Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах советы электрика

Для чего нужен стартер и дроссель в схемах включения люминесцентных ламп

Основными элементами схемы включения люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА являются дроссель и стартер. Стартер это миниатюрная неоновая лампа, один или оба электрода которой выполнены из биметалла. При возникновении тлеющего разряда внутри стартера биметаллический электрод нагревается и, затем изгибаясь, накоротко смыкается со вторым электродом.

После подачи напряжения на схему ток через люминесцентную лампу не течет, так как газовый промежуток внутри лампы это изолятор, и для пробоя его нужно напряжение, превышающее напряжение питающей сети. Поэтому загорается только лампочка стартера, напряжение зажигания которой ниже сетевого. Ток величиной 20 – 50 мА течет по дросселю, электродам люминесцентной лампы, неоновой лампе стартера.

Стартер состоит стеклянного баллона, наполненного инертным газом. В баллон впаяны металлический неподвижный и биметаллический электроды, имеющие выводы, проходящие через цоколи. Баллон заключен в металлический или пластмассовый корпус с отверстием в верхней части.

Схема устройства стартера тлеющего разряда: 1 — выводы, 2 – металлический подвижный электрод, 3 — стеклянный баллон, 4 — биметаллический электрод, 6 — цоколь

Стартеры для включения люминесцентных ламп в сеть выпускаются на напряжение 110 и 220 В.

Под воздействием тока электроды стартера разогреваются и замыкаются. После замыкания по цепи течет ток, превышающий в 1,5 раза номинальный ток лампы. Величина этого тока ограничена в основном сопротивлением дросселя, так как электроды стартера замкнуты, а электроды ламп имеют незначительное сопротивление.

Элементы схемы с дросселем и стартером: 1 – зажимы сетевого напряжения; 2 – дроссель; 3, 5 – катоды лампы, 4 – трубка, 6, 7 – электроды стартера, 8 – стартер.

За 1 – 2 с электроды лампы разогреваются до 800 – 900 °С, вследствие этого увеличивается электронная эмиссия и облегчается пробой газового промежутка. Электроды стартера остывают, так как разряда в нем нет.

При остывании стартера электроды возвращаются в исходное состояние и разрывают цепь. В момент разрыва цепи стартером возникает э. д. с. самоиндукции в дросселе, величина которой пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения тока в момент разрыва цепи. Образовавшееся за счет э. д. с. самоиндукции повышенное напряжение (700 – 1000 В) импульсом прикладывается к лампе, подготовленной к зажиганию (электроды разогреты). Происходит пробой, и лампа начинает светиться.

К стартеру, который включен параллельно лампе, прикладывается приблизительно половина напряжения сети. Этой величины недостаточно для пробоя неоновой лампочки, поэтому она больше не зажигается. Весь период зажигания длится меньше 10 с.

Рассмотрение процесса зажигания лампы позволяет уточнить назначение основных элементов схемы.

Стартер выполняет две важные функции:

1) замыкает накоротко цепь для того, чтобы повышенным током разогреть электроды лампы и облегчить зажигание,

2) разрывает после разогрева электродов лампы электрическую цепь и тем самым вызывает импульс повышенного напряжения, обеспечивающего пробой газового промежутка.

Дроссель выполняет три функции:

1) ограничивает ток при замыкании электродов стартера,

2) генерирует импульс напряжения для пробоя лампы за счет э. д. с. самоиндукции в момент размыкания электродов стартера,

3) стабилизирует горение дугового разряда после зажигания.

Схема импульсного зажигания люминесцентной лампы в работе:

Устройство и принцип работы стартера для люминесцентных ламп

Стартер, предназначенный для люминесцентных ламп, представляет собой пусковое устройство. Без него срок службы таких источников света значительно сократится. Также этот элемент при подаче тока первым начинает работу, его задачи: замыкание/размыкание цепи, а также обеспечение нагрева катода лампы.

Устройство и область применения

Конструкция стартера (код по ОКПД 31.50.42.190) довольно проста: компактная колба (баллон), изготовленная из стекла и заполненная инертным газом (чаще это неон); металлический или пластиковый корпус; два электрода (один из которых биметаллический).

По сути, данный элемент представляет собой лампу тлеющего разряда. Для нормальной работы люминесцентных ламп необходимо выбрать еще и пускорегулирующий аппарат. Схема, по которой предусматривается электронный тип балласта (ЭПРА), обычно не включает в себя стартер.

