MONTAJE CU LĂMPI FLUORESCENTE

Transcript

1 Lucrre MONTJE U LĂMPI FLUOEENTE. Generlităţi Lămpile fluorescente limentte cu tensiuni de frecvenţă industrilă se comportă c rezistore nelinire, neinerţile, cu o crcteristică volt-mper dinmică simetrică şi cu histerezis (fig..-). Din cestă cuză formele de undă (fig..-) le tensiunii pe lmpă U l şi curentului cestei I l sunt deformte, ir fctorul de putere v fi: U I k u i dt l l l l l sintdt. Ul Il Ul Il în ipotez simplifictore că tensiune pe lmpă re o vriţie rectngulră =U l, ir curentul este sinusoidl i l Il sint. Lmp fluorescentă se comportă c un genertor nesinusoidl de tensiune opus reţelei şi, pentru mări durt de funcţionre sursei de lumină, este necesră diminure procentului de rmonici în form de undă curentului. cest lucru este posiil dcă fctorul de vârf su crestă (rportul dintre vlore mximă şi ce eficce unui semnl periodic) stisfce l f v,. Dtorită crcterului neinerţil l descărcării, lmp se prinde şi se stinge pe fiecre lternnţă tensiunii de limentre, cee ce conduce l o emisie de lumină cu o frecvenţă dulă în rport cu ce sursei de limentre. Pâlpâire lămpii cuzeză priţi efectului strooscopic, prin cre se înţelege modificre prentă mişcării unui oiect tunci când supr lui cde un flux luminos vriil. Din exminre oscilogrmei curentului se consttă existenţ unor puze căror durtă se reduce dcă este stisfăcută ineglitte U s /U l,5, unde U s este vlore eficce tensiunii reţelei. i l Fig.. rcteristic dinmică () şi formele de undă, i l () pentru o lmpă fluorescentă i l t - Deorece lămpile fluorescente funcţioneză pe zon cu pntă negtivă crcteristicii volt-mper sttice descărcării, conectre l surs de limentre se fce prin intermediul dispozitivelor de pornire-reglre cre, în principiu, stilizeză regimul de funcţionre l rcului electric. nsmlul lmpă -dispozitiv de pornirereglre portă numele de montj cămpi fluorescente. Montjele cămpi fluorescente pot fi limentte cu tensiuni: continue, de frecvenţă industrilă su de frecvenţă ridictă şi treuie să stisfcă următorele cerinţe clittive. limitre pâlpâirii fluxului luminos şi reducere procentului de rmonici în form de undă curentului; fctor de putere ridict pentru o utilizre rţionlă sursei de limentre; impednţă ridictă în udiofrecvenţă, mi les dcă reţeu de distriuţie se utilizeză şi l telecomenzi su teletrnsmisii de dte.. Montje cămpi fluorescente limentte cu tensiuni de frecvenţă industrilă În czul tensiunilor de limentre de frecvenţă industrilă, dispozitivele de pornire-reglre treuie să sigure: impulsul de tensiune necesr morsării, stilizre descărcării în rc cu pierderi minime de energie, tenure rmonicilor de rng superior în form de undă curentului şi evitre regimului de funcţionre cu puze de curent. Lămpile fluorescente se pot conect l reţe după o multitudine de scheme dr, l noi în ţră, s-u impus montjele cu prindere cu strter şi cele cu prindere rpidă, fără strter. În tote vrintele, c elemente de limitre-stilizre descărcării se utilizeză impednţe cu crcter inductiv su cpcitiv. Menţionăm că lsturile rezistive sunt neeconomice energetic şi genereză un regim de curent întrerupt, ir lsturile pur cpcitive conduc l funcţionre în impulsuri lămpii şi mplifică regimul deformnt... Montje cu prindere cu strter trterul re rolul de închide circuitul formt din lst (drosel) şi electrozii lămpii, ir după preîncălzire filmentelor să-l întrerupă rusc. riţi rpidă curentului prin lst genereză, prin utoinducţie, un impuls de tensiune cre v mors lmp. trterele sunt de diverse tipuri constructive (mnule, termice, mgnetice, electronice etc.), dr l montjele cu lst inductiv, cpcitiv su cominţii le cestor s- impus strterul cicărire. Montjul cu lst inductiv (fig..