Štartér pre žiarivkové lampy: zariadenie, princíp činnosti, značenie + jemnosti výberu

Štartér pre žiarivky je súčasťou elektromagnetickej regulácie spúšťania (EMPRA) a je určený na zapálenie ortuťovej žiarovky.

Každý model, vydaný konkrétnym výrobcom, má rôzne technické vlastnosti, avšak použiva sa pre svetelnú techniku napájanú výhradne zo siete striedavého prúdu s hraničnou frekvenciou nepresahujúcou 65 Hz.

Ponúkame zoznámiť sa s tým, ako je zostrojený štartér pre žiarivky, aká je jeho úloha v osvetľovacom zariadení. Okrem toho označíme vlastnosti rôznych spúšťacích zariadení a povieme, ako vybrať potrebný mechanizmus.

Ako je zariadenie usporiadané?

Voliteľne je štartér (spúšťač) pomerne jednoduchý. Prvok je malá výbojová lampa, schopná vytvárať pri nízkom tlaku plynu a malom prúde doutnavý výboj.

Táto sklenená malá banka je naplnená inertným plynom – zmesou hélia alebo neónom. Sú do nej vsadené pohyblivé a nepohyblivé elektródy z kovu.

Všetky elektródové vlákna žiarovky sú vybavené dvoma svorkovnicami. Jedna svorka každého kontaktu je použitá v obvode elektromagnetického predradníka. Ostatné sú pripojené ku katódam šartéra.

Vzdialenosť medzi elektródami štartéra nie je podstatná, preto prostredníctvom sieťového napätia je možné ho ľahko preraziť. Pritom vzniká prúd a zahrievajú sa prvky vstupujúce do elektrického obvodu s určiťou mierou odporu. Práve šartér patrí do týchto prvkov.

Konštrukcie štartérov pre žiarivky majú prakticky identické usporiadanie: 1 – tlmivka; 2 – sklenená banka; 3 – ortuťové pary; 4 – svorky; 5 – elektródy; 6 – teleso; 7 – bimetalický kontakt; 8 – inertná plynná látka; 9 – volfrámové vlákna žiarovky LDS; 10 – kvapka ortuti; 11 – oblúkový výboj v banke (+)

Banka je umiestnená vnútri telesa z plastu alebo kovu, ktoré slúži ako ochranný kryt. V niektorých vzorkách je navyše na vrchu krytu špeciálny pozorovací otvor.

Najžiadanejším mateiálom na výrobku bloku je plast. Stále pôsobenie vysokých teplôt umožňuje vydržať špeciálne zloženie impregnácie – luminofor.

Príslušenstvo sa vyrába s párom nožičiek, ktoré plnia úlohu kontaktov. Sú vyrobené z rôznych druhov kovu.

V závislosti od typu konštrukcie môžu byť elektródy symetrické pohyblivé alebo asymetrické s jedným pohyblivým prvkom. Ich vývody prechádzajú cez päticu lampy.

Paralelne k elektródam banky je pripojený kondenzátor s kapacitou 0,003-0,1 µF. Je to dôležitý prvok, ktorý znižuje úroveň rádiového rušenia a tiež sa zúčastňuje na procese zapaľovania lampy.

Povinnou súčasťou zariadenia je kondenzátor, ktorý dokáže vyhladzovať nadprúdy a zároveň rozopínať elektródy prístroja, čím vykonáva zhasínanie oblúka, ktorý vzniká medzi prúdovodnými prvkami.

Bez tohto mechanizmu existuje veľká pravdepodobnosť zlepenia kontaktov pri vzniku oblúka, čo výrazne znižuje životnosť štartéra.

V domácnosti sú najobľúbenejšie vzorky predradníkov so symetrickým systémom kontaktov a elektrickou schémou štartu. Takéto vzorky sú menej ovplyvnené poklesom napätia v elektrickej sieti.

Správna činnosť štartéra závisí od napätia napájacej siete. Pri znížení menovitých hodnôt na 70-80 % sa fluorescenčná lampa nemusí zapáliť, pretože nebude prebiehať dostatočný ohrev elektród.

V procese výberu potrebného štartéra, berúc do úvahy konkrétny model lampy denného svetla (fluorescenčnej alebo LL), je potrebné dodatočne analyzovať technické charakteristiky každého druhu, a tiež rozhodnúť sa o výrobcovi.