Схема люменесцентного светильника

Соответственно, основное направление применения данного элемента по коду ОКПД 31.50.42.190 – обеспечение приемлемых условий работы газоразрядных ламп с ЭмПРА. Задействуют пусковое устройство как при одиночном, так и при последовательном подключении. При этом допускается использовать в качестве источника питания сети 220/240 В и 110/130 В.

Описание принципа работы

Стартер, используемый для зажигания люминесцентных ламп, характеризуется более низким напряжением, чем в электросети. При этом напряжение пускового устройства превышает аналогичный рабочий параметр источника света. Когда говорится, что стартер газоразрядных ламп вводится в работу первым, имеется в виду, что при подключении к сети питания все напряжение прикладывается именно к данному элементу, в частности, к его электродам.

Результатом данного процесса является тлеющий разряд, посредством его тока осуществляется прогрев электрода пускового устройства, а именно, с биметаллической пластиной. Это приводит к его изгибанию, что, в свою очередь, обеспечивает замыкание цепи. Затем ток проходит дальше: через дроссель и люминесцентную лампу. Схема предполагает последовательное соединение двух названных элементов, а стартер подключен параллельно к источнику света.

Далее, описывается принцип работы люминесцентных ламп: катод под действием проходящего по цепи тока прогревается, продолжительность этого процесса определяется тем, как долго электроды пускового устройства будут находиться в замкнутом положении; зажигание источника света выполняется под воздействием дросселя, в котором на момент размыкания контактов стартера возник высоковольтный импульс.

Классификация пускового устройства осуществляется на основании различий в уровнях мощности ламп:

  • от 4 до 22 Вт; от 4 до 65 Вт; от 4 до 80 Вт;
  • 18-22 Вт, 18-65 Вт;
  • 30-65 Вт;
  • 70-125 Вт;
  • от 80 до 140 Вт.

Тип используемого стартера определяется мощностью люминесцентных ламп и особенностями схемы. Существует большое количество разнотипных пусковых устройств. Например, исполнение SТ 111 (маркировка 220V 4-80W) применяется в схеме, которая предполагает использование ламп мощностью 4-80 Вт и напряжением 220 В. А вариант ST151 применяется при подключении к сети 110/127 В (маркировка 127V 4-22W).

Зажигание пускового аппарата

Процесс испускания свечения начинается при условии, что катод источника света подогрет до нужного состояния. Кроме того, важно, чтобы уровень приложенного к катоду тока при возвратном движении биметаллической пластины стартера был высоким, так как, в противном случае, в дросселе не возникнет высоковольтный импульс достаточной интенсивности. Если эти условия не выполнены, светильник не включится.

Принцип работы газоразрядных ламп предполагает автоматическое повторение начального этапа процесса включения (момент размыкания электродов стартера). Происходит это до того момента, пока светильник не начнет работать. Конечно, многочисленные попытки зажечь лампу сказываются на продолжительности ее работы.

Это одна из причин, объясняющих, почему электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) значительно превосходит электромагнитный аналог.

Целесообразность использования конденсатора

Схема предполагает необходимость последовательного соединения дросселя и лампы, а стартер подключается к источнику света параллельно. Дополнительно к тому, пусковое устройство параллельно соединено с конденсатором.

Схема подключения газоразрядных лампочек:

На рисунке стартер обозначен как Ст, рассматриваемый конденсатор – С1, лампа – Л, дроссель – Д. Данный вариант не подходит для ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат). Задача конденсатора С1 заключается в снижении уровня помех в процессе замыкания/размыкания контактов пускового элемента.

Схема устройства стартера

Строение данного прибора несложное:

На рисунке показана схема работы стартеров. Основные элементы: 1 – контакты, 2 – неподвижный электрод, 3 – стеклянная колба, 4 – подвижный электрод с биметаллической пластиной, 5 – цоколь неоновой лампы.

Как долго служит стартер?

В теории считается, что продолжительность работы стартеров эквивалентна сроку функционирования лампы. Со временем интенсивность напряжения тлеющего разряда внутри неоновой колбы заметно снижается.

Нередко при этом электроды пускового устройства замыкаются, когда лампа находится во включенном состоянии. Это еще одна причина, объясняющая, почему электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) лучше, чем ЭмПРА.

Обзор производителей

Многие известные марки, под которыми выпускается разнотипная светотехническая продукция (светильник, лампа и прочее), занимаются производством и стартеров (код по ОКПД 31.50.42.190).

