Startare för lysrör: konstruktion, funktionsprincip, märkning + nyanser vid val

Startmotorn för lysrör ingår i utrustningen för det elektromagnetiska förkopplingsdonet (EMFKD) och är avsedd för tändning av kvicksilverlampan.

Varje modell som tillverkats av en viss utvecklare har olika tekniska egenskaper, men används för belysningsarmatur som uteslutande drivs från växelström med en maximal frekvens som inte överstiger 65 Hz.

Vi föreslår att vi sätter oss in i hur startmotorn för lysrör är konstruerad och vilken roll den har i belysningsarmaturen. Dessutom kommer vi att ange egenskaperna hos olika startanordningar och berätta hur man väljer rätt mekanism.

Hur är anordningen uppbyggd?

Startmotorn är tillval och är ganska enkel. Elementet är en liten gasurladdningslampa som kan bilda en glimladdning vid lågt gastryck och låg ström.

Denna lilla glasbehållare är fylld med en inert gas – en blandning av helium eller neon. Rörliga och fasta elektroder av metall är ingjutna i den.

Alla lampans elektrodspiraler är utrustade med två anslutningsblock. En av klämmorna på varje kontakt används i kretsen för elektromagnetiska förkopplingsdonet. De övriga är anslutna till startmotorns katoder.

Avståndet mellan startmotorns elektroder är inte betydande, därför kan det lätt slås genom via nätspänningen. Då bildas en ström och de element som ingår i kretsen med en viss mängd motstånd värms upp. Startmotorn är just ett av dessa element.

Konstruktionerna av startmotorer för lysrör har nästan identisk uppbyggnad: 1 – drossel; 2 – glaskolv; 3 – kvicksilverånga; 4 – klämmor; 5 – elektroder; 6 – hölje; 7 – bimetallkontakt; 8 – inert gas; 9 – volframglödtrådar för LDS; 10 – kvicksilverdroppe; 11 – ljusbågsurladdning i kolven (+)

Kolven är placerad inuti ett hölje av plast eller metall som fungerar som ett skyddande hölje. I vissa exemplar finns det dessutom ett speciellt inspektionshål på toppen av locket.

Det mest efterfrågade materialet för tillverkning av blocket är plast. Konstant exponering för höga temperaturer kan motstås av en speciell impregneringssammansättning – fosfor.

Anordningarna tillverkas med ett par ben som fungerar som kontakter. De är tillverkade av olika metalltyper.

Beroende på konstruktionstypen kan elektroderna vara symmetriska och rörliga eller asymmetriska med ett rörligt element. Deras anslutningar går genom lamphållaren.

Parallellt med glödlamps elektroder är en kondensator med kapacitansen 0,003–0,1 µF ansluten. Detta är en viktig komponent som minskar radiostörningar och även deltar i lampans tändningsprocess.

En obligatorisk komponent i enheten är en kondensator som kan jämna ut extra strömmar och samtidigt öppna enhetens elektroder, vilket släcker den ljusbåge som uppstår mellan strömförande element.

Utan denna mekanism finns stor risk för kontaktsvetsning vid ljusbågsbildning, vilket avsevärt förkortar startdonets livslängd.

I vardagen är de mest populära ballasterna med ett symmetriskt kontaktsystem och startkrets. Sådana exemplar påverkas mindre av spänningsfall i elnätet.

Starterens korrekta funktion beror på matningsspänningen. Om de nominella värdena sjunker till 70–80 % kan lysröret inte tändas eftersom tillräcklig uppvärmning av elektroderna inte sker.

Vid val av lämpligt startdon, med hänsyn till den specifika modellen av dagsljuslampa (lysrör eller LL), är det nödvändigt att ytterligare analysera de tekniska egenskaperna för varje typ och även bestämma sig för tillverkaren.

Apparatens arbetsprincip

Efter att ha tillfört nätspänning till belysningsarmaturen passerar spänningen genom lindningarna på drosseln för LL och glödtråden tillverkad av volframenkristaller.

Därefter tillförs den till startdonets kontakter och bildar en glödurladdning mellan dem, varvid gasmediet får glöd genom uppvärmning.

Eftersom enheten har ytterligare en kontakt – en bimetallkontakt – reagerar den också på förändringar och börjar böjas, vilket ändrar form. På så sätt sluter denna elektrod den elektriska kretsen mellan kontakterna.

Strömstyrkan i den bildade glödurladdningen varierar från 20 till 50 mA, vilket är tillräckligt för att värma upp bimetallelektroden, som ansvarar för att sluta kretsen (+).