-) se oţine prin înseriere lămpii fluorescente cu o oină D cu miez de fier şi întrefier, cărei crcteristică externă este puternic căzătore. Fctorul de putere l montjului este inductiv şi re o vlore k m,...,5 ce depinde de putere lămpii şi tensiune de limentre. Montjul cu lst cpcitiv (fig..-) re elementul de limitre stilizre descărcării formt din nsmlul serie drosel norml D - condenstor, stfel les încât lmp să funcţioneze l curentul nominl. Fctorul de putere l montjului este

2 cpcitiv k m,5...,65 şi depinde de putere lămpii, tensiune de limentre şi tolernţ cpcitorului utilizt. u i u i i u i u prin intermediul unui lst inductiv su cpcitiv, destint lămpilor de. Montjul lucreză l un fctor de putere k m,...,5 şi este frecvent întâlnit l corpurile de ilumint echipte cu două lămpi LF. Montjul dulu tndem ( fig..- ) rezultă din conectre în prlel, pe celşi corp de ilumint, două montje tndem, unul cu lst inductiv şi celăllt cu lst cpcitiv. nsmlul re vntjele prezentte l montjele duo şi lucreză l k m,5. t t U s LF LF Montjul duo (fig..) rezultă prin conectre în prlel, în celşi corp de ilumint, unui montj inductiv cu unul cpcitiv. În cest cz efectul strooscopic D Fig.. Montje cu lst inductiv () şi cpcitiv () i - curentul din circuit, tensiune pe lmpă, u tensiune pe lst, strter cicărire, LF lmpă fluorescentă, D drosel, cpcitor, lst inductiv, B lst cpcitiv U ) Fig.. Montj duo B U este prctic înlăturt dtorită defzjului de circ electrice între curenţii lămpilor, deci şi între fluxurile luminose emise. O ltă soluţie de diminure efectului strooscopic constă în folosire defzjului existent între tensiunile de fză le reţelei, situţie în cre se conecteză, succesiv pe cele trei fze, lămpi în montj inductiv su cpcitiv. Fctorul de putere l montjului duo este k m,5 (inductiv su cpcitiv, funcţie de vlore cpcitorului din lstul cpcitiv). În czul în cre corpul de ilumint este prevăzut cu ptru surse de lumină se utilizeză montjele dulu duo, oţinute prin conectre în prlel două montje duo. Dcă în celşi corp de ilumint există trei surse de lumină, două se vor conect după schem duo, ir celltă în montj inductiv su cpcitiv. Montjul tndem (fig..-) permite limentre în serie două lămpi de D B ) U - Fig.. Montje tndem () şi dulu tndem ().. Montjele cu prindere rpidă Montjele cu prindere rpidă, fără strter, utilizeză lămpi cu electrozi preîncălziţi su permnent încălziţi. Filmentele sunt triplu spirlte pentru sigur o încălzire mi rpidă şi se plseză în interiorul inelelor nodice, ce le protejeză de omrdmentul electronic în regim norml de funcţionre l lămpii. chemele de montj sunt stfel concepute încât să sigure o tensiune de prindere suficientă morsării lămpii în condiţii neprielnice. În timpul funcţionării curentul prin filment este diminut dcă circuitul de preîncălzire nu este întrerupt. Dcă tempertur mediului mint este scăzută su reţeu prezintă fluctuţii importnte de tensiune, se recomndă schemele cu circuite cvsirezonnte l morsre. Un din cele mi folosite scheme de cest tip (fig..5) re în componenţă două inductnţe L şi L dispuse pe un circuit mgnetic comun, cu miez de fier şi întrefier. L punere su tensiune montjului, inductnţ totlă oinei este redusă (înfăşurările L şi L sunt conectte diferenţil). Prin înseriere condenstorului pre o rezonnţă de curenţi ce conduce l preîncălzire intensă U s B

