Индукционни лампи: устройство, видове, обхват на приложение + правила за избор

Днес потребителите все повече избират енергийно ефективни битови и индустриални осветителни устройства.Въпреки това, в допълнение към спестяванията, качеството на подсветката също играе важна роля. Индукционните лампи са достойна алтернатива на традиционните източници на осветление.

Те излъчват мека светлина, която е приятна за окото и не променя обективното възприятие на обектите. Нека заедно да разгледаме дизайна и принципите на работа на индукционните лампи.

Конструкция и принцип на действие

Основният източник на светлина в индукционната лампа е плазмата, изкуствено създадена в резултат на йонизация на газова смес от високочестотно електромагнитно поле.

Токът генерира променливо електрическо поле, причиняващо възникването на газов разряд в стъклената колба. Възбуденият живак генерира UV радиация, която се превръща във видима светлина благодарение на фосфор.

Индукционните лампи принадлежат към категорията газоразрядни източници на осветление, повече за които е написано в този материал.

Дизайнът на индукционна лампа включва три основни функционални елемента:

• газоразрядна тръба;
• индукционна бобина с феритен пръстен;
• електронен баласт.

Вътре в тръбата има капки живачна амалгама. Самата колба е пълна с газ с ниска химическа реактивност - аргон/криптон, а вътрешната й повърхност е покрита с неорганичен луминофор.

Индукционната намотка и електромагнитът образуват високочестотно магнитно поле, под въздействието на което свободните електрони се ускоряват, сблъскват и възбуждат живачни атоми.

Резултатът е ултравиолетово лъчение. Луминофорът го трансформира във видимо ярко сияние.

Както при обикновените флуоресцентни крушки, комбинацията от различни фосфори в покритието на IL крушката произвежда блясък с различни цветове. Най-често срещаните устройства са с колориметрични температури 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K

Електронният баласт е свързан към източник на постоянно напрежение 12 V/24 V или към мрежа със синусоидално напрежение 120 V/220 V/380 V.

Системата за управление на стартера преобразува променлив ток с честота 50 Hz в постоянен ток и след това във високочестотен ток от 190 kHz до 2,65 MHz.

Този RF ток създава магнитно поле. Освен това стартерът генерира силен стартов импулс, който запалва индукционния източник на светлина.

За да се осигури стабилна работа на безелектродното осветително устройство, системата за управление може също да променя силата на електрическия ток и неговата честота през бобината на индуктора.

За да се намали разсейването на високочестотните електромагнитни полета, лампите са оборудвани с феритни екрани и/или специални сърцевини.

Основната разлика между индукционните енергоспестяващи лампи и други източници на светлина е липсата на нишки и контактни термични катоди. В индукционните лампи електромагнитите са разположени отвън, т.е. няма пряк контакт на електродите с йонизираната газова среда

Това прави цилиндъра на осветителното устройство по-равномерен и приблизително еднакво натоварен температурно.

При продължителна работа на такова осветление не се наблюдава напукване на стъклената крушка, с течение на времето електродният материал не се отлага по стените.

Липсата на нажежаеми електроди, необходими за запалването на конвенционалните електрически крушки, позволява на индукционните лампи да постигнат невероятно дълъг експлоатационен живот - до 120 000 часа работа.

Някои производители дори заявяват експлоатационен живот до 150 000 часа. Тази цифра е 10 пъти по-висока от издръжливостта на простите луминесцентни крушки, газоразрядни HPDS, живачно-волфрамови и натриеви осветителни тела.

В допълнение, експлоатационният живот на индукционните източници на светлина е приблизително 2-3 пъти по-дълъг от експлоатационния живот на светодиодите.

Видове индукционни лампи

Никола Тесла за първи път демонстрира лампа без контактни електроди през 1893 г. на Световното изложение в Чикаго. Осветителното устройство, представено на обществеността, се захранва от магнитното поле на намотка на Тесла. А първият надежден прототип на индукционен светлинен източник е създаден от Джон Мелвин Андерсън през 1967 г.

Класификация на безелектродните крушки

През 1994 г. General Electric представя компактната енергоспестяваща лампа GENURA с вграден високочестотен генератор в основата.

Серийното производство на индукционни флуоресцентни лампи започва през 90-те години.

Днес лидерите в производството на безелектродни енергийно ефективни осветителни устройства са корпорациите PHILIPS Lighting, GE Lighting и OSRAM Licht AGO. Таблицата показва параметрите и разходите на различните модели лампи от тези производители

В зависимост от вида на дизайна, индукционните източници на светлина са:

• с вграден баласт – електрогенераторът и лампата са обединени в едно цяло;
• с отделен електронен стартер - външният генератор и лампата са отделни устройства.

