Назначение устройства
Устройство предназначено для использования совместно с газоразрядными лампами, взамен балластных дросселей.
Традиционное использование дросселей, в качестве ограничителей тока, приводит к возникновению значительной величины реактивной и полной потребляемой от сети мощности. Так, при использовании дросселей для ламп ДРЛ-125 коэффициент реактивной мощности =0,55. Электронные балласты повышают коэффициент мощности более чем до 0,92 с учётом потерь на переходах полупроводниковых приборов и токоограничительных элементах схемы. Один из известных недостатков газоразрядных ламп высокого давления – это невозможность быстрого повторного включения. Часто, при кратковременных “скачках” напряжения сети лампы гаснут и приходится ожидать несколько минут для повторного включения ламп. Это происходит при работе электроинструмента, сварочного оборудования в одной сети с лампами. Использование электронного балласта устраняет этот недостаток, лампы продолжают работать при “просадках” напряжения. Если же лампа погасла, то повторное включение происходит несколько раньше, чем при работе с дросселем.
Лампы ДРЛ, ДНАТ, в отличие от газоразрядных ламп комнатного освещения, не теряют интенсивности свечения при низких температурах воздуха. Лично я использую указанные выше лампы для освещения гаража, они являются основным источником света зимой, когда лампы ЛБ, ЛД едва светятся.
Для меня использование электронного балласта стало особенно актуальным при непрерывном росте стоимости электроэнергии.
Принципиальная схема и детали
Поиск готовых схемных решений электронных балластов привёл меня в уныние и негодование. Несмотря на активное использование энергосберегающих ламп, схем простых балластов для ламп ДРЛ я не смог найти.
Статья описывает достоинства использования МОП – транзисторов в полумостовых преобразователях. Именно по такой схеме построен балласт, как и большинство используемых сейчас балластов в энергосберегающих лампах. Основной сложностью создания балласта является отсутствие информации о типах и размерах магнитопроводов для трансформатора и балластного дросселя. Указанный в статье тип сердечника не дает возможности определить магнитную проницаемость, форму и размеры, необходимую информацию найти не удалось. Моя статья поможет вам определиться в выборе материалов и использовать доступные детали. В балласте изменена схема запуска, так как в наличии не оказалось двуханодных динисторов на момент испытаний. Уменьшено количество элементов, отсутствует управление включением ламп при наступлении сумерек. Таким образом, схема максимально упрощена. Дальнейшее описание будет предполагать нумерацию элементов указанную на схеме:
Известно, что полумостовые преобразователи с индуктивной обратной связью работают в режиме насыщения трансформатора Т1, таким образом, частота переключения транзисторов будет зависима от совокупности сразу нескольких факторов: тока протекающего в цепи лампы, тока в цепях L1, R6, VD2, L2, R7, VD3. Ток в цепи лампы непосредственно зависит и от частоты работы преобразователи и от индуктивности обмотки L4 трансформатора Т2. Таким образом, при создании первого экземпляра устройства, однозначно определить необходимое количество витков трансформаторов сложно. Первые экземпляры балластов намерено были изготовлены с магнитопроводом трансформатора Т2 избыточного сечения, чтоб исключить его насыщение. После успешного запуска и испытаний были уточнены размеры трансформаторов, количество витков, величина немагнитного зазора.
Таким образом, для использования с лампами ДРЛ 125, в качестве Т2, подойдёт ферритовый броневой магнитопровод из двух чашек M2000НМ, диаметром 30мм. В качестве трансформатора Т1 применено кольцо М2000НМ 17х10х5. Обмотка L3 содержит – 2,5 витка монтажного провода поверх обмоток L1, L2 в которых по 20 витков провода ПЭВ 0,35. Обмотки L1, L2 наматываются одновременно в два провода. При этом обмотка L4 содержит 52 витка, L5 – 3 витка провода ПЭВ 0,62 Немагнитный зазор трансформатора Т2 около 0,6мм.
При использовании указанных материалов, частота работы преобразователя около 38кГц в начале “разгона” лампы, и около 67 кГц после выхода лампы в рабочий режим.