3 filmentelor. Deorece frecvenţ de rezonnţă circuitului este puţin mi mică de 5 Hz pre şi o suprtensiune l ornele condenstorului cre, plictă lămpii, v conduce l morsre cestei. vntjele montjului prezentt constu în fctor de putere ridict k m,...,5 inductiv, morsări sigure l vriţii de ±% le tensiunii de limentre şi l temperturi de până l 5, impednţă ridictă în udiofrecvenţă şi filtrre rmonicilor de rng superior. Încălzire permnentă filmentelor implică un consum suplimentr de energie electrică şi o diminure fluxului luminos l sursei. Dcă lmp este de construcţie normlă, durt de funcţionre scde prin ccelerre consumului de mteril termoemisiv cuzt de tempertur pre ridictă filmentelor. Us Fig..5 Montj cu cvsirezonnţă l morsre L L În vedere reducerii durtei de morsre t, fără fect prmetrii de funcţionre i sursei de lumină su i montjului, în cdrul lortorului de UEE, de l deprtmentul UI, fost conceput şi relizt un strter mgnetic destint morsării lămpilor fluorescente în montj cu lst cpcitiv (fig..6). Principiul de funcţionre l strterului mgnetic M se zeză pe vriţi inductivităţii L sm unui circuit mgnetic nelinir, de tip oină sturilă, conectt într-un circuit L (cu: = = + sm, L = L + L sm, unde indicii, sm se referă l drosel, respectiv strter mgnetic). riţi ciclică şi rpidă inductivităţii L sm (sturre-desturre circuitului mgnetic) conduce l priţi fenomenelor de rezonnţă în circuit prin modificre frecvenţei sle de oscilţie, cee ce genereză suprtensiuni l ornele lstului cpcitiv B şi, implicit, l ornele lămpii. trterele mgnetice, recomndte pentru medii cu temperturi θ +5, conduc l timpi de morsre reduşi (t,..., s) l vriţii le tensiunii de limentre în plj...6, indiferent de tipul şi putere lămpilor utilizte ( LF, LFB, LF şi P l =,, 65 ).. ompensre fctorului de putere l montjele cămpi fluorescente tudiul montjelor cămpi fluorescente este dificil dtorită nelinirităţilor lămpii şi lstului. urentul şi tensiunile din circuit nu sunt mărimi sinusoidle, cee ce nu permite reprezentre lor prin fzori şi nliz în complex. Dcă se dispune de prte de măsură electrodinmice, tunci se pote L sm sm M L U s B Fig..6 Montj cu cvsi-rezonnţă l morsre - estim putere ctivă P, curentul I şi tensiune U montjului, deci fctorul său de putere k m = P/(UI). lore scăzută cestui prmetru necesită măsuri de reducere consumului propriu de putere rectivă cre, în czul montjelor cu lst inductiv, constu în conectre de condenstore în prlel cu montjul (fig..-). e precizeză că cestă soluţie măreşte procentul de rmonici în form de undă curentului şi dernjeză funcţionre sistemelor de telecomndă din zonă. lore cpcităţii elementului de compensre se pote determin cu suficientă proximţie dcă se consideră că form de undă curentului este sinusoidlă şi fctorul de putere este egl cu cosinusul unghiului de defzj dintre curentul din circuit şi tensiune reţelei. În cest context, dcă φ, φ sunt defzjele tensiune-curent îninte şi după compensre cu φ >φ tunci din digrm fzorilă curenţilor (fig..-) ferenţi fundmentlei rezultă că: I c + I = I => I c = U ω = I r I r => I c = U ω =I sin φ I sin φ În ipotez unui condenstor idel P d, fără pierderi, component ctivă curentului se conservă şi deci: I = I => I cosφ = I cosφ => I = I cosφ / cosφ cee ce conduce l : I c = I sinφ I cosφ sinφ / cosφ => I c = I cosφ (tgφ tgφ ) su I cos P ( tg ) tg ( tg tg ) U U s s unde P este putere ctivă solicittă de montj de l surs de limentre. I I c I I r Fig.. ompensre fctorului de putere l montjele cu lst inductiv U - I c I r I I = I I - I c U

