietekmē elektroniskā pārveidotāja darbību, tas galu galā ievērojami samazina pievienoto halogēna spuldžu kalpošanas laiku.

Šī iemesla dēļ optimālais variants darbam pārī ar dimmeri ir toroidālais elektromagnētiskais transformators. Un vēl viena piezīme.

Elektriķi uzstājīgi iesaka neaizmirst par jau uzstādīto pazeminošo ierīču apkopi. Optimāli reizi sešos mēnešos veikt to plānoto pārbaudi ar darbspējas pārbaudi. Ja tiek atklātas problēmas, ierīces remontē vai nomaina.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video #1. Iepazīstieties – Osram transformatori:

Video #2. Kā pareizi pieslēgt transformatoru:

Video #3. Viss, kas jāzina par halogēna tipa gaismas avotu transformatoriem:

Zemsprieguma halogēna spuldzes – praktisks risinājums iebūvētā apgaismojuma iekārtošanai. Tās tiek uzskatītas par budžeta analogu LED gaismas diodēm, ievērojami pārspējot tās izstarotās gaismas kvalitātē.

Galvenā grūtība, izmantojot zemsprieguma halogēnspuldzes, ir nepieciešamība pieslēgt pazeminošo transformatoru. Tomēr, ja viss tiek izdarīts pareizi, apgaismes ierīces kalpos ilgi un bez problēmām.

Vai jums ir pieredze transformatora pieslēgšanā mazjaudas halogēna spuldzes darbībai? Vai zināt tehnoloģiskās nianses, kas noderēs vietnes apmeklētājiem? Lūdzu, rakstiet komentārus, dalieties ar noderīgu informāciju, publicējiet fotogrāfijas zemāk esošajā blokā.