Den slutna krets som bildas i lysrörets elkrets leder ström genom sig själv och värmer upp volframtrådarna, som i sin tur börjar avge elektroner från sin uppvärmda yta.

Sålunda bildas termojonisk emission. Samtidigt sker uppvärmning av kvicksilverångan i glödlampan.

En bildad elektronström bidrar till att minska spänningen som tillförs från nätet till startkontakterna med ungefär hälften. Glödurladdningens styrka börjar sjunka tillsammans med glödtrådstemperaturen.

Bimetallplattan minskar sin deformation och öppnar därmed kretsen mellan anod och katod. Strömflödet genom denna del upphör.

Förändringen av dess värden provocerar uppkomsten av en inducerad elektromotorisk kraft inuti choke-spolen, i den ledande kretsen.

Bimetallkontakten reagerar omedelbart genom att producera en kortvarig urladdning i den anslutna kretsen: mellan lysrörets volframtrådar.

Dess värde når flera kilovolt, vilket är tillräckligt för att bryta igenom den inerta gasmiljön med uppvärmda kvicksilverångor. Mellan lampans ändar bildas en elektrisk ljusbåge som producerar ultraviolett strålning.

Eftersom detta ljusspektrum är osynligt för människan, finns det i lampans konstruktion en fosfor som absorberar ultraviolett ljus. Resultatet är ett synligt normalt ljusflöde.

När strömmen i kretsen ändras eller upphör helt, sker proportionella förändringar i det magnetiska flödet genom plattans yta, vilket begränsar kretsen och leder till att en självinduktions-EMK exciteras i denna krets.

Spänningen över startaren, som är parallellkopplad med lampan, är dock inte tillräcklig för att bilda en glödurladdning, så elektroderna förblir i öppet läge under lysrörets drift. Därefter används inte startaren i arbetsschemat.

Eftersom strömvärdet måste begränsas efter att ljuset producerats, införs en elektromagnetisk ballast i kretsen. Tack vare sin induktiva resistans fungerar den som en begränsande enhet som förhindrar lampans skador.

Typer av startmotorer för lysrör

Beroende på arbetsalgoritmen delas startanordningar in i tre huvudtyper: elektroniska, termiska och med glödurladdning. Trots att mekanismerna skiljer sig åt i konstruktionselement och funktionsprinciper, utför de identiska funktioner.

Startmotor av elektronisk typ

Processer som återges i startarnas kontaktsystem är inte styrbara. Dessutom påverkar omgivningstemperaturen deras funktion avsevärt.

Till exempel, vid temperaturer under 0 °C saktar uppvärmningen av elektroderna ner, så apparaten kommer att ta längre tid att tända ljuset.

Vid uppvärmning kan kontakterna även smälta samman, vilket leder till överhettning och förstörelse av lampans spiraler, det vill säga att lampan går sönder.

De flesta modellerna av elektroniska ballaster för lysrör är baserade på kretsen UBA 2000T. Denna typ av enhet eliminerar överhettning av elektroderna, vilket avsevärt förlänger lampelektrodernas livslängd och därmed även dess driftstid.

Även korrekt fungerande enheter tenderar att slitas med tiden. De håller lampans kontakter glödande längre, vilket minskar dess livslängd.

Det är just för att eliminera sådana brister som komplexa konstruktioner med kretsar har använts inom halvledarmikroelektroniken för startdon. De gör det möjligt att begränsa antalet cykler i processen som simulerar slutning av startdonets elektroder.

I de flesta exemplar som finns på marknaden består det elektroniska startdonets kretskonstruktion av två funktionella enheter:

• en styrkrets;
• en högspänningskopplingsenhet.

Som exempel kan nämnas kretsen UBA2000T för elektronisk tändning från PHILIPS och högspänningstyristorn TN22 tillverkad av STMicroelectronics.

Arbetsprincipen för det elektroniska startdonet baseras på att kretsen bryts genom uppvärmning. Vissa exemplar har en betydande fördel – möjligheten till väntande tändningsläge.

På så sätt sker elektrodernas brytning vid rätt spänningsfas och under optimala temperaturförhållanden för kontakternas uppvärmning.

Halvledarkomponenterna i den elektroniska ballasten måste passa de viktigaste driftsegenskaperna, nämligen förhållandet mellan effekt och nätspänning för den anslutna belysningsarmaturen.

Det är viktigt att om lampan går sönder och misslyckade startförsök inträffar, stängs denna typ av mekanism av om antalet försök når 7. Därför kan det inte bli tal om att det elektroniska startdonet går sönder i förtid.