Так как балласты изготавливались из материалов, которые были в наличии, то следующий экземпляр отличался размером магнитопровода Т1. На этот раз использовалось кольцо вовсе неизвестной магнитной проницаемости с размерами 14х8х4,5. В качестве Т2, тот же магнитопровод из двух чашек 30мм.
Изменяя количество витков обмоток L1, L2 можно в значительной степени изменять частоту работы преобразователя, но при этом придется корректировать количество витков обмотки L4 трансформатора T2. Так второй экземпляр устройства настроен на частоту преобразования 50-75 кГц, при этом L1, L2 содержат по 10 витков, L3 – 1,5, а L4 всего 39 витков, того же провода, что и в первом балласте. Частоту преобразователя так же можно изменить используя стабилитроны VD2, VD3 на различные напряжения и резисторы R6, R7 разного сопротивления. Речь идет об изменении тока в указанных цепях, просто различными способами, наиболее удобными для конкретного случая. Не стоит забывать, что рабочий диапазон частот для материалов М2000НМ до 100кГц.
В качестве VD2, VD3 использованы импортные стабилитроны в стеклянном корпусе 12В, мощностью 1,2Вт, парами соединённые катодами. В качестве теплоотводов использованы радиаторы выходных транзисторов кадровой развёртки телевизоров 3УСЦТ.
На схеме в скобках указаны элементы, используемые в балластах для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400. В схеме можно использовать транзисторы, указанные в статье, файл которой прилагается. В моём случае использовались транзисторы от старых блоков питания компьютеров: 2SK1024 и 2SK2828 - для ламп ДРЛ125. Для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400, пришлось приобрести IRFP460.
В балластах для ламп ДНАТ кроме более мощных транзисторов необходимо применить теплоотвод большей площади. Вполне подходит радиатор охлаждения процессоров ПК размером 90х65х35. В схеме для ламп ДНАТ в качество стабилитронов VD2, VD3 используется по одному стабилитрону Д815Е без теплоотвода. Трасформатор Т1 намотан на кольце 30х20х6,5 мм. L1, L2 по 20 витков ПЭВ 0,35, L3 - 1,5 витка монтажного провода. Трансформатор Т2 выполнен на броневом магнитопроводе М2000НМ из двух чашек диаметром 50мм, с немагнитным зазором около 1мм. L4 cодержит 34 витка провода ПЭТВ 0,95, L5 – один виток того же провода (для ДНАТ 250). Частота работы при этом 14-20 кГц. Как уже было сказано выше, частоту преобразователя можно изменить различными способами, в том числе используя магнитопроводы разного размера для Т1. В данном случае столь крупное кольцо применено лишь по причине отсутствия в наличие другого подходящего по размерам. Необходимо заметить, что при применении колец меньшего размера следует контролировать температуру магнитопровода, в случае значительного нагрева изменить режим работы балласта, либо применить кольцо большего размера. При монтаже трансформатора Т1, подключать обмотки необходимо согласно рисунка.
Обмотки L1, L2 на рисунке изображены намотанными отдельно друг от друга лишь для более понятного считывания правила подключения обмоток. Под указанные элементы рассчитаны печатные платы на рисунке. Не крепить трансформатор Т2 к плате металлическими деталями через центральное отверстие!!! Мы делаем балласт, а не индукционную печь!
Настройка устройства
Настройка устройства заключается в подборе количества витков обмотки L4, для получения необходимого значения напряжения на лампе, после её прогрева. Так, для ламп ДРЛ 125, рабочим напряжением считается величина действующего напряжения 125В.
Большинство простых мультиметров не даст возможности измерить напряжение на лампе на частотах работы преобразователя. Для настройки лучше воспользоваться осциллографом. Современные осциллографы способны измерять действующее значение напряжения, в том числе с учётом формы сигнала. Если ваш осциллограф не имеет этой функции достаточно определить амплитудное значение напряжения. Так как напряжение на лампе близко по форме к синусоидальному, вычислить действующее (оно же эффективное или среднеквадратичное) значение напряжение можно умножив амплитудное значение на 0,7.
