ТОЧКА ОПОРЫ - световые решения, проекты освещения
 

События
29.04.2005    TRIDONIC.ATCO, ZRM – зажигающие устройства для металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления


Для зажигания разрядных ламп высокого давления, к которым относятся металлогалогенные (МГЛ) и натриевые (НЛВД) лампы, необходимо напряжение от 800 до 5000 В, зависящее от типа и мощности ламп. Поэтому, кроме балластных дросселей, в светильниках и прожекторах с такими лампами необходимо применение специальных устройств, обеспечивающих подачу на лампы напряжения, достаточного для возникновения дугового разряда, т.е. для поджига ламп.
Зажигающие устройства (ЗУ) – это генераторы высоковольтных импульсов, которые, в зависимости от схемного решения и мощности ламп, могут включаться либо параллельно, либо последовательно с лампой. 
При параллельном подключении ЗУ (рис. 1а) генерируемое им высокое напряжение прикладывается не только к лампе, но и к балластному дросселю. Так как лампа и цепь «дроссель–сеть» оказываются включенными параллельно, то ЗУ в таких схемах работает как бы «на два фронта». Для получения дополнительного индукционного напряжения в поджигающем импульсе ЗУ использует магнитное поле дросселя. Поэтому параметры поджигающего напряжения зависят не только от самих ЗУ, но и от дросселей.

Рис. 1а. Схема с зажигающим (”одноимпульсным”) устройством параллельного подключения.

В схемах с ЗУ параллельного подключения схемные провода в осветительном приборе и обмотки дросселей подвергаются нежелательному воздействию полного высокого напряжения импульса (до 5кВ). В связи с этой дополнительной нагрузкой дроссели должны иметь усиленную изоляцию, рассчитанную на длительное воздействие высоковольтных импульсов.
ЗУ параллельного подключения используются в настоящее время для зажигания только некоторых типов мощных МГЛ (1-2 кВт) с пониженным напряжением зажигания (0,6-1,4 кВ).
Tridonic.Atco выпускает два типа так называемых «одноимпульсных» ЗУ параллельного подключения ZRM 1000 и ZRM 1200/400. Эти аппараты генерируют одиночные импульсы длительностью 400-460 мкс с амплитудой до 1,4 кВ. Энергии и напряжения импульсов достаточно для надежного зажигания МГЛ от 250 до 2000 Вт (типа HQI-T фирмы Osram, HPI-T фирмы Philips, HSI-T фирмы Sylvania, MT фирмы Iwasaki).
Потери мощности в ЗУ параллельного включения незначительны (1,6-3,8 Вт) и присутствуют в течение короткого времени – только до зажигания лампы. Большая длительность поджигающих импульсов (до 460 мкс) позволяет монтировать ЗУ на удалении от лампы до 100 м, что зачастую бывает необходимым.

Если упомянутые ЗУ могут включаться с любыми типами балластных дросселей различных фирм, то два исполнения ЗУ Tridonic.Atco  ZRM 2300 и ZRM 4000 предназначены для включения МГЛ и НЛВД только со специальными дросселями, имеющими отводы 230/240 В (маркировка типов  «Р»). Эти ЗУ параллельно подключаются к отводам дросселей, а не к сетевому напряжению.

При последовательном подключении (рис. 1б) между балластным дросселем и лампой включается вторичная обмотка выходного импульсного трансформатора ЗУ. Очевидно, что в такой схеме параметры поджигающего напряжения определяются только самими ЗУ и не зависят от параметров дросселей.

Рис. 1б. Схема с зажигающим (суперпозиционным”) устройством последовательного подключения.

Дополнительная нагрузка на дроссель в режиме зажигания отсутствует и их усиленная изоляция не требуется. Импульсы поджигающего напряжения «накладываются» на сетевое напряжение (рис. 2а), поэтому ЗУ последовательного включения называют «суперпозиционным»* (от "super-position" – наложение). Схемы ЗУ строятся так, чтобы высоковольтные поджигающие импульсы генерировались не непрерывно, а только в моменты, соответствующие определенной фазе сетевого напряжения (от 600 до 900 в положительный и от 2400 до 2700 в отрицательный полупериоды).

ЗУ серии Standard (ZRM...ES/B)
ЗУ серии pulseCONTROL (ZRM...ES/D)

Рис. 2а. Осциллограммы напряжения суперпозиционных зажигающих устройств в пусковом режиме:

Рис. 2б. Режим работы цифрового суперпозиционного ЗУ pulseCONTROL (ZRM...ES/D). Длительность пакета импульсов - 5с, “пауза” - 25 с. Время работы ЗУ до отключения - 31с: 6 циклов по 5с плюс контрольный цикл 1с, т.е. В 10 раз меньше, чем у ЗУ типа ZRM...ES/В

После возникновения в лампах дугового разряда напряжение на них снижается до напряжения горения, в результате чего ЗУ автоматически отключаются.
Следует иметь в виду, что, так как ток лампы протекает через вторичную обмотку импульсного трансформатора, в ней неизбежно теряется некоторая мощность, причем эти потери мощности и нагрев ЗУ присутствуют постоянно, независимо от того, работает ли устройство по прямому назначению или оно уже выполнило свою функцию (зажгло лампу) и отключилось. 
Несмотря на этот недостаток, суперпозиционные ЗУ со схемой последовательного включения используются в настоящее время для подавляющего большинства типов МГЛ и НЛВД. Зажигающие устройства Tridonic.Atco разработаны с учетом минимального перегрева t относительно температуры окружающего воздуха ta. Максимально допустимая температура tc в контрольной точке корпуса ЗУ при работе его в светильнике или прожекторе не должна превышать 1050.

