Трансформатор за халогенни лампи: защо е необходим, принцип на работа и правила за свързване
Халогенните лампи могат да се считат за подобрена версия на обичайните лампи с нажежаема жичка.Те работят по същия начин, но поради някои характеристики на халогените са по-икономични, издръжливи и произвеждат приятна за окото, но в същото време ярка светлина.
Производителите предлагат две опции за халогенни осветителни устройства: високо и ниско напрежение. За да работи последният правилно, е необходим трансформатор за халогенни лампи. Ще ви кажем как да изберете и правилно да свържете посоченото устройство.
Съдържанието на статията:
Защо халогенът се нуждае от трансформатор?
Халогенните лампи успешно се конкурират със светодиодите. Въпреки по-добрите експлоатационни характеристики на последните, често печелят халогените, което се обяснява с тяхната по-ниска цена и съответно наличността, както и някои характеристики на светлинния лъч на светодиодите, които могат да уморят очите.
Основният „коз“ на светодиодите е работата без отопление, което прави възможно широкото им използване. Халогенните лампи имат същото предимство, но само за лампи с ниско напрежение. Те могат да бъдат инсталирани в зони, чувствителни към високи температури. Например в лампи, вградени в тавана.
Но трябва да разберете, че халогенните лампи с ниско напрежение могат да работят само с трансформатори. Последните са необходими за преобразуване на мрежовото напрежение до приемлива стойност за лампата. Обикновено това е 12 V.
В допълнение, трансформаторът предпазва източника на светлина от пренапрежения, прегряване и късо съединение, а също така може да осигури възможност за плавно включване на осветлението. Трябва да се признае, че средно лампите с трансформатори издържат много по-дълго. Въпреки че много зависи от тяхното качество.
Какви видове трансформатори има?
Трансформаторите са устройства от електромагнитен или електронен тип. Те се различават донякъде по принципа на работа и някои други характеристики.
Електромагнитните опции променят параметрите на стандартното мрежово напрежение до характеристики, подходящи за работа халогени с ниско напрежение, електронните устройства, освен определената работа, извършват и преобразуване на ток.
Тороидално електромагнитно устройство
Най-простият тороидален трансформатор е сглобен от две намотки и сърцевина. Последният се нарича още магнитна верига. Изработен е от феромагнитен материал, обикновено стомана. Намотките са поставени върху пръта.
Първичният е свързан към източника на енергия, вторичният съответно към потребителя. Няма електрическа връзка между вторичната и първичната намотка.
По този начин мощността се прехвърля между тях само по електромагнитен път. За увеличаване на индуктивното свързване между намотките се използва магнитна верига.Когато се прилага променлив ток към клемата, свързана към първата намотка, той произвежда променлив тип магнитен поток вътре в сърцевината.
Последният се свързва с двете намотки и индуцира електродвижеща сила или емф в тях. Под негово влияние във вторичната намотка се създава променлив ток с напрежение, различно от това, което е било в първичната намотка.
В зависимост от броя на навивките се определя вида на трансформатора, който може да бъде повишаващ или понижаващ и коефициента на трансформация. За халогенни лампи винаги се използват само понижаващи устройства.
Предимствата на навиващите устройства са:
- Висока експлоатационна надеждност.
- Лесен за свързване.
- Ниска цена.
Въпреки това, тороидалните трансформатори могат да бъдат намерени в съвременните схеми с халогенни лампи доста рядко. Това се обяснява с факта, че поради своите конструктивни характеристики такива устройства имат доста впечатляващи размери и тегло. Поради това е трудно да ги прикриете, когато подредите мебелите или осветлението на тавана, например.
Също така, недостатъците на устройствата от този тип включват нагряване по време на работа и чувствителност към възможни падания на напрежението в мрежата, което се отразява негативно на експлоатационния живот на халогенните лампи.
В допълнение, намотките на трансформаторите могат да бръмчат по време на работа, което не винаги е приемливо. Поради това устройствата се използват предимно в нежилищни помещения или в промишлени сгради.
Импулсно или електронно устройство
Трансформаторът се състои от магнитна сърцевина или сърцевина и две намотки. В зависимост от формата на сърцевината и начина на поставяне на намотките върху нея се разграничават четири вида такива устройства: прътови, тороидални, бронирани и бронирани.