Princíp činnosti zariadenia

Po privedení sieťového napájania na svetelný prístroj prechádza napätie cez závity tlmičky LL a vlákno žeravenia, vyrobené z monokryštálov volfrámu.

Ďalej sa privádza ku kontaktom štartéra a vytvára medzi nimi tlejúci výboj, pričom sa reprodukuje žiarenie plynného prostredia prostredníctvom jeho ohrevu.

Keďže v zariadení je ešte jeden kontakt – bimetalický, tiež reaguje na zmeny a začína sa ohýbať, pričom mení tvar. Takto tento elektród uzatvára elektrický obvod medzi kontaktmi.

Veľkosť prúdu vytvoreného tlejúcim výbojom sa pohybuje od 20 do 50 mA, čo je úplne dostatočné na ohrev bimetalického elektródu, ktorý je zodpovedný za uzavretie obvodu (+)

Uzavretý obvod vytvorený v elektrickom obvode fluorescenčného prístroja vedie cez seba prúd a zahrieva volfrámové vlákna, ktoré zase začínajú emitovať elektróny zo svojho zahriateho povrchu.

Takto sa formuje termoelektrónová emisia. V rovnakom čase sa reprodukuje zahrievanie ortuťových pár, ktoré sa nachádzajú v banke.

Vytvorený tok elektrónov prispieva k zníženiu napätia, ktoré je privedené zo siete na kontakty štartéra, približne na polovicu. Stupeň tlejúceho výboja začína klesať spolu s teplotou žeravenia.

Platňa z bimetalov znižuje svoj stupeň deformácie, čím rozopína reťazec medzi anódou a katódou. Prietok prúdu cez túto časť sa zastavuje.

Zmena jeho ukazovateľov vyvoláva vo vnútri tlmivky, vo vodivom obvode, vznik elektromotorickej sily indukcie.

Bimetalový kontakt okamžite reaguje vyprodukovaním krátkodobého výboja v schéme pripojenej k nemu: medzi volfrámovými vláknami žiarivky.

Jeho hodnota dosahuje niekoľko kilovoltov, čo je úplne dosť na prerazenie inertného prostredia plynov s vyhriatymi ortuťovými parami. Medzi koncami lampy vzniká elektrický oblúk, ktorý produkuje ultrafialové žiarenie.

Keďže takéto spektrum svetla nie je pre človeka viditeľné, v konštrukcii lampy je luminofor, ktorý absorbuje ultrafialové žiarenie. Výsledkom je vizualizácia štandardného svetelného toku.

Pri zmene prúdu v obvode alebo jeho úplnom zastavení proporcionálne dochádza k zmenám magnetického toku cez povrch platne, čo obmedzuje tento obvod a vedie k vybudeniu v tejto schéme EMS samoindukcie.

Avšak napätie na štartéri, pripojenom paralelne k lampe, nie je dostatočné na vytvorenie tlejúceho výboja, a preto elektródy zostávajú v rozopnutej polohe počas svietenia dennej lampy. Ďalej sa štartér v pracovnej schéme nepoužíva.

Keďže po vyprodukovaní svietenia je potrebné limitovať hodnoty prúdu, do schémy sa vkladá elektromagnetický predradník. Vďaka svojmu indukčnému odporu plní úlohu obmedzovacieho zariadenia, ktoré zabraňuje poškodeniu lampy.

Druhy štartérov pre žiarivky

V závislosti od algoritmu práce sa štartovacie zariadenia delia na tri základné druhy: elektronické, tepelné a s tlejúcim výbojom. Napriek tomu, že mechanizmy majú rozdiely v konštrukčných prvkoch a princípoch práce, vykonávajú identické funkcie.

Elektrónický typ šartéra

Procesy reprodukované v systéme kontaktov štartérov nie sú riadené. Okrem toho významný vplyv na ich fungovanie má teplotný režim okolia.

Napríklad pri teplote pod 0°C sa rýchlosť zahrievania elektród spomaľuje, a preto bude zariadenie potrebovať viac času na zapálenie svetla.

Tiež pri zahrievaní sa kontakty môžu spájať navzájom, čo vedie k prehriatiu a zničeniu špirál lampy, t.j. k jej poškodeniu.

