Балластные устройства | Любителям аквариума

Балластные устройства. Пускорегулирующая аппаратура люминесцентных ламп.

Люминесцентная лампа, в отличие от лампы накаливания, не может быть включена напрямую в электрическую сеть. Для зажигания дуги в люминесцентной лампе требуется импульс высокого напряжения. Для этого применяют специальные устройства — балласты. Наиболее распространённые на сегодняшний день схемы: электромагнитный балласт с неоновым стартером и различные разновидности электронных балластов.

Пускорегулирующие автоматы бывают двух типов: ЭмПРА (электромагнитные) и ЭПРА (электронные). Последние обладают лучшими характеристиками и обеспечивают лучший “розжиг” ламп, и позволяют увеличить срок службы ламп, плюс еще и по габаритным размерам ЭПРА меньше, что позволяет разместить их в аквариумной крышке (тумбе) с меньшими потерями пространства. В некоторых случаях, для ламп определенной мощности, выбор ЭПРА ограничен всего одним – двумя производителями. Также бывают модели ЭПРА, позволяющие подключать несколько ламп (2 или 4) к одному устройству. Схема подключения ЭПРА достаточно проста, требуется только аккуратность, при этом не надо забывать о необходимости герметизации всех электрических соединений. При покупке новой системы ламп, имеет смысл подумать об использовании электронного балласта.

Электромагнитный балласт представляет собой электромагнитный дроссель, подключаемый последовательно с лампой. Последовательно нитям лампы подключается стартер, представляющий собой неоновую лампу с биметаллическими электродами и конденсатор. Дроссель формирует за счёт самоиндукции запускающий импульс, а также ограничивает ток через лампу. В настоящее время преимуществами электромагнитного балласта являются простота конструкции, надёжность и низкая стоимость.

Параметры балласта важны при выборе оптимальной схемы освещения и, особенно, в случае, когда схема собирается самостоятельно. Ниже рассмотрены некоторые параметры балласта, многие из которых указаны на самом балласте или в каталоге.

Мощность (power) — мощность балласта должна соответствовать мощности лампы. Нельзя использовать балласт для лампы с мощностью, отличной от номинальной. Это приведет либо к выходу лампы из строя, либо к пониженной ее светоотдаче. Некоторые балласты специально предназначены для работы с пониженной мощностью, например, в тех случаях, когда долгий срок работы лампы более важен. Такие балласты называются экономичными (не надо путать их с экономичными лампами (energy savings), которые потребляют меньше мощности и дают меньше света при включении в обычный балласт).

Коэффициент мощности (power factor) — еще называется косинусом угла. Дает представление о том, насколько хорошо используется ток и напряжение сети. У обычного магнитного дросселя, без корректирующего конденсатора, коэффициент мощности около 0.5 (low power factor ballast). Балласт с низким коэффициентом мощности приведет к возрастанию тока в цепи. Большинство современных балластов имеют коэффициент мощности близкий к 0.95-0.97 (high power factor ballast).

Входное напряжение (voltage) — многие современные балласты имеют возможность подключения к сети с различным напряжением. Также надо следить за выбором корректирующего конденсатора для сети с частотой 50 и 60 Гц. Современные балласты, особенно электронные, могут компенсировать изменение напряжения питающей сети. В противном случае, световой поток будет резко изменятся, и при уменьшении напряжения ниже 80-85% номинального лампа может погаснуть.

Потери мощности в балласте (power losses) — характеризует мощность, рассеянную в балласте, т.е. на нагревание балласта. Типичные потери в электромагнитном балласте — 5-10 Вт (в электронном в несколько раз меньше). Потери мощности означают повышенный расход энергии, более высокую температуру ламп (если они расположены близко к балласту), что приводит к уменьшению светоотдачи и сокращению срока службы ламп.