Импортных комплектующих — лампы, дросселя, стартера и конденсатора

Одни из наиболее надежных производителей: Philips, Osram, Sylvania, General Electric. Их стоимость несколько выше, но зато светильник с газоразрядным осветительным элементом будут функционировать более эффективно.

Таким образом, если планируется подключение люминесцентного источника света посредством ЭмПРА, а не ЭПРА, тогда нужно подобрать пусковое устройство хорошего качества, так как от этого будет зависеть продолжительность работы лампы.

Схема подключения предусматривает также установку конденсатора, посредством которого частично сглаживаются возникающие во время функционирования помехи. Если со временем отмечаются некоторые проблемы при эксплуатации светильника с газоразрядной лампочкой, стартер необходимо сразу заменить, так как несвоевременное замыкание и размыкание контактов приближает окончание службы осветительного элемента.

Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах?

Стартер для люминесцентных ламп является одним из основных элементов лампочек дневного света. Зачем он нужен? Замыкание и размыкание электрической цепи – вот основная его функция. Кроме него в состав лампы входит дроссель, являющийся одновременно трансформатором и стабилизатором. Он нужен для ограничения тока в светильнике и защищает оборудование от перегрева и скачков напряжения.

Принцип работы стартера

Стартер является малогабаритной газоразрядной лампой, работа которой основана на принципе тлеющего разряда. Устройство стартера представляет собой стеклянную колбу с двумя электродами, заполненную неоном или гелием. Для защиты колба помещена в корпус из металла или прочного пластика. Электроды изготавливаются из биметаллических пластин. У разных производителей их конструкция может отличаться.

Для сглаживания момента замыкания и размыкания контактов в цепи дополнительно устанавливают конденсатор. Одновременно он является дугогасительным устройством. Возникающая в момент включения дуга может привести к свариванию контактов. Это может стать причиной преждевременного выхода из строя и существенно снизить срок эксплуатации.

Зная, для чего нужен стартер, легко разобраться в принципе его работы.

В начальный момент электроды имеют разомкнутое состояние. При подключении к сети в устройстве возникает разряд, величина тока которого лежит в диапазоне от 20 до 50 мА. Он разогревает биметаллические электроды, вследствие нагрева происходит изгиб электродов стартера, после чего электрическая цепь замыкается. При перемещении электрического тока по замкнутой цепи происходит разогрев дросселя и катодов люминесцентной лампы.

При отсутствии тлеющего разряда электроды из биметалла остывают. Это ведет к их разгибанию, разрыву электрической цепи и возникновению импульса высокого напряжения. Под его воздействием дроссель зажигает лампу. С увеличением свечения лампы все напряжение сети приходится на нее, поскольку стартер подключен параллельно лампе, недостаток напряжения питания оставляет электроды в разомкнутом положении.

  • тепловые;
  • тлеющего ряда (содержащие биметаллические электроды с упрощенной схемой) ;
  • полупроводниковые.

Напряжение стартера необходимо выбирать выше, чем в лампах, и ниже напряжения сети.

Срок службы, ремонт и замена

Длительная эксплуатация стартера вызывает снижение напряжения внутри него, что приводит к износу. Это отражается на работоспособности, лампа начинает мигать, а затем и вовсе прекращает запускаться. Это связано с тем, что при долгом использовании лампы уменьшается тлеющий заряд. Если появились признаки неисправности в виде моргающей лампочки, необходимо заменить неисправный элемент с целью предотвращения выхода из строя всего оборудования.

Кроме моргания может произойти износ дросселя от перегрева контактов и поломка люминесцентной лампы. Чтобы часто не менять непригодные для работы устройства, нужно приобретать качественные стартеры, хорошо зарекомендовавшие себя на рынке светотехники. Установка стабилизаторов напряжения также дает положительный эффект для повышения срока службы ламп.

Замена стартера делается следующим образом:

  • отключить лампу;
  • снять плафон;
  • выкрутить против часовой стрелки неисправную деталь;
  • новый стартер вставить в паз и повернуть по часовой стрелке до упора.

Схема подключения стартера к лампам дневного света

При рассмотрении схемы становятся понятны функции, выполняемые стартером.

  • Включается в момент подачи напряжения питания,
  • В момент старта прогреваются катоды, так как без их прогрева эмиссия электронов не возможна.
  • Размыкает цепь после прогрева.

Схема биметаллического стартера всегда одна и та же. Существуют различные варианты исполнения.