Väčšina modelov elektronických predradníkov pre fluorescenčné žiarivky je vyrobená na báze čipu UBA 2000T. Tento typ zariadenia umožňuje eliminovať prehrievanie elektród, čím sa výrazne zvyšuje prevádzková životnosť kontaktov žiarivky, a teda aj jej doba prevádzky.

Aj správne fungujúce zariadenia sa časom opotrebúvajú. Dlhšie udržiavajú žeravenie kontaktov žiarivky, čím znižujú jej výrobnú životnosť.

Práve na odstránenie týchto nedostatkov v polovodičovej mikroelektronike štartérov boli použité zložité konštrukcie s mikročipmi. Umožňujú obmedziť počet cyklov procesu simulácie skratovania elektród štartéra.

Vo väčšine vzoriek prezentovaných na trhoch je obvodové zapojenie elektronického štartéra zložené z dvoch funkčných blokov:

• riadiaci obvod;
• vysokonapäťový spínací blok.

Ako príklad môžeme uviesť mikročip elektronického zapaľovača UBA2000T od spoločnosti PHILIPS a vysokonapäťový tyristor TN22 od STMicroelectronics.

Princíp činnosti elektronického štartéra je založený na rozopínaní obvodu prostredníctvom zahrievania. Niektoré vzorky majú podstatnú výhodu – možnosť pohotovostného režimu zapaľovania.

Týmto spôsobom sa rozopínanie elektród vykonáva pri potrebnej fázovosti napätia a za optimálnych teplotných podmienok ohrevu kontaktov.

Polovodičové prvky elektronického predradníka musia vyhovovať kľúčovým prevádzkovým charakteristikám, a to pomeru hodnoty výkonu a sieťového napätia pripojeného svetelného zariadenia.

Dôležité je, že pri poruche žiarivky a neúspešných pokusoch o jej spustenie sa tento mechanizmus vypne, ak ich počet (pokusov) dosiahne 7. Preto o predčasnom zlyhaní elektronického štartéra nemôže byť ani reči.

Akonáhle dôjde k výmene žiarivky za funkčnú, zariadenie bude môcť obnoviť proces spustenia žiarivky. Jedinou nevýhodou tejto modifikácie je vysoká cena.

V obvode so štartérom sa ako dodatočná metóda znižovania rádiového rušenia môžu použiť symetrizované tlmivky s vinutím rozdeleným na identické úseky s rovnakým počtom závitov navinutých na spoločnú súčiastku – jadro.

V súčasnosti majú vyrábané predradníky montážno-tyčovú konštrukciu. Výsek magnetického drôtu sa vykonáva z oceľových plechov. Spravidla majú takéto tlmivky dve symetrické vinutia.

Všetky oblasti cievky sú zapojené v sériovom poradí s jedným z kontaktov žiarivky. Po zapnutí budú obe jeho elektródy pracovať za rovnakých technických podmienok, čím sa znižuje úroveň rušenia.

Tepelný typ šartéra

Kľúčovou odlišujúcou charakteristikou tepelných zapaľovačov je dlhý čas štartu žiariviek. Takýto mechanizmus počas fungovania spotrebúva veľa elektriny, čo negatívne ovplyvňuje jeho energetickú náročnosť.

Tepelný štartér sa tiež nazýva termobimetalický. Zahrievanie kontaktov prebieha so spomalením, čo priaznivo vplýva na činnosť svetelného zariadenia v nízkoteplotnom prostredí.

Spravidla sa tento typ používa v podmienkach nízkej teploty. Algoritmus činnosti sa výrazne líši od náprotivkov iných typov.

V prípade odpojenia napájania sú elektródy zariadenia v zopnutom stave, pri privedení napätia vzniká impulz s vysokým napätím.

Mechanizmus doutnavého výboja

Štartovacie mechanizmy založené na princípe tlejúceho výboja majú vo svojej konštrukcii bimetalické elektródy.

Sú vyrobené z kovových zliatin s rôznymi koeficientami lineárnej rozťažnosti pri zahrievaní platne.

Nevýhodou zapaľovača tlejúceho výboja je nízka úroveň napäťového impulzu, kvôli čomu nie je dostatočná spoľahlivosť zapálenia žiarivky.