В зависимост от начина на поставяне на бобината, тези лампи също се разделят на устройства с външен (нискочестотен) и вътрешен (високочестотен) индуктор.

В първия случай намотка с феромагнитен прът е увита около цилиндър. Работната честота на лампите с външна индукция е в диапазона 190-250 kHz.

Те имат по-добри условия за интензивен топлообмен с околната среда, тъй като намотката извън запечатаната колба лесно разсейва топлината, генерирана от устройството. Срокът на експлоатация на нискочестотните устройства е до 120 000 часа.

Във втория случай индукционна намотка с навита сърцевина е разположена вътре в стъклена колба. Генерираната топлина завършва в кухината на осветителното устройство, поради което лампите с вътрешна индукция се нагряват по-силно.

Работната им честота е от порядъка на 2-3 MHz. Ресурсът на такива източници на светлина не надвишава 75 000 часа.

На външен вид устройствата с вътрешен индуктор приличат на вакуумни крушки. Но моделите с външен индуктор имат формата на пръстен или правоъгълник

Както високочестотните, така и нискочестотните лампи имат голям запас на безопасност и имат дълъг експлоатационен живот.

Опции и маркировки

В момента компаниите, специализирани в осветлението, са започнали масово производство на индукционни лампи с различни форми. Характеристиките на дизайна и опциите за дизайн могат да се видят в техните маркировки.

Първите два буквени знака в кода определят вида на устройството (IL - индукционна лампа), третият показва формата. След буквеното обозначение обикновено се съобщава мощността.

ILK – кръгли индукционни лампи.Те имат висока светлинна ефективност и широк диапазон от спектрофотометрични температури. Подходящ за монтаж в кръгли и овални осветителни тела.

Такива източници на светлина се използват активно за осветяване на складове, просторни производствени и ремонтни работилници, търговски центрове и спортни съоръжения.

ILSH – лампи във формата на топка. Изработени в традиционната форма на конвенционални високомощни вакуумни осветителни устройства. Те създават мека светлина и светят почти моментално.

Подходящи за смяна крушки с нажежаема жичка към енергийно ефективни източници на светлина, без да е необходимо да сменяте самата лампа.

ILS се монтират в прожектори за осветление на хотели и ресторанти, супермаркети, както и в улични и индустриални лампи

ILU – U-образни крушки. Те са устройства с отделен генератор. Те излъчват ярка бяла светлина и не трептят по време на работа.

Използват се за осветяване на стадиони, тунели, метро и магистрали, рекламни стойки, табели и други обекти.

ILB, ILBK – лампи с пръстеновидна крушка. При тях генераторът, намотката и тръбата са комбинирани в едно цяло. Те генерират мека светлина, която не заслепява, светят бързо и лесно при температури до -35 °C.

Подобни дизайни се използват за осветяване на хотели и търговски площи, паркови площи и обществени градини, частни градински площи.

Струва си да се спомене отделно за индукционните фитолампи за растения. Те се различават по формата на стъклената колба и цвета на излъчването.

Различни модели индукционни фитолампи са подходящи за осветяване на зелени площи през определен период на растеж и развитие. Сериите от такива продукти са обозначени с TIL. Следващите две букви показват конкретния модел лампа

Индукционните фитолампи GP и VG са предназначени за осветяване на растения на етап вегетативен растеж. В тях преобладава синият спектър на радиация.

Уредите FL се използват в началната фаза на образуване на плодове, както и за ускоряване на образуването на цветовете. Те излъчват червена светлина.

Крушките модел KL са универсални. Такива източници на светлина позволяват да се контролира растежа на насажденията. Те генерират богата червена светлина, необходима за пълното развитие на плодовете на растенията и обилния цъфтеж.

Примери за маркиране:

• ILK-40 – кръгла индукционна лампа с мощност 40 W;
• TILPVG-120 е правоъгълна индукционна фитолампа с мощност 120 W, модел VG за начален етап на вегетативен растеж на растенията.

Емисията на индукционната лампа съответства на 97% на слънчевия спектър и следователно е отлична за изкуствено осветление на оранжерийни комплекси.

Предимства от използването на IL

Безелектродните лампи генерират мека светлина, удобна за очите. Нюансите на цветовете не са изкривени.

Яркостта на такива лампи може да се променя в рамките на 30-100% с помощта на проста димер за устройства с нажежаема жичка.