Внешний вид стартера

Корпус зачастую изготавлен из пластика, контакты размещаются на пластине из текстолита (может использоваться и другой диэлектрический материал). Некоторые изготовители снабжают стартеры прозрачным смотровым окошком. Стартеры времен СССР имели корпуса из алюминия. Внутри всего два элемента: колба с биметаллическими контактами и конденсатор. Они включены параллельно. Конденсатор стартера требуется для сглаживания высоких токов, гасит дуговой разряд между электродами, также необходим для размыкания электродов. Конденсатор снижает износ стартера. Если конденсатора нет, то электроды могут спаяться в момент дугового разряда между ними. Как долго после будет работать схема – непредсказуемо. Дроссель (катушка индуктивности) необходим для создания импульса.

В колбе находятся два электрода, сама она заполнена инертным газом. Обычно применяют неон, реже – водородно-гелиевая смесь. Электроды биметаллические, подвижные. Разработаны две конструкци: либо два подвижных контакта (симметричный), либо один (несимметричный). Первый более распространен. Он дешевле при производстве. Пускатели старого образца стабильно работали при разбросе питающего напряжения в пределах 20 процентов. При большем отклонении от номинала работа не гарантировалась. Новые такой проблемы не имеют.

Принцип работы стартера

Компоненты пускового устройства рассмотрены. Как он работает?

  1. Нет напряжения – электроды внутри колбы разомкнуты.
  2. Подается напряжение питания. Между электродами стартера появляется тлеющий разряд, токи небольшие (обычно не более 50 мА).
  3. Тлеющий разряд ведет к разогреву электродов. Под действием температуры происходит обратимая деформация электродов. Разряд завершается с замыканием этих биметаллических электродов.
  4. Цепь замкнулась, начинается прогрев электродов для начала эмиссии.
  5. Электроды внутри колбы стартера начинают остывать и возвращаются в исходное положение. Цепь разрывается.
  6. Все вышеперечисленное приводило к появлению импульса высокого напряжения, проходящего через дроссель. Свет зажигается, яркость достигает нормативной.
  7. По схеме стартер подключен параллельно лампе. На его контактах напряжение ниже номинального. Уже не возникает тлеющего разряда, биметаллические контакты внутри колбы не разогреты. Сработать он не может самопроизвольно. Необходимый ток уходит на обеспечение эмиссии между катодами, это необходимо для свечения.

Схема подключения

Мощность источника света должна коррелировать с параметрами остальных компонентов. Если они не совпадают, то возможно либо, что схема вообще не запуститься, либо при запуске запуска электроды разрушатся из-за перегрева.

Для подключения двух ламп не требуется дубляж схемы. Целесообразно сократить количество элементов. В этом случае высвобождается один из дросселей.

На второй схеме дополнительный газоразрядные лампы соединены последовательно, а стартеры включены в параллель. В остальном схемы идентичны. Различие будет в номинале дросселя. Он должен быть рассчитан на суммарную мощность ламп. Стартер должен соответствовать мощности лампы. Обычно, в схеме с двумя лампами, используют одинаковые мощности. Конденсатор желателен в параллели источнику переменного тока. Он предназначен для улучшения параметров питания. При мощностях ламп порядка 40 Ватт, обычно достаточно емкости от 2 до 10 мкФ. Напряжение конденсатора выбирается не ниже двукратного напряжения питания.

Виды стартеров, их основные параметры и маркировки.

Сейчас встречается новый вид стартера – электронный. Это уже новинка. Конструктивно они выглядят точно также и полностью совместимы с «классикой». Можно заменить даже не задумываясь. Внутри вместо конденсатора и герметичных биметаллических пластин – электронная схема. Она выполняет аналогичные действия по запуску газоразрядного лампы. Изменять схему не потребуется. Из недостатков можно назвать только цену, она будет раз в пять выше, чем на «классику».

  • Срок службы много больше.
  • При старении компонентов стартер не сработает, балластное устройство не перегреется.
  • Более широкий температурный диапазон.
  • Встроенная защита от перегрузки по току.
  • Исключаются полностью электромагнитные помехи при старте осветителя.
  • Фиксированного время прогрева электродов люминесцентной лампы, следовательно, повышается срок службы.
  • Лампа включается сразу без мерцания.

Сейчас есть и полностью готовые инженерные решения. Это так называемые ЭПРА – электронные пускорегулирующие аппараты.

Этот вид представляет собой металлический корпус, в котором размещена электронная схема, дополнительные элементы не потребуются. На вход приходит напряжение питания, выходы предназначены для подключения к электродам.