Možnosť zapálenia lampy je určená dĺžkou predchádzajúceho ohrevu katód a hodnotami prúdu pretekajúceho cez svetelné zariadenie v okamihu rozopnutia obvodu kontaktov štartéra.

Ak pri prvom pokuse štartér nezapáli lampu, bude automaticky opakovať pokusy, až kým sa lampa nerozsvieti.

Preto sa takéto zariadenia nepoužívajú pri nízkych teplotách alebo nepriaznivom počasí, napríklad pri zvýšenej vlhkosti.

Ak sa nezabezpečí optimálna úroveň ohrevu kontaktného systému, lampa bude strácať veľa času na zapálenie alebo bude poškodená. Podľa noriem GOST by čas strávený štartérom na zapálenie nemal presiahnuť 10 sekúnd.

Štartovacie prístroje, ktoré plnia svoje funkcie tepelným princípom alebo tlejúcim výbojom, sú povinne vybavené prídavným zariadením – kondenzátorom.

Úloha kondenzátora v schéme

Ako už bolo uvedené skôr, kondenzátor je umiestnený v kryte zariadenia paralelne k jeho katódam.

Tento prvok rieši dve kľúčové úlohy:

1. Znižuje úroveň elektromagnetického rušenia v rádiových vlnách. Vzniká v dôsledku kontaktu systému elektród štartéra a lampy.
2. Ovplyvňuje proces zapálenia žiarivky.

Takýto prídavný mechanizmus znižuje veľkosť impulzného napätia vytvoreného pri rozopnutí katód štartéra a zvyšuje jeho trvanie.

Kondenzátor znižuje pravdepodobnosť zlepenia kontaktov. Ak v zariadení nie je kondenzátor, napätie na lampe sa pomerne rýchlo zvyšuje a môže dosahovať niekoľko tisíc voltov. Takéto podmienky znižujú stupeň spoľahlivosti zapaľovania lámp.

Keďže použitie potlačovacieho zariadenia neumožňuje dosiahnuť úplné vyrovnanie elektromagnetického rušenia, na vstup obvodu sa vkladajú dva kondenzátory, ktorých celková kapacita je najmenej 0,016 µF. Sú zapojené v sériovom poradí s uzemnením stredného bodu.

Hlavné nedostatky štartérov

Hlavnou nevýhodou štartérov je nespoľahlivosť konštrukcie. Zlyhanie spúšťacieho mechanizmu vyvoláva falošný štart – zobrazí sa niekoľko zábleskov svetla pred začiatkom plnohodnotného svetelného toku. Takéto poruchy znižujú životnosť volfrámových vláken lampy.

Štartovacie prístroje spôsobujú značné straty energie a znižujú účinnosť zariadenia lampy. Medzi nevýhody patrí aj závislosť od napätia a značný rozptyl času spínania elektród.

Pri fluorescenčných lampách sa časom pozoruje zvýšenie pracovného napätia, zatiaľ čo u štartéra naopak, čím vyššia je životnosť, tým nižšie je napätie zapaľovania tlejúceho výboja. Takto sa stáva, že zapnutá lampa môže vyvolať jeho spínanie, kvôli čomu svetlo zhasne.

Rozpojené kontakty štartéra opäť rozsvietia svetlo. Všetky tieto procesy prebiehajú v zlomkoch sekundy a používateľ môže pozorovať iba blikanie.

Pulzujúci efekt spôsobuje podráždenie sietnice oka, a tiež vedie k prehrievaniu tlmivky, zníženiu jej životnosti a poruche lampy.

Rovnaké negatívne dôsledky sa očakávajú aj od značného rozptylu času kontaktného systému. Ten často nestačí na dostatočný predbežný ohrev katód lampy.

V dôsledku toho sa prístroj rozsvieti po sérii pokusov, ktoré sú sprevádzané zvýšenou dĺžkou prechodových procesov.

Ak je štartér zapojený do obvodu jednolampovej schémy, v tomto prípade nie je možné znížiť svetelnú pulzáciu.

S cieľom znížiť negatívny efekt sa odporúča používať takéto schémy iba v priestoroch, kde sú použité skupiny svetiel (po 2-3 kusy), ktoré je potrebné zapojiť do rôznych fáz trojfázového obvodu.

Dešifrovanie označení

Neexistuje všeobecne uznávaná skratka pre modely štartérov domácej a zahraničnej výroby. Preto zvážime základy označení osobitne.