Надежность зажигания ламп определяется следующими парамеирами ЗУ:

  • амплитудой напряжения импульсов;
  • энергией импульсов;
  • числом импульсов в каждый полупериод сетевого напряжения;
  • частотой повторения импульсов;
  • положением поджигающих импульсов относительно фазы сетевого напряжения.

Кроме этого, для характеристики ЗУ важны еще параметры электрической сети: минимальное напряжение включения (т.е. минимальное напряжение, при котором ЗУ может поджечь лампу) и напряжение отключения (т.е. напряжение, при котором ЗУ автоматически отключается).
Длительное воздействие высоковольтных поджигающих импульсов отрицательно сказывается на сроке службы ламп, дросселей и патронов, а также создает значительные радиопомехи, Если лампа зажглась, то ЗУ отключаются автоматически, т.к. напряжение горения лампы всегда меньше напряжения сети. Однако к концу срока службы ламп их напряжение горения растет и возникают моменты, когда в период разгорания напряжение на лампе оказывается выше напряжения отключения ЗУ и ЗУ продолжает работать при уже зажженной лампе. Иногда в конце срока службы лампы начинают мигать, что также приводит к ненормальной работе ЗУ - оно включается после каждого погасания ламп. Поэтому схемы ЗУ рассчитываются и выполняются так, чтобы поджигающие импульсы не генерировались тогда, когда они не нужны.
Фирма Tridonic.Atco производит широкую номенклатуру ЗУ для МГЛ мощностью от 35 до 3500 Вт и для НЛВД от 35 до 1000 Вт.
Ассортимент суперпозиционных ЗУ последовательного включения насчитывает 21 типономинал. Эти ЗУ с маркировкой ZRM ...ES/B, ...ES/TС, ...ES/D выпускаются на 8 значений максимального тока ламп: 1,8; 2,0; 2,5; 4; 6; 8; 12; 20 А.
Tridonic.Atco предлагает дизайнерам осветительных приборов и установок три серии суперпозиционных ЗУ, отличающихся схемой их отключения после зажигания лампы:

  • Standard
  • timeCONTROL
  • pulseCONTROL

Серия Standard (ZRM ...ES/B) – это ЗУ, отключаемые только за счет низкого напряжения горения ламп. В схему, кроме того, заложена временная программа, прекращающая генерацию импульсов зажигания через 80-660с. Время отключения зависит от типа ЗУ.
В ЗУ серии timeCONTROL (ZRM ...ES/TC) отключение производится с помощью цифровой интегральной схемы ASIC по числу поджигающих импульсов, а не только по напряжению на лампе. Количество импульсов на полупериод у этих ЗУ равно трем, а их длительность – 1 мкс.
Серия ЗУ pulseCONTROL (ZRM ...ES/D) отличается от аппаратов timeCONTROL увеличенным количеством поджигающих импульсов (4-10 на полупериод) и их длительностью (2,5-3 мкс).
Эти ЗУ работают в режиме «импульсы (5с) – пауза (25с) – импульсы (5с)» и т.д., что почти в 10 раз уменьшает время нагрузки дросселей, ламп и патронов высоковольтными импульсами и резко сокращает время действия радиопомех (с 300 до 30с). Бóльшая длительность поджигающих импульсов и увеличение их числа повышает надежность зажигания ламп (рис. 2б).
Если лампа не зажигается после трех попыток, то ЗУ автоматически отключаются и восстанавливает свои функции после замены неисправной лампы на новую.
Зажигающие устройства фирмы Tridonic.Atco характеризуются следующими общими параметрами:

  • диапазон напряжения питания: 198-264 или 342-457 В;
  • частота питающего напряжения: 50/60 Гц;
  • напряжение отключения – 185 В;
  • безопасность в соответствии с Европейскими нормами EN 61347-2-1;
  • принцип действия соответствует EN 60927;
  • компактная конструкция;
  • высокая надежность;
  • минимальные потери мощности;
  • незначительный нагрев;
  • усиленная изоляция (класс электрозащиты 2);
  • удобство монтажа («одноточечное крепление»);
  • удобство подключения соединительных проводов.

Рис. 3а. Общий вид ЗУ серии pulseCONTROL

для ламп с рабочим током 3 А (35-250 Вт)
для ламп с рабочим током 12 А (100-1000 Вт)
Рис. 3б. Размеры ЗУ серии pulseCONTROL

Публикация подготовлена техническим консультантом компании Точка опоры В.О.Горновым


возврат к списку статей

версия для печати
 
© 2020 ЗАО "Точка Опоры Промэлектросвет"
музейное освещение, светильники музеи, свет в музее, галерея светильники, выставочное освещение, освещение выставок, освещение выставочных залов, освещение галереи, световые линии, световые короба, нестандартное осветительное оборудование, освещение экспозиции, подсветка картины, современный музей, эрарта, музей воды, музейные технологии, освещение метро, светильники метрополитен, люстры для метро, реконструкция освещения метро, тоннельные светильники, архитектурное освещение метро, реставрация светильников для метро