Броят на завъртанията на вторичната и първичната намотка също може да бъде различен. Чрез промяна на техните съотношения се получават понижаващи и повишаващи устройства.
Принципът на работа на импулсен трансформатор е малко по-различен. Към първичната намотка се прилагат къси еднополярни импулси, поради което сърцевината е постоянно в състояние на намагнитване.
Импулсите на първичната намотка се характеризират като краткотрайни правоъгълни сигнали. Те генерират индуктивност със същите характерни капки.
Те от своя страна създават импулси на вторичната намотка.
Тази функция дава на електронните трансформатори редица предимства:
- Лек и компактен.
- Високо ниво на ефективност.
- Възможност за вграждане на допълнителна защита.
- Разширен диапазон на работно напрежение.
- Без нагряване и шум по време на работа.
- Възможност за регулиране на изходното напрежение.
Сред недостатъците си струва да се отбележи регулираното минимално натоварване и доста високата цена. Последното е свързано с определени трудности в процеса на производство на такива устройства.
Правила за избор на понижаващо оборудване
Когато избирате трансформатор за халогенни източници на светлина, трябва да вземете предвид много фактори.Струва си да започнете с две важни характеристики: изходното напрежение на устройството и неговата номинална мощност.
Първият трябва стриктно да съответства на работното напрежение на лампите, свързани към устройството. Вторият определя общата мощност на източниците на светлина, с които ще работи трансформаторът.
За точно определяне на необходимата номинална мощност е препоръчително да направите просто изчисление. За да направите това, трябва да добавите мощностите на всички източници на светлина, които ще бъдат свързани към устройството за понижаване. Към получената стойност добавете 20% от „резерва“, необходим за правилната работа на устройството.
Нека илюстрираме с конкретен пример. За осветяване на хола се предвижда да се монтират три групи халогенни лампи: седем броя във всяка. Това са точкови устройства с напрежение 12 V и мощност 30 W. За всяка група ще са необходими три трансформатора. Нека изберем правилния. Нека започнем с изчисляване на номиналната мощност.
Нека изчислим и установим, че общата мощност на групата е 210 W. Като вземем предвид необходимата височина, получаваме 241 W. Така за всяка група ще ви е необходим трансформатор, чието изходно напрежение е 12 V, номиналната мощност на устройството е 240 W.
И електромагнитните, и импулсните устройства отговарят на тези характеристики. Когато избирате последното, трябва да обърнете специално внимание на номиналната мощност. Трябва да се представи като две числа. Първият показва минималната работна мощност.
Трябва да знаете, че общата мощност на лампите трябва да бъде по-голяма от тази стойност, в противен случай устройството няма да работи.И малка бележка от експерти относно избора на мощност. Предупреждават, че мощността на трансформатора, която е посочена в техническата документация, е максималната.
Тоест, в нормално състояние ще произвежда някъде около 25-30% по-малко. Следователно е необходим така нареченият „резерв“ от мощност. Защото ако принудите устройството да работи на предела на възможностите си, то няма да издържи дълго.
Друг важен нюанс се отнася до размера на избрания трансформатор и неговото местоположение. Колкото по-мощно е устройството, толкова по-масивно е то. Това важи особено за електромагнитните устройства. Препоръчително е веднага да намерите подходящо място за монтажа му.
Ако има няколко лампи, потребителите често предпочитат да ги разделят на групи и да инсталират отделен трансформатор за всяка. Това се обяснява много просто.
Първо, ако понижаващото устройство се повреди, останалите групи осветление ще работят нормално. Второ, всеки от трансформаторите, инсталирани в такива групи, ще има по-малка мощност от общата, която ще трябва да се инсталира за всички лампи. Следователно цената му ще бъде значително по-ниска.
Две опции за свързване на трансформатор
Преди да свържете понижаващо устройство, трябва да завършите оформлението на лампите, ако има повече от две от тях. Освен това трябва да изберете мястото за инсталиране на трансформатора.
Последното се извършва, като се вземат предвид следните правила:
- Трябва да се осигури свободен достъп до устройството, което е необходимо за неговата поддръжка или подмяна.
- Ако трансформаторът е разположен в затворено пространство, обемът на последния не може да бъде по-малък от 10 литра. Това е необходимо за отстраняване на топлината, генерирана по време на работа на устройството.