Dekódovanie hodnoty 90S-220 vyzerá takto: štartér fungujúci s fluorescenčnými vzorkami, ktorých výkon je 90 W, a menovité napätie 220 V (+)

Podľa GOST-u, dekódovanie alfanumerických hodnôt [XX][S]-[XXX] uvedených na tele prístroja, vyzerá nasledovne:

• [XX] – číslice označujúce výkon svetloreprodukčného mechanizmu: 60 W, 90 W alebo 120 W;
• [C] – štartér;
• [XXX] – napätie používané na prevádzku: 127 V alebo 220 V.

Na realizáciu zapaľovania lámp zahraniční vývojári vyrábajú príslušenstvo s rôznymi označeniami.

Elektronický formát je vyrábaný mnohými firmami.

Najznámejšia na domácom trhu — Philips, vyrábajúca štartéry týchto typov:

• S2 sú určené na výkon 4–22 W;
• S10 – 4–65 W.

Firma OSRAM je orientovaná na výrobu štartérov ako pre samostatné pripojenie osvetľovacích zariadení, tak aj pre sériové. V prvom prípade ide o označenie S11 s obmedzením výkonu 4–80 W, ST111 – 4–65 W. A v druhom, napríklad ST151 – 4–22 W.

Vyrábané modely štartérov sú prezentované v širokom sortimente. Kľúčové parametre, ktoré sa zohľadňujú pri výbere – zodpovedajúce hodnoty charakteristík lámp žiarivkového typu.

Na čo sa zamerať pri výbere?

V procese výberu štartovacieho mechanizmu nestačí spoliehať sa na meno vývojára a cenové rozpätie, hoci aj tieto faktory by mali byť zohľadnené, pretože poukazujú na kvalitu prístroja.

V tomto prípade vyhrávajú spoľahlivé prístroje, ktoré sa pozitívne osvedčili v praxi. Stojí za to venovať pozornosť takým firmám: Philips, Sylvania a OSRAM.

Štartér FS-11 značky Sylvania. Vyberá sa k lampám denného svetla s výkonom 4–65 W. Môže byť použitý v sieti striedavého prúdu. Pracuje na princípe tlejúceho výboja.

Za najzákladnejšie prevádzkové parametre štartéra sa považujú tieto technické vlastnosti:

1. Zapaľovací prúd. Tento ukazovateľ by mal byť vyšší ako pracovné napätie lampy, ale nie nižší ako sieťové napájanie.
2. Základné napätie. Pri zapojení do jednolampovej schémy sa používa prístroj na 220 V, dvojlampovej – na 127 V.
3. Úroveň výkonu.
4. Kvalita telesa a jeho ohňovzdornosť.
5. Životnosť. Pri štandardných podmienkach použitia by mal štartér vydržať najmenej 6000 zapnutí.
6. Trvanie ohrevu katód.
7. Typ použitého kondenzátora.

Taktiež je potrebné zohľadniť indukčné pôsobenie cievky a usmerňovací koeficient, ktorý zodpovedá za pomer spätného odporu k priamemu pri konštantnom napätí.

Dodatočné informácie o zariadení, prevádzke a pripojení štartovacieho a regulačného mechanizmu žiarivkových lámp sú uvedené v tomto článku.

Závery a užitočné video k téme

Pomoc pri výbere potrebného predradníka pre lampu denného svetla:

Štartér pre žiarivkové zariadenia: základy označovania a konštrukčné usporiadanie prístroja:

Teoreticky je doba prevádzky štartéra ekvivalentná životnosti lampy, ktorú zapaľuje. Napriek tomu stojí za to vziať do úvahy, že časom intenzita napätia tlejúceho výboja klesá, čo sa odráža na prevádzke žiarivkového zariadenia.

Výrobcovia však odporúčajú súčasne meniť štartér aj lampu. Pre získanie potrebnej modifikácie je na začiatku vhodné preštudovať základné parametre prístrojov.

Podeľte sa s čitateľmi o svoje skúsenosti s výberom štartéra pre žiarivkové lampy. Prosím, zanechávajte komentáre, pýtajte sa otázky k téme článku a zapájajte sa do diskusií – formulár pre spätnú väzbu sa nachádza nižšie.