Балласт-коэффициент (ballast-factor) — один из наиболее важных параметров. Показывает количество света, производимое лампой при использовании балласта, относительно значений в каталоге, т.е. при использовании лабораторного балласта. Например, балласт-коэффициент 0.9 означает, что лампа, с каталожным значением 2000 Лм, излучает только 1800 Лм. Многие высокочастотные электронные балласты имеют коэффициент больше единицы (это не значит, что они нарушают закон сохранения энергии, это не КПД), т.е. при использовании балласта с коэффициентом 1.15 данная лампа будет производить 2300 Лм. Однако не следует использовать балласты с коэффициентами большими 1.1-1.15, поскольку это укорачивает срок службы лампы.

Температура (case temperature) — указывается на корпусе балласта. Надо следить, чтобы она не превышала указанного значения. Для магнитных балластов она составляет обычно 120-130°C, для электронных 70-75°C.

Пиковый ток (inrush current, crest factor) — характеризует скачок тока в сети во время зажигания лампы. Чем он меньше, чем лучше для электрической цепи.

Нелинейные гармонические искажения (total harmonic distortion) — некоторые балласты, особенно электронные, могут вызывать нежелательные эффекты в электрической цепи. В современных балластах они не превышают 10-20%.

Шум (audible noise) — балласты делятся по производимому ими шуму на несколько категорий. Постарайтесь не использовать в жилой комнате балласт, предназначенный для использования в гараже. Высокочастотные балласты практически бесшумны.

Количество подключаемых ламп — многие балласты предназначены для использования в схеме с 2-4 лампами. В подобном случае балласт используется более эффективно, потери на лампу меньше, чем в схеме, когда каждая лампа питается своим балластом. Традиционные балласты (pre-heat, rapid start) используют обычно последовательное подключение ламп, т.е. при отключении одной лампы отключаются и все остальные. Балласт мгновенного старта (instant start) и многие электронные балласты рассчитаны на параллельное подключение ламп, т.е. при этом выключение одной лампы не приводит к выключению остальных.

Электронное балластное устройство.

Электронный балласт подаёт на электроды лампы напряжение не с частотой сети, а высокочастотное (25-133 кГц), в результате чего заметное для глаз мигание ламп исключено. Однако высокочастотные колебания, проходя через лампу, как антенну, создают электромагнитные помехи в широком спектре, поэтому радиодиапазон ДВ — длинные волны, начинающийся с 540 кГц, стал не пригоден для использования, но аргументировали это тем, что невыгодно строить антенны большого размера и перешли на диапазон УКВ, волны которого распространяются только в пределах прямой видимости и нужны повторители-репитеры.

Может использоваться один из двух вариантов запуска ламп: Холодный запуск — при этом лампа зажигается сразу после включения. Такую схему лучше использовать в случае, если лампа включается и выключается редко, так как режим холодного пуска более вреден для электродов лампы. Горячий запуск — с предварительным прогревом электродов. Лампа зажигается не сразу, а спустя 0,5-1 сек, зато срок службы увеличивается, особенно при частых включениях и выключениях.

Балласт имеет много преимуществ по сравнению с магнитным: •— Плавное регулирование мощности от 1% до 100% при неизменной температуре цвета (требуется специальный балласт и диммер); •— Имеют интерфейс DALI для расширения управления освещением — подключение ДУ, таймеров, кнопочных пультов, регуляторов интенсивности свечения (диммер); •— Защитное самоотключение при коротком замыкании; • — Самоотключение при попытке установки дефектной лампы; •— Повышается эффективность лампы. Коэффициент балласта увеличивается на 20-30%, т.е. лампа производит больше света; •— Уменьшены потери в балласте в несколько раз — отсутствует огромный кусок железа. Потребление электроэнергии при использовании электронного балласта обычно на 20-25% ниже и уменьшается температура, что важно для работы лампы; •— Балласт становится компактным, что важно при размещении его в тесном месте; •— Балласт не производит шум в звуковом диапазоне; •— Уменьшаются пульсации лампы;

Схемы включения ламп — через балластное устройство, со стартером, без стартера.