Съдържанието на твърд живак в съвременните индукционни лампи е няколко пъти по-ниско от това в конвенционалните флуоресцентни газови лампи

Дори след 75 000 часа работа, индукционните устройства поддържат ниво на светлинна мощност от 80-85% от първоначалното.

Конвенционалните LL за дневна светлина губят до 55% от яркостта си към края на експлоатационния си живот. С течение на времето върху техните колби се образуват тъмни, непрозрачни кръгове.

Предимства на използването на безелектродни индукционни лампи:

• Ефективност 90%;
• експлоатационен живот до 150 000 часа;
• светлинна мощност повече от 90-160 lm/W;
• оптимални условия за визуално възприемане на обекти;
• работен температурен диапазон от -35 °C до +50 °C;
• коефициент на цветопредаване Ra˃80;
• високи показатели за енергийна ефективност;
• минимално нагряване на колбата;
• неограничен брой цикли на стартиране/изключване;
• няма пулсация;
• възможност за регулиране на интензивността на блясъка;
• Гаранционният срок е 5 години.

Производителите твърдят, че индукционните източници на светлина имат по-добри технически характеристики от светодиодите и са няколко пъти по-евтини. Енергийната консумация на тези видове крушки е приблизително еднаква.

Приложение на безелектродни лампи

Модернизирани осветителни устройства, които не съдържат термични катоди и нишки, се използват както за вътрешно, така и за външно осветление.

Обхват на използване на IL

Безелектродните лампи имат вградена защита срещу късо съединение (късо съединение) и пренапрежение.

Индукционните лампи са устойчиви на вибрационни натоварвания и случайни удари и работят стабилно дори при ниски температури на въздуха

Благодарение на високата си светлинна ефективност и ниската консумация на електроенергия, те се използват в различни области:

• за организиране на висококачествено улично осветление;
• в търговски, развлекателни и хотелски комплекси;
• в офис центрове и битови помещения;
• за осветление на просторни работилници и складове в промишлени съоръжения;
• за осветяване на парници и оранжерии;
• за осветление на магистрали и тунели;
• за организиране на взривобезопасно осветление на бензиностанции.

Благодарение на стабилността на техните параметри безелектродните живачни лампи се използват като прецизни точкови източници на UV радиация в спектрометрията.

В допълнение, принципът на индуктивно възбуждане на газ се използва в процеса на пренос на енергия от външни източници в работната среда на лазерите.

Въпреки това, поради наличието на високочестотно електромагнитно излъчване, индукционните лампи не се монтират на железопътни гари и летища.

Тези крушки могат също да причинят смущения, когато се използват едновременно с ултрачувствително лабораторно и медицинско оборудване. Поради това не се препоръчва използването им в помещения с такова специално оборудване.

Улично и пътно осветление

Най-ефективното осветление на пътя може да бъде осигурено от улични лампи с индукционни енергийно ефективни лампи. Този тип осветление гарантира комфортна видимост както за шофьори, така и за пешеходци.

Пътните лампи имат издръжлив конзолен монтаж и се монтират на стълбове, както и на стандартни опори. Използват се за осветяване на паркови зони и площади, улици и площади, магистрали и паркинги, насипи и дворове.

Моменталното стартиране на IL минимизира загубите на енергия и ви позволява да използвате осветителната система възможно най-ефективно. Това прави възможно организирането на осветление с помощта на сензори за движение

Като пример, моменталното стартиране на осветлението на магистрали на места, където има движение на автомобили и пешеходци.

В допълнение, чувствителен сензор за движение може да се комбинира с програмируем превключвател за здрач.

Устройството се настройва за определени нива на светлина. Ако нивото на осветеност е недостатъчно, сензорът ще даде команда за включване на лампите.

Възможността за димиране позволява успешното използване на интелигентни системи за ефективно управление на уличното осветление.

Чрез контролиране на яркостта на индукционните лампи с помощта на регулатор на мощността и астрономически таймер можете да постигнете реални икономии на електрическа енергия и също така значително да намалите разходите за поддръжка.

Въвеждането на интелигентни системи дава възможност да се контролира състоянието на осветлението, да се измерват и анализират данните за консумацията на енергия от лампите.

Безопасни промишлени източници на светлина

Използването на устройства, базирани на индукционна технология, е рентабилно решение за модернизиране на осветителните системи на промишлени предприятия.

Индукционните лампи са с високо качество на изработка и не изискват редовна поддръжка. Те значително намаляват консумацията на електроенергия и помагат за подобряване на рентабилността на производството.

