B12 Универсальный стенд исследования ЭПРА для люминесцентных ламп

Краснопольский А.Е., МИСиС; Клыков М.Е., Георгобиани С.А., ООО «ВНИСИ» им. С.А. Вавилова; г. Москва

Скачать доклад в .pdf | Читать комментарии и вопросы

В [1] приведено предварительное описание стенда для контроля характеристик ЭПРА. В настоящее время стенд доработан и приспособлен не только для контроля характеристик в процессе производства, но и для широкого исследования характеристик, как в производстве, так и при разработке ЭПРА. В настоящем докладе описаны характеристики этого стенда АСК-2 при исследовании ЭПРА для железнодорожных светильников.

Фотография стенда приведена на рис. 1.
 

Рисунок 1. Фотография стенда АСК-2

Блоки стенда расположены на лабораторном столе на трёх уровнях. На верхнем уровне - ЭВМ и три осциллографические приставки PCS500 для измерения напряжения и тока источника питания, напряжения и тока люминесцентной лампы в рабочем и пусковом режимах. На среднем уровне (слева, направо): дисплей, клавиатура и мышь, измерительный блок и испытуемый ЭПРА; блок коммутаций и эквивалент (вместо эквивалента может подключаться люминесцентная лампа). На     нижнем уровне правее стола находится универсальный источник стабилизированного питания  ИСНП - 0.2 мощностью 200 Вт.  Источник питания имеет выходные напряжения 78, 95, 110, 130 и 143 В, позволяет создавать калиброванные  пульсации частотой 0,6; 2,0 и 4,0 кГц  и амплитудой 10 В. Отдельным ключом могут создаваться однократные импульсы амплитудой 150, 200, 350 и 500  В.  Все эти напряжения могут использоваться для испытаний и исследований ЭПРА.

При испытаниях ЭПРА подключается к одному из постоянных напряжений,  измеряется потребляемый ток, параметры пускового и рабочего режимов. В пусковом режиме измеряются пусковое напряжение Uпуск и ток подогрева Iп через 0.5  и 2.0 секунды после подачи напряжения питания. В рабочем режиме измеряется напряжение на лампе   и ток лампы  . Полученные результаты сравниваются с допустимыми значениями. Все эти измерения производятся с эквивалентом люминесцентной лампы, который не нуждается в предварительном прогреве и обеспечивает хорошую повторяемость измерений.  При переходе на другой тип ЭПРА достаточно подключить соответствующий эквивалент.

Работа в этом режиме предельно проста. После включения всех блоков установки и подключения ЭПРА на экране дисплея появляется пользовательское меню, оператор нажимает кнопку  «ВКЛЮЧЕНИЕ ПРА», и все испытания производятся в автоматическом  режиме. Положительные результаты испытаний индицируются зелёным цветом, как показано на рис. 2.
 

Рисунок 2. Вид дисплея после проверки годного ЭПРА

Как видно из рис. 2, производится автоматический подсчёт годных и бракованных ЭПРА. На рис. 3 показан результат проверки бракованного ЭПРА.


Рисунок 3.  Вид дисплея после проверки бракованного ЭПРА

Для визуализации измеренных параметров можно вызвать протокол нажатием клавиши «ПРОТОКОЛ»  (рис. 2). Вид протокола приведён на рис. 4.

Клавиша «ОСЦИЛЛОСКОПЫ» позволяет вызвать на передний план осциллограммы токов и напряжений люминесцентной лампы в рабочем и пусковом режимах.


Рисунок 4. Вид протокола испытаний ЭПРА

При испытании бракованного ЭПРА значения измеренных параметров выделяются красным цветом.

Для наблюдения динамики пускового режима служит кнопка «ГРАФИК», которая вызывает осциллограммы напряжения, тока и частоты  непосредственно после включения ЭПРА.


Рисунок 5. Динамика пускового режима

На рис. 5 хорошо видно изменение напряжения, тока и частоты в пусковом режиме. Так же видно, что приблизительно через 8 секунд ЭПРА отключается. Это связано с тем, что  при работе с эквивалентом моделируемся режим с незажигающейся лампой.

В режиме исследования характеристик ЭПРА возможна проверка условий горения и зажигания с реальной лампой. Такой режим исследуется при нажатии кнопки «ПОДРОБНО». В этом режиме осциллограммы снимаются с шагом 0,05 или 0,035 секунды. Такие измерения производятся в стробоскопическом режиме, режим зажигания повторяется 12 или 24 раза. Поэтому измерения проводятся достаточно долго. На рис. 6 приведены осциллограммы зажигания  люминесцентной лампы 20 Вт с аппаратом 1П20-110.