- Разстоянието от устройството до най-близката халогенна лампа не трябва да бъде по-малко от 250 mm. Това се прави, за да се избегне нежелано допълнително нагряване на източника на светлина.
Едва след като се определи мястото за трансформатора и лампите, може да се започне монтажа и свързването.
В този случай са възможни две основни опции, като последната може да бъде модифицирана и използвана за свързване не само на две групи лампи, но и на три или повече.
Верига от лампи с един трансформатор
Тази опция се счита за оптимална за четири, максимум пет източника на светлина. Ако има повече лампи, най-добре е да ги разделите на групи. Халогените се свързват само паралелно. Това трябва да се вземе предвид при изготвянето на диаграмата. Друг важен момент.
Необходимо е да поставите лампите така, че разстоянието от всяка от тях до трансформатора да е приблизително еднакво. Това е необходимо за правилната работа на устройствата.
Ако има проводници с различна дължина, лампите ще светят по различен начин. Този с по-къса жица ще свети по-силно. Устройство с дълъг кабел ще свети слабо.
Освен това в последния случай жицата може също да се нагрее по време на работа, което е изключително нежелателно.Експертите препоръчват изграждането на веригата така, че дължината на всеки от проводниците, водещи към лампите, да не надвишава 200 mm. В този случай напречното сечение на кабела трябва да бъде най-малко 1,5 квадратни метра. мм.
На тялото на трансформатора има изходни и входни клеми. Първичните са обозначени с N и L или Input. Това е вход, разположен от страната на 220 V. Трябва да се помни, че връзката тук се осъществява чрез превключвател с един ключ.
След това нулевите и фазовите проводници от синьо, оранжево или кафяво, простиращи се от разпределителната кутия, се свързват към съответните клеми на трансформатора. Халогенните лампи се свързват към вторичните изходни клеми или изхода на понижаващото устройство.
За това се използват само медни проводници със същото напречно сечение. Важна забележка. Ако по някаква причина няма достатъчно трансформаторни клеми, трябва да се монтират допълнителни клеми. Те могат да бъдат закупени във всеки специализиран магазин.
Две групи лампи с два трансформатора
Тази връзка е оптимална, ако има повече от пет лампи. Групите могат да се състоят от еднакъв брой лампи или различни. Няма значение. Основното е, че трансформаторът е избран правилно за всеки. Както в описаната по-горе опция, трябва да започнете с изпълнение на диаграмата.
При избора на място за лампите важат подобни правила. Тоест дължината на всички проводници, простиращи се към тях от трансформатора, трябва да бъде приблизително еднаква.
Това може да бъде доста трудно да се направи. След това ще трябва да направите някои корекции. Трябва да знаете, че за медни проводници с напречно сечение от 1,5 квадратни метра. мм, което се препоръчва да се използва в този случай, оптималната дължина варира от 150 до 300 см. На такова разстояние енергията ще се предава с минимални загуби и без смущения.
Понякога тази дължина очевидно не е достатъчна. В този случай ще трябва да изберете проводник с по-голямо напречно сечение. За разстояние от 300 до 400 см се избира кабел с напречно сечение до 2,5 квадратни метра. мм. Ако се очаква още по-голяма дължина, което е нежелателно, трябва да се извърши специално изчисление и да се определи подходящото напречно сечение с помощта на специална таблица.
Свързването на всеки от трансформаторите и групите лампи към него се извършва подобно на описания по-горе метод. Тоест неутралното ядро от разпределителната кутия е свързано към неутралните клеми на трансформаторите.
Фазовият проводник от превключвателя е свързан към фазовите кабели на понижаващите устройства. Теоретично по този начин могат да бъдат свързани повече от две групи лампи, но всяка от тях има свой собствен трансформатор.
Важна забележка. За всяко от понижаващите устройства е положен отделен кабел и те са свързани изключително вътре в съединителната кутия. Някои „занаятчии“ предпочитат да свързват проводниците някъде под тавана, но не и да използват съединителната кутия.
Това е сериозна грешка, която противоречи на PUE, който гласи, че трябва да се осигури свободен достъп до всяка от секциите на кабелната връзка за проверка, поддръжка и евентуални ремонти. Следователно единствената правилна опция е връзка в съединителна кутия.
