B26 Характеристики компактных люминесцентных ламп со встроенным электронным ПРА

Ашрятов А.А., МГУ им. Н.П. Огарева, г. Саранск

Скачать доклад в .pdf | Читать комментарии и вопросы

В настоящее время актуальным является экономия электроэнергии. Одним из путей энергосбережения в осветительной технике, особенно в быту, является использование компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Наиболее удобными для этих целей являются КЛЛ со встроенными электронными высокочастотными ПРА (КЛЭ), которые позволяют  использовать их в световых приборах, предназначенных для эксплуатации с лампами накаливания общего назначения (ЛОН).

Согласно информации, представленной на упаковке КЛЭ, эти лампы при том же световом потоке, что и у ЛОН, потребляют на 80% меньше электроэнергии, а продолжительность их горения от 3 до 8 раз больше чем у ЛОН. При этом КЛЭ предназначены для эксплуатации при напряжениях 220 — 240 В.

В то же время известно, что отечественные электрические сети имеют существенные колебания напряжения, как во времени, так и в пространстве. Особенно велики колебания питающей сети в сельской местности. В связи с этим является актуальным определение диапазона питающих напряжений, при которых КЛЭ сохраняют работоспособность.

В данной работе приведены результаты исследований изменения светотехнических характеристик КЛЭ при снижении питающего напряжения до значения, при которой лампа не работоспособна.

Для сравнительных исследований были выбраны КЛЭ мощностью 20 Вт теплобелого свечения (Тцв = 2700 К) с цоколем Е27, как наиболее близкий заменитель ЛОН. Исследовались следующие компактные лампы: модель 3U 20W-E27 27 (КОСМОС); модель SPC 20W-E27 27 (КОСМОС) - спиралевидная разрядная трубка; модель LH20-3U (Camelion); модель LH20-AS (Camelion) - спиралевидная разрядная трубка; модель 3U 20W-E27 27 (SUPER MAX); модель SP 20W-E27 27 (SUPER MAX) - спиралевидная разрядная трубка; модель Electronic 20W FLE20TBX/827 START (General Electric). Так как  выше приведенные лампы предназначены для замены ЛОН мощностью 100 Вт, то, соответственно, были исследованы лампы накаливания общего назначения типа Б 220-230-100, производства ОАО «Лисма».

В первую очередь была исследована глубина регулировки питающего напряжения КЛЭ, то есть до какого минимального питающего напряжения КЛЭ работает. При этом осуществлялась регистрация следующих электрических характеристик: напряжения питания, тока и потребляемой мощности лампы. Измерение электрических характеристик ламп проводилось на специальной экспериментальной установке.

При исследовании характеристик, лампа типа КОСМОС 3U 20W при напряжении 130 В вышла из строя. Анализ ее характеристик показал, что у данной лампы, в отличии от остальных, после снижения питающего напряжения ниже 160 В, ток КЛЭ начинает возрастать (рис. 1), а ход прочих характеристик такой же как и у остальных КЛЭ. Исследование других КЛЭ типа КОСМОС показало аналогичное изменение характеристик, что, по-видимому, связано со схемным решением электронного ПРА.

В связи с этим, чтобы не допускать выхода из строя исследуемых ламп, исследование КЛЭ типа КОСМОС осуществлялось при снижении питающего напряжения до 140 В. У ламп других типов питающее напряжение снижалось до тех пор, пока они не гасли. Результаты исследования показали, что напряжение погасания КЛЭ различных типов лежит в пределах 50¸70 В.

Не менее важной характеристикой, является минимальное напряжение питающей сети, при котором происходит зажигание и последующая работа КЛЭ. Полученные результаты косвенно характеризуют работу электронного ПРА. Так из рассмотренных типов КЛЭ, только КЛЭ типа Camelion имеют ЭПРА с ярко выраженным предварительным подогревом электродов разрядной трубки. Причем, чем ниже питающее напряжение, тем дольше осуществляется разогрев электродов. Остальные типы КЛЭ при регламентируемых напряжениях питающей сети (220 - 240 В) зажигаются практически мгновенно (0,064 ÷ 0,035 с). За столь короткий промежуток времени подогрев электродов не может произойти, соответственно, зажигание КЛЭ происходит при холодных электродах, и, как следствие, следует ожидать сокращения продолжительности их горения [1].


Рисунок 1. Зависимость тока КЛЭ от напряжения питающей сети

Исходя из того, что от положения горения КЛЭ существенно зависит время ее разгорания [2], исследования как световых, так и прочих характеристик всех ламп проводили в одном положении - цоколем вниз.