Рисунок 6.  Динамика зажигания люминесцентной лампы 20 Вт

Из рисунка видно, что ЭПРА обеспечивает ждущее зажигание, пусковое напряжение достигает 310 В.  Ток подогрева 0,65 А. Частота ЭПРА практически изменяется незначительно. После зажигания лампы измеряется ток электрода, так как для измерения тока лампы необходимо переключение на дифференциальный измерительный трансформатор. Такое переключение производится лишь при анализе рабочего режима. Динамика пускового режима может исследоваться при всех допустимых напряжениях как с реальной лампой, так и с эквивалентом.

Переход от одного типа ЭПРА к другому осуществляется простым переключением эквивалента или лампы. Стенд АСК-2 позволяет проводить испытания и исследования  ЭПРА постоянного и переменного тока. Для подключения ЭПРА переменного тока можно использовать сеть переменного тока или специальный стабилизатор, который описан в докладе [2].

Проведённая нами оценка погрешности измерений, показала, что систематическая погрешность зависит от точности масштабирования и точности применяемых приборов поверки. Случайная погрешность определяется нестабильностью измерительных осциллографических приставок и не превышает 2÷3 %. Время контроля одного ЭПРА составляет 30 секунд. При исследовании динамики пусковых режимов, при интервале измерений 0,035 секунд время измерений может составить до 2 час. Однако, всё это время стенд АСК-2 работает без вмешательства оператора и не требует его присутствия. На наш взгляд стенд АСК-2 может быть полезен как производителям, так и разработчикам ЭПРА.

Литература:

  1. Клыков М.Е., Георгобиани С.А., Синицин Г.М., Краснопольский А. Е., Автоматизированный стенд для контроля рабочих характеристик высокочастотных ПРА. тезисы докладов шестой международной светотехнической конференции. 
  2. Краснопольский А.Е.,  Левин К.Ю., Прецизионные стабилизаторы напряжения, тезисы докладов в настоящем сборнике.

Тематика: ,

Комментариев: 6


» Ракутько Сергей (об авторе) { Июнь 6, 2009 - 04:06:41 }

Не в критику, а исключительно для пользы дела:
Внешний вид экранов оставляет желать лучшего. Современные языки визуального программирования (тот же VB) позволяют с минимальными трудозатратами обеспечить приличный пользовательский интерфейс. А сам стенд - вещь нужная. Если авторы сочтут возможным, хотелось бы узнать подробности о конкретных схемных решениях.

» Константин Левин (об авторе) { Июнь 8, 2009 - 07:06:19 }

Отвечаю за Краснопольского А.Е
Стенд основан на персональной ЭВМ. К компьютеру подключены 3 осциллографические приставки через LPT порт. Также через LPT порт осуществляется управление ПРА с помощью твердотельных реле. Вычислительная часть основана на MATLAB. На том же матлабе построен графический интерфейс. На стенде используется версия Матлаб предположительно 6.5. Эта версия действительно устаревшая. На других стендах подобной конструкции используются более новые версии, в которых графический интерфейс значительно усовершенствован.

» Краснопольский Александр (об авторе) { Июнь 8, 2009 - 07:06:55 }

Внешний вид не являлся нашей целью. В стенде много решений и не всегда тривиальных. Достаточно указать, что программа состоит из 57 файлов. Абсолютное большинство написаны в системе MATLAB, хотя часть на С++ . MATLAB может работать с языками С++, Fortran, Pascal и Excel

» Краснопольский Александр (об авторе) { Июнь 8, 2009 - 07:06:55 }

Добавляю, что MATLAB не приспособлен для работы с другими языками,
поэтому весь интерфейс выполнен на его основе. Среди оригинальных решений нами разработаны программы управления осциллографическими приставками PCS500 фирмы
Velleman, которые применяются для управления 3 приставками. Одновременно производится включение и отключение питания, лампы и измерительного эквивалента. Все действия производятся в автоматическом режиме. При возникновении дополнительного интереса, можем прислать информацию по электронной почте.
Краснопольский А.Е.

» Ракутько Сергей (об авторе) { Июнь 10, 2009 - 12:06:06 }

Буду благодарен любой дополнительной информации на sergej1964@yandex.ru.
У нас есть задумка сделать в качестве лабораторной работы для студентов подобный стенд.

» Ракутько Сергей (об авторе) { Июнь 10, 2009 - 01:06:29 }

И еще. Если позволите, совет. Если Вы не подали заявку на патент, то это надо сделать.
Нами в свое время был разработан в чем то похожий стенд: “Измерительно-вычислительный комплекс периодического контроля и тестирования источников света для облучения растений”, подана заявка. Недавно получили решение о выдаче патента, номера еще нет. Я чувствую, что Ваш стенд имеет все шансы стать изобретением (при удачном подборе аналога и прототипа).

Возможность добавлять комментарии отключена в связи с окончанием конференции.

 

Российская светотехническая интернет-конференция, 2009 г.
© Межрегиональное светотехническое общество
© Коллектив авторов
28 queries. 0.093 seconds.