Експертите подчертават, че ако възнамерявате да свържете група, състояща се от голям брой лампи, е възможно да поставите разпределителна кутия между лампите и изхода на трансформатора. Това е особено вярно, ако няма достатъчно терминали на устройството за понижаване или ако има ограничения за поставянето му.
Когато избирате тази опция, трябва да знаете, че със същата мощност веригата с ниско напрежение пропуска повече ток от веригата с високо напрежение. Въз основа на това е необходимо точно изчисление за определяне на напречното сечение на проводника. Това се прави чрез изчисляване на общия ток.
Нека илюстрираме с пример. Седем източника на светлина 12V 35W трябва да бъдат свързани чрез трансформатор. Лампите са монтирани успоредно на разпределителната кутия. Необходимо е да се разбере напречно сечение на проводника, който ще бъде положен между разпределителя и изхода на блока.
За да направите това, първо умножете броя на електрическите крушки по тяхната мощност. След това разделяме получената стойност на работното напрежение. Получаваме приблизително 29 A. Това е силата на тока, която ще премине през кабела за ниско напрежение.
Използвайки таблицата на зависимостта на напречното сечение на окабеляването от работното напрежение, представена в PUE, ние определяме подходящия размер на проводника. В нашия случай това ще бъде най-малко 4 квадратни метра. мм. Както можете да видите, натоварването е доста голямо. Може би има смисъл тази група лампи да се раздели на още две.
При инсталиране на две групи халогенни крушки през трансформатор могат да се използват два вида ключове.Ако инсталирате модел с един ключ, тогава и двете групи могат да се включват/изключват само едновременно. Ако е необходимо отделно управление на групи осветителни устройства, можете да инсталирате превключвател с два клавиша.
Препоръки от практици
Практикуващите електротехници често се сблъскват с необходимостта от инсталиране на халогени с ниско напрежение, когато окабеляването вече е монтирано и работи успешно. В този случай не винаги е възможно паралелно свързване на лампи към трансформатор без радикална промяна на окабеляването.
За да се намалят разходите, експертите препоръчват в този случай свързването на всяка лампа със собствен трансформатор. По правило това ще бъдат устройства с малка мощност и размери.
Ако това изглежда разточително, вместо лампи с ниско напрежение можете да поставите халогенни лампи с високо напрежение 220 V. Но в този случай ще трябва да ги оборудвате с устройство за плавен старт. Или, като опция, ако дизайнът на лампата позволява, можете да замените халогенните лампи със светодиоди от икономична класа.
Със забележителности избор на халогени за инсталиране на осветителна система ще намерите статия, която подробно разглежда всички аспекти на въпроса.
Много често се предвижда регулиране на интензитета на осветлението, за което се добавя към общата схема Димер. Трябва да знаете, че повечето импулсни трансформатори не са проектирани да работят заедно с димер.
Тъй като последното влияе отрицателно върху функционирането на електронния преобразувател, това в крайна сметка значително намалява експлоатационния живот на свързаните халогенни лампи.
Поради тази причина най-добрият вариант за работа в комбинация с димер е тороидален електромагнитен трансформатор. И още една забележка.
Електротехниците силно препоръчват да не забравяте за обслужването на вече инсталирани понижаващи устройства. Оптимално е да се извършва рутинна проверка на всеки шест месеца, за да се провери тяхната функционалност. Ако се установят проблеми, устройствата се ремонтират или сменят.
Изводи и полезно видео по темата
Видео #1. Да се запознаем - трансформатори Osram:
Видео #2. Как правилно да свържете трансформатор:
Видео #3. Всичко, което трябва да знаете за трансформаторите за халогенни източници на светлина:
Халогенните лампи с ниско напрежение са практично решение за вградено осветление. Те се считат за бюджетен аналог на светодиодите, значително превъзхождащи ги в качеството на излъчваната светлина.
Основната трудност при използването на халогени с ниско напрежение е необходимостта от свързване на понижаващ трансформатор. Въпреки това, ако всичко е направено правилно, осветителните тела ще издържат дълго време и без проблеми.
Имате ли опит в свързването на трансформатор за работа с халогенна крушка с ниска мощност? Знаете ли технологични тънкости, които ще бъдат полезни на посетителите на сайта? Моля, пишете коментари, споделяйте полезна информация и публикувайте снимки в блока по-долу.