Så snart lampan byts ut mot en fungerande, kan enheten återuppta startprocessen för lysröret. Den enda nackdelen med denna modifiering är det höga priset.

I en krets med startdon kan symmetriserade drosslar med lindning delad i identiska sektioner med lika många varv på en gemensam kärna användas som en extra metod för att minska radiostörningar.

Idag har de ballaster som tillverkas en monterad-stavkonstruktion. Magnettråden stansas ut ur stålplåt. Som regel har sådana drosslar två symmetriska lindningar.

Alla spolens delar är seriekopplade med en av lampans kontakter. När den slås på kommer båda elektroderna att arbeta under samma tekniska förhållanden, vilket minskar störningsnivån.

Termisk typ av startmotor

En viktig särskiljande egenskap hos termiska tändare är den långa starttiden för lysrör. En sådan mekanism använder mycket elektricitet under drift, vilket påverkar dess energiförbrukning negativt.

Termisk startare kallas även termobimetallisk. Uppvärmningen av kontakterna sker långsamt, vilket gynnar belysningsapparatens funktion i lågtemperaturmiljöer.

Denna typ används vanligtvis i låga temperaturer. Arbetsalgoritmen skiljer sig väsentligt från andra typer.

Vid strömbortfall är enhetens elektroder slutna; när ström tillförs bildas en högspänningspuls.

Mekanism för glimladdning

Startmekanismer baserade på glimurladdningsprincipen har bimetalliska elektroder i sin konstruktion.

De är gjorda av metalllegeringar med olika linjära expansionskoefficienter vid uppvärmning av plattan.

Nackdelen med glimurladdningständaren är den låga spänningsimpulsen, vilket ger otillräcklig tillförlitlighet för tändning av lysrör.

Möjligheten att tända lampan bestäms av varaktigheten av föregående uppvärmning av katoderna och strömmen som flyter genom belysningsapparaten när startarens kontakter öppnas.

Om startaren inte tänder lampan vid första försöket, kommer den automatiskt att upprepa försöken tills lampan tänds.

Därför används sådana enheter inte vid låga temperaturer eller ogynnsamt klimat, till exempel hög luftfuktighet.

Om inte en optimal uppvärmningsnivå av kontaktsystemet säkerställs, kommer lampan att ta lång tid att tända eller skadas. Enligt GOST-standarder får startarens tändningstid inte överstiga 10 sekunder.

Startapparater som fungerar med termisk princip eller glimurladdning är obligatoriskt utrustade med en extra komponent – en kondensator.

Kondensatorns roll i kretsen

Som tidigare nämnts är kondensatorn placerad i enhetens hölje parallellt med dess katoder.

Denna komponent löser två huvuduppgifter:

1. Minskar elektromagnetiska störningar som skapas i radiovågsområdet. De uppstår på grund av kontakt mellan startarens elektrodsystem och lampan.
2. Påverkar tändningsprocessen för lysrör.

En sådan extra mekanism minskar spänningsimpulsen som bildas när startarens katoder öppnas och ökar dess varaktighet.

Kondensatorn minskar sannolikheten för att kontakterna fastnar. Om en kondensator inte finns i enheten ökar spänningen över lampan relativt snabbt och kan nå flera tusen volt. Sådana förhållanden minskar tillförlitligheten vid tändning av lampor.

Eftersom användningen av en störningsdämpare inte helt kan eliminera elektromagnetiska störningar, införs två kondensatorer vid kretsens ingång, vars totala kapacitans är minst 0,016 µF. De kopplas i serie med jordad mittpunkt.

Största nackdelarna med startmotorer

Den främsta nackdelen med startare är den opålitliga konstruktionen. Ett fel i startmekanismen orsakar en falsk start – flera blixtar av ljus syns innan det fulla ljusflödet startar. Sådana problem minskar livslängden på lampans volframtrådar.

Startapparater orsakar avsevärda energiförluster och minskar lampans verkningsgrad. Till nackdelarna hör även spänningsberoende och stor spridning i elektrodernas tändningstid.

Hos lysrör ökar driftspänningen med tiden, medan hos startaren minskar glimtändspänningen ju högre livslängd den har. Detta innebär att en tänd lampa kan utlösa startaren, vilket gör att ljuset släcks.

Startarens brutna kontakter tänder ljuset igen. Alla dessa processer sker på bråkdelen av en sekund och användaren kan bara observera ett flimmer.