При необходимости легко выбрать устройство на требуемое количество ламп. Монтаж и схема существенно упрощаются. Применение ЭПРА существенно продлевает срок эксплуатации благодаря «теплому запуску». Отсутствие подвижных биметаллических контактов обеспечивает бесшумность старта. Свечение ламп будет ровным. ЭПРА обеспечивают стабилизацию параметров питания. Соответственно параметры электронного пускорегулирующего аппарата и ламп должны совпадать.

Такое решение сочетает достоинства электронных стартеров и простоту схемы подключения. Это полностью готовое решение. Одно устройство может применяют для нескольких ламп.

Из минусов – цена. Электронные компоненты дороже чем совокупная цена пускателя, конденсатора и дросселя. Что удобно, сама схема подключения как правило разрисована на самом устройстве, либо в инструкции. Также схемы всегда есть на сайтах заводов-изготовителей.

Маркировка однозначно идентифицирует стартер и прописана в ГОСТ Р МЭК 60155-99 «Стартеры тлеющего разряда для люминесцентных ламп».

Внешне стартера для ламп дневного света выглядят так:

Не горит светильник, проверка исправности стартера.

Так как все имеет конечный срок службы, то бывает, что светильник не загорается. Тогда возникает вопрос «Кто виноват?». Точно уже не дроссель, межвитковые замыкания – это единичные случаи. Лампа или стартер?

Обычно ремонт производится на модульном уровне. Производится замена на заведомо исправный элемент. Ремонт на уровне компонентов – нецелесообразен.

При отсутствии компонентов придется выявить неисправность. Желательно просмотреть всю проводку светильника, так как если он не работает, то не обязательно виновник стартер или сам осветительный прибор. Не исключен вариант и плохого контакте, например в колодках или разъемах.

Если Вы решились на самостоятельный ремонт, то обязательно соблюдайте правила техники безопасности! Осветители используют высокое напряжение в своей работе. Имеется риск получения электротравмы! Запрещается прикасаться к токоведущим частям схемы под напряжением.

Начинать надо с проверки напряжения в сети. При снижении более чем на 20 процентов не гарантируется устойчивая работа старых модификаций стартера для люминесцентных ламп.

Первоначально необходимо проверить проводку. При помощи тестера нужно замерить питающее напряжение. Предположим, что оно есть и в норме. Для очистки совести можно измерить еще и сопротивление обмотки дросселя, нет ли обрыва или межвиткового замыкания. Это очень редкий случай. Допустим, этот элемент рабочий. Остается либо лампа, либо стартер.

Для начала вскроем стартер, необходимо осмотреть его внутренности. Первым дело осматриваем целостность. Контакты в колбе не должны быть в спайке, визуально между ними должно быть расстояние. Конденсатор не должен иметь следов разрушения. Можно поступить иначе, соединить стартер с лампой накаливания мощностью от 40 до 60 Ватт (не более) и подать переменное напряжение 220 Вольт согласно схеме ниже.

Схема соединения лампы накаливания со стартером

Если нить накала не зажглась или горит постоянно, без кратковременных отключений, то такой стартер признается неработоспособным. Ремонтировать его экономически нецелесообразно, стоимость не велика. Если проверочная схема работает, то скорее всего неисправен осветительный прибор.

Его тоже можно проверить. Так как в какой-то момент у исправного пускателя происходит замыкание контактов, то газоразрядную лампу можно зажечь «вручную». Применяется механическая кнопка без фиксации вместо устройства запуска. При подаче питания на такую схему, при нажатии на кнопку, лампа дневного света должна зажечься, это будет говорить о неисправности стартера. Если этого не происходит, то придется заменить газоразрядную лампу. Случаи одновременного выхода из строя двух элементов достаточно редки.

Если применено электронное пускорегулирующее устройство, то стоит проверить сам осветительный прибор. Если новый работает и дает ровное свечение, то прежний подлежит замене.

Сделать ремонт пускорегулирующего устройства возможно. Они обычно ремонтопригодны. Но это уже потребует знаний электроники. Необходима будет измерительная аппаратура. Без необходимой квалификации такой ремонт невозможен.

Источники:

http://proosveschenie.ru/proizvodstvennye-pomeshheniya/princip-raboty-startera-dlya-lyuminescentnykh-lamp.html

http://lampagid.ru/vidy/lyuminestsentnye/starter

http://vamfaza.ru/starter/

http://electricalschool.info/main/electrobezopasnost/71-samyjj-skandalnyjj-vopros-zazemlenie.html

Ссылка на основную публикацию