Индустриалните осветителни тела имат клас на защита IP54, което позволява работа дори при мръсни условия и висока влажност. Могат да се монтират в неотопляеми и слабо вентилирани помещения.

Закаленото стъкло, съчетано със силиконова изолация, надеждно предпазва кутията от чужди примеси и вода, попадащи вътре.

Има и индустриални взривозащитени модели IL. Те не само осигуряват висококачествено осветление, но и предотвратяват възникването на опасност от пожар. Такива устройства повишават нивото на безопасност при работа

Върху корпуса на индукционните взривобезопасни лампи е нанесено антистатично полимерно покритие.

Благодарение на този състав осветителните устройства се характеризират с устойчивост на удар и устойчивост на минусови температури.

Специалното искроустойчиво покритие не се влошава дори в алкални и киселинни среди и може да запази свойствата си в продължение на 30 години.

Осветление в оранжерии и зимни градини

Спектърът на индукционната лампа съответства 75% на фотосинтетично активното излъчване, необходимо за активен растеж и дългосрочен цъфтеж на растенията.

Ето защо безелектродните крушки се използват като допълнителни източници в оранжерии и оранжерии, за осветление на стандартни и компактни кутии за отглеждане, директно, странично и междуредово осветление на растения.

Работната температура на индукционните осветителни тела не надвишава 60 градуса по Целзий, което им позволява да бъдат разположени в близост до зелени площи

Използването на такива лампи в кутии за отглеждане прави възможно значително намаляване на разходите за охлаждащи резервоари.

Използването на IL също ви позволява да проектирате предварително и отделно да инсталирате осветление за всяка зона на оранжерията.

За коригиране и насочване на максимална светлина към желания сектор се използват оптични повърхности - екрани. Те фокусират радиацията върху определена област.

А с помощта на специални рефлектори изкуствената светлина се разпределя равномерно по цялата височина на зелените площи.

Правила за избор на IL

При избора на устройства за индукционно осветление е важно да се вземат предвид техните конструктивни характеристики, характеристики на работа, както и степента на безопасност.

Само ако се следва този подход, IL може да се счита за полезно придобиване.

Днес в специализираните магазини е лесно да се намерят безелектродни индукционни лампи с мощност от 15 W до 500 W. Но има и по-мощни, предназначени за различни производствени нужди.

Предлагат се лампи с овална колба за осветителни тела със стандартни фасунги E14, E27 и E40.

Съществуват и специални правоъгълни и пръстеновидни индукционни осветителни устройства, които могат да работят както с променлив ток, така и с постоянен ток.

Струва си да се отбележи, че индукционните лампи с форма на топка ще бъдат по-големи по размер от конвенционалните устройства с нажежаема жичка, тъй като RF генераторът на ток е скрит в основата. Това е важно да се вземе предвид при покупката

Всички индукционни лампи и безелектродни лампи преминават задължително сертифициране.

Следователно можем да говорим с увереност за тяхната безопасност. Амалгамата е в запечатана колба и при спазване на основните правила за работа е изключено нейното изтичане.

Трябва обаче да разберете, че подобно на стандартните флуоресцентни лампи, индукционните лампи изискват подходящо изхвърляне поради наличието на живачни съединения и електронни компоненти.

Твърдата амалгама, сплав от живак с други метали, може да се използва повторно. Стъклото от лампата също се рециклира, но отделно от луминофора.

Лампите с индукционна технология не са екологично чисти видове осветление и са много по-ниски от светодиодите по този критерий.

Трябва да се добави, че индукционната крушка не достига веднага своя стабилен светлинен поток. В началото той произвежда около 80% от общата радиация.

За да достигне този показател своя максимум, безелектродна лампа се нуждае от 2-3 минути. През това време амалгамата се нагрява достатъчно и необходимото количество живак се изпарява.

Изводи и полезно видео по темата

Индукционните лампи са ново поколение газоразрядни лампи. Принципът на работа на този тип осветление:

Какво прави лампите индукционни, характеристиките на лампите от този тип и обхвата на приложение:

Предимства на използването на съвременни индукционни източници на светлина в промишлени предприятия:

Правилното инсталиране на индукционни лампи в съответствие с всички стандарти и разпоредби ви позволява ефективно да използвате енергоспестяваща технология. Днес такива източници на светлина са разумна алтернатива на традиционните подходи за организиране на осветлението.

Имате ли опит с индукционни лампи? Или имахте въпроси след изучаване на материала? Можете да ги попитате в блока за коментари под статията. Там можете да споделите своя опит или да дадете ценни съвети на посетителите на нашия сайт.