Flimmereffekten orsakar irritation i ögats näthinna och leder även till överhettning av drosseln, minskad livslängd och slutligen att lampan går sönder.

Samma negativa konsekvenser uppstår även från en stor tidsvariation i kontaktsystemet. Den är oftast otillräcklig för en fullständig förvärmning av lampans katoder.

Slutligen tänds apparaten efter ett antal försök, vilket åtföljs av en ökad längd på övergångsprocesserna.

Om startaren är ansluten i en enlampig krets, finns det i detta fall ingen möjlighet att minska ljusflimret.

För att minska den negativa effekten rekommenderas att använda sådana kretsar endast i rum där grupper av lampor (2–3 stycken) används, och dessa måste anslutas till olika faser i en trefaskrets.

Förklaring av märkningsvärden

Det finns ingen allmänt vedertagen förkortning för startarmodeller från inhemsk och utländsk tillverkning. Därför går vi igenom grunderna för beteckningarna var för sig.

Avkodning av värdet 90S-220 ser ut så här: en startare som fungerar med lysrör med en effekt på 90 W och en märkspänning på 220 V (+).

Enligt GOST, ser avkodningen av de alfanumeriska värdena [XX][S]-[XXX] tryckta på apparatens hölje ut på följande sätt:

• [XX] – siffror som anger effekten hos den ljusproducerande mekanismen: 60 W, 90 W eller 120 W;
• [S] – startare;
• [XXX] – spänning för drift: 127 V eller 220 V.

För att tända lampor tillverkar utländska utvecklare enheter med olika beteckningar.

Elektronisk formfaktor tillverkas av många företag.

Den mest kända på den inhemska marknaden är Philips, som tillverkar startare av följande typer:

• S2 är avsedda för effekt 4-22 W;
• S10 – 4-65 W.

Företaget OSRAM är inriktat på tillverkning av startare både för enkel anslutning av belysningsarmaturer och för seriekoppling. I det första fallet är det beteckningen S11 med effektbegränsning 4-80 W, ST111 – 4-65 W. I det andra, till exempel, ST151 – 4-22 W.

De tillgängliga startarmodellerna finns i ett brett sortiment. De viktigaste parametrarna som beaktas vid valet är värden som överensstämmer med egenskaperna hos lysrörslampor.

Vad ska du titta på vid val?

När du väljer startare är det inte tillräckligt att bara basera sig på tillverkarens namn och prisklass, även om dessa faktorer bör beaktas eftersom de indikerar enhetens kvalitet.

I detta fall vinner pålitliga apparater som har bevisat sig i praktiken. Du bör uppmärksamma följande företag: Philips, Sylvania och OSRAM.

Startare FS-11 av märket Sylvania. Anpassas till dagsljuslampor med effekt 4-65 W. Kan användas i växelströmsnät. Fungerar enligt principen för glimurladdning.

De mest grundläggande driftsparametrarna för startaren anses vara följande tekniska egenskaper:

1. Tändström. Detta värde måste vara högre än lampans driftspänning, men inte lägre än nätspänningen.
2. Basspänning. Vid anslutning i en enkellampskrets används en enhet på 220 V, vid tvålampskrets – på 127 V.
3. Effektnivå.
4. Kvalitet på höljet och dess brandbeständighet.
5. Livslängd. Under normala användningsförhållanden ska startaren tåla minst 6000 tändningar.
6. Uppvärmningstid för katoderna.
7. Typ av kondensator som används.

Man måste även ta hänsyn till spolens induktiva reaktans och likriktningskoefficienten, som ansvarar för förhållandet mellan backresistans och framresistans vid konstant spänning.

Ytterligare information om konstruktion, funktion och anslutning av startregleringsmekanismen för lysrör presenteras i denna artikel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Hjälp vid val av nödvändig ballast för dagsljuslampa:

Startare för lysrörsarmaturer: grunderna för märkning och apparatens konstruktion:

Teoretiskt sett är startarens livslängd likvärdig med livslängden på lampan den tänder. Men man bör dock beakta att intensiteten hos glimurladdningsspänningen minskar med tiden, vilket påverkar lysrörsarmaturens funktion.

Tillverkarna rekommenderar dock att byta både startdon och lampa samtidigt. För att köpa rätt modell bör man först studera apparaternas grundläggande egenskaper.

Dela med dig av dina erfarenheter av att välja startdon för lysrör till läsarna. Lämna gärna kommentarer, ställ frågor om artikelns ämne och delta i diskussioner – feedbackformuläret finns nedan.