Исследования изменения светового потока КЛЭ после ее включения в питающую сеть показывают, что в начальный момент, световой поток КЛЭ изменяется, но после 15÷20 мин горения практически у всех типов КЛЭ он стабилизируется. В связи с этим, при проведении экспериментов, связанных с изменением питающего напряжения, регистрацию характеристик производили через 15÷20 мин после изменения питающего напряжения.

Результаты измерения светового потока ламп показывают, что номинальный световой поток ЛОН соответствует данным, приведенным в [3], а КЛЭ - данным, приведенным на их упаковке. Однако следует отметить, что у ламп типа Camelion значение номинального светового потока не нормируется, у КЛЭ моделей SP 20W-E27 27 (SUPER MAX) и Electronic 20W FLE20TBX/827 START (General Electric) номинальные потоки равны 1200 лм, у остальных моделей - 1100 лм. Исследования показали, что при изменении питающего напряжения в пределах ±10 % от номинальной величины, у ЛОН световой поток изменяется в пределах ±30 %, а у КЛЭ - в пределах ± 10 %.  Несложно также определить, что исследованные КЛЭ мощностью 20 Вт должны иметь световую отдачу 55¸60 лм/Вт.

Измерение потребляемой мощности при номинальном питающем напряжении - 230 В - показало, что у всех типов КЛЭ она ниже указанной на маркировке лампы и колеблется в пределах от 16 до 19 Вт. Соответственно, световая отдача у большинства моделей КЛЭ (рис. 2) выше расчетных значений (за исключением модели LH20-3U (Camelion), световая отдача которой 53 лм/Вт). Из рис. 2 видно, что у большинства КЛЭ световая отдача незначительно изменяется в интервале питающих напряжений 150¸240 В. Для сравнения, там же приведено изменение световой отдачи ЛОН.

Полученные результаты позволяют более обоснованно выбирать области применения компактных люминесцентных ламп со встроенным электронным высокочастотным ПРА и более обоснованно проводить рекламно-просветительную работу среди населения. Так, эксплуатировать бытовые световые приборы в сетях с пониженным напряжением более эффективно с КЛЭ, чем с ЛОН, при этом насыщенность помещения светом [3] легко достигается за счет использования многоламповых светильников, которые широко применяются в быту.


Рисунок 2. Зависимость световой отдачи от питающего напряжения

В торговых предприятиях целесообразно проводить проверку КЛЭ на работоспособность при пониженном напряжении, примерно 180¸200 В. В этом случае визуально заметен характер пуска лампы: быстрый или мгновенный.

Литература:

  1. Рохлин, Г. Н. Разрядные источники света.- Изд. 2-е, перераб. и доп. / Г. Н. Рохлин - М. : Энергоатомиздат, 1991.- 720 с.
  2. Микаева, С. А. Экспериментальные и расчетные исследования компактных люминесцентных ламп :  дисс. канд. тех. наук. : 05.09.07 / Микаева Светлана Анатольевна. - Саранск, 1999. - 160 с.
  3. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Знак. - 972 с. 

Тематика: ,

Комментариев: 2


» Ракутько Сергей (об авторе) { Июнь 5, 2009 - 11:06:34 }

Представленные результаты исследований несомненно важны для обеспечения энергосбережения в осветительных и облучательных установках.
Однако остается неясным следующее. Эксперименты проводились при положении лампы цоколем вниз. Возможно, того и требует поверочная схема. Но, учитывая что в реальных условиях лампы эксплуатируются как правило цоколем вверх, как использовать полученные данные?
Тем более, что авторы отмечают, что следует предполагать существенные отличия в характеристиках.

» Ашрятов Альберт Аббясович (об авторе) { Июнь 8, 2009 - 10:06:15 }

Да. Расположение лампы в пространстве влияет на ее светотехнические характеристики.
От положения лампы в пространстве зависит давление паров ртути в разрядной трубке и, соответственно, световой поток. Так, из исследований А.С.Федоренко [1] следует, что в положении цоколем вниз максимум приходиться примерно на 10 град.С, а у ламп в положении цоколем вверх - около 30 град.С, соответственно, при 20 град.С, потоки в обоих положениях примерно одиннаковы. Хотя, в реальных световых приборах температура явно выше 30 град.С и в этом случае, световой поток лампы в рассматриваемом режиме исследования примерно на 20% наже чем в случае горения лампы цоколем вниз.

1 Охонская Е.В., Федоренко А.С. Расчет и конструирование люминесцентных ламп: Учеб.- Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1997.

P.S.
Эта же информация имеется во втором источнике статьи.

С уважением, Ашрятов Альберт.

Возможность добавлять комментарии отключена в связи с окончанием конференции.

 

Российская светотехническая интернет-конференция, 2009 г.
© Межрегиональное светотехническое общество
© Коллектив авторов
26 queries. 0.091 seconds.