4 . Explotre montjelor cămpi fluorescente Explotre lămpilor fluorescente şi montjelor cestor, prezintă o serie de prticulrităţi comprtiv cu ce lămpilor cu incndescenţă dtorită dispozitivelor de pornire-reglre. L relizre şi explotre instlţiilor de ilumint prevăzute cu lămpi fluorescente se impune respectre următorelor prescripţii: lămpile să fie montte în serie cu lsturile corespunzătore tensiunii reţelei de limentre; dcă l conectre montjului l reţe lmp nu se prinde, tunci pot fi: contcte imperfecte în soclurile lămpii su strterului, întrerupere conductorelor de limentre, strter defect (imetl declirt), pătrundere erului în lmpă; dcă se oservă zone înnegrite l cpetele tuului su dcă cest pâlpâie în timpul funcţionării (mterilul termoemisiv de pe filment s- consumt), lmp treuie schimtă căci este uztă; dcă în momentul conectării l reţe unei lămpi noi se oservă în tu o vriţie elicoidlă fluxului luminos (cuztă de mterilul expulzt de pe filment ce se deplseză în câmp electric), tunci se v deconect-conect succesiv surs de lumină până ce fenomenul dispre; dcă numi extremităţile lămpii devin luminose l conectre tunci, su electrozii strterului sunt scurtcircuitţi, su condenstorul strterului s- străpuns, în mele situţii montjul se v deconect imedit de l reţe; dcă lstul se încălzeşte excesiv în timpul funcţionării, cest semnleză un scurtcircuit între spire şi se recomndă înlocuire lui. e L L cdi- L 5 6 cdi- 5 B B B B F H.5 Desfăşurre lucrării de lortor În cdrul orelor de lortor se vor ve în vedere următorele proleme teoretice şi prctice: - se v studi schem instlţiei din lortor (fig..); - se vor reliz montjele: cu lst inductiv, cu lst cpcitiv, duo, tndem inductiv şi cpcitiv, dulu tndem; - se v clcul fctorul de putere pentru montjele relizte; - se v compens fctorul de putere l montjele cu lst inductiv şi se v determin vlore cpcității condenstorului utilizt; - se v clcul şi verific experimentl curentul după compensre l montjul tndem inductiv dcă se impune vlore cpcității condenstorului; - se vor oscilogrfi şi desen formele de undă, u, i, i, u i, u s i pentru montjele cu lst inductiv şi cpcitiv; - se vor oscilogrfi formele de undă le curentului după compensre, precum şi cele corespunzătore montjelor duo şi tndem dulu; - se v determin fctorul de vârf l curentului pentru montjele relizte; - se vor consemn concluziile ferente studiului efectut. - cdi- B B B B cdi- 5 F H Fig.. chem electrică instlţiei din lortor () şi mplsre elementelor instlției () cdi-, cdi- corpuri de ilumint; L...L lămpi fluorescente LF/x= F/5; B, B oină lst tip ; B, B oină lst tip 6;,.. strter cicărire tip LU..; = μf, =,5μF; lst electronic; =,6Ω/5; F sigurnță utomtă 6; H lmpă semnlizre; e strter pentru montj cu (fce scurtcircuit în soclul strterului clsic)

5 B L L cdi- 5 Montj duo B B voltmetru wttmetru - mpermetru Legendă: conexiuni relizte conexiuni de relizt e L L B Lmp L în montj cu lst electronic și lmp în montj cu lst inductiv L B L 5 Montj dulu tndem -5 Instlți de lucru din lortor