При настройке устройства было замечено, что лампы разных производителей требуют индивидуальной настройки балласта. Так, если балласт настроен для ламп ДРЛ 125 (8) «Лисма», то при использовании ламп ДРЛ 125 (6), напряжение на лампах после прогрева достигает лишь 80В вместо 125. В данном случае необходима настройка под указанный тип лампы. При настройке балластов под лампы ДНАТ 250 – 400 следует помнить, что их рабочее напряжение, после прогрева около 15мин, - 100В.
Убедитесь в работоспособности цепей защиты (VD5, R8, C3, VD6, R9, VT4), подачей переменного напряжения от внешнего источника. При достижении напряжения немногим более 32В балласт должен отключиться. В случае неисправности цепей защиты, при включении устройства без лампы или при выходе её из строя, возможен выход из строя конденсатора С4, так как на нем возникает значительное напряжение. Так конденсатор на 1кВ выходит из строя в течение пары секунд, это результат работы последовательно колебательного контура L4C4. Такая схемотехника позволяет использовать балласт для ламп ДНАТ без специального пускового устройства.
P.S. Со времени публикации статьи пришлось ответить на большое количество вопросов. Основная проблема при повторении конструкции это нагрев ключевых транзисторов и выход их из строя при использовании с лампами ДНАТ 250 - 400. Это происходит в случае, когда по причине использования различных ферромагнитных материалов рабочая частота устройства оказывается слишком низкой. Это приводит к насыщению L4, увеличению токов, перегрев транзисторов и выход их из строя. Чтоб гарантированно избежать указанных проблем необходимо контролировать частоту работы устройства. Предлагаю в устройствах с лампами более 200Вт повысить рабочую частоту путем установки не одного стабилитрона Д815Е, а двух включенных встречно в каждом плече преобразователя. Далее, уменьшить количество витков обмоток L1, L2 трансформатора Т1 до 16-18 витков. Желательно так же несколько увеличить сечение проводов этих обмоток, насколько позволит размер вашего кольца. При этом частота работы устройства повысится до 35кГц в начале "разгона" ламы до 50-55 кГц (для ДНАТ250) после выхода на рабочий режим. Соответственно придётся подобрать и количество витков L4. Для ДНАТ400 повышайте частоту до 50-80кГц (но не более 100кГц), или используйте для трансформатора Т2 два указанных магнитопровода. Не лишним будет и использование принудительного охлаждения радиатора с помощью небольшого кулера от РС, подключенного к сети, например по схеме в файле "Охлаждение.jpg"
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ315Г | 1 | В блокнот | ||
| VT2, VT3 | MOSFET-транзистор | IRFP460 | 2 | 2SK2828 | В блокнот | |
| VT3 | MOSFET-транзистор | IRF630 | 1 | В блокнот | ||
| VD1 | Выпрямительный диод | GBL08 | 4 | Или 4x1N5408 | В блокнот | |
| VD2, VD3 | Стабилитрон | Д815Е | 2 | В блокнот | ||
| VD4, VD5 | Выпрямительный диод | RGP10D | 2 | В блокнот | ||
| VD6 | Динистор | 1 | В блокнот | |||
| С1 | 100 мкФ 400в | 1 | 330 мкФ 400в | В блокнот | ||
| С2 | Конденсатор | 0.15 мкФ 250в | 1 | В блокнот | ||
| С3 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ 50в | 1 | В блокнот | ||
| С4 | Конденсатор | 0.01 мкФ 1600в | 1 | В блокнот | ||
| C5 | Конденсатор | 0.22 мкФ 400в | 1 | 1 мкФ 400в | В блокнот | |
| R1 | Термистор | NTC 5D9 | 1 |
Газоразрядная дуговая натриевая лампа ДНаТ используется для освещения больших площадей, улиц городов, теплиц.
Некоторые любители “растений” активно ее применяют для гроубоксов.
Не стоит путать натриевые лампы низкого и высокого давления. У них разная конструкция и принцип действия.
В спектре свечения у обоих преобладает оранжевый свет. У изделий низкого давления, излучение практически монохромное, они светят ярким золотистым светом.
Если их применять для освещения в комнатах, то цвета будут практически не различимы.
В лампах высокого давления спектр более разнообразный.
В тех моделях, которые используются в теплицах для выращивания растений, в световой спектр специально добавлено немного синего света.
В комплект для подключения лампы высокого давления входит несколько компонентов, без которых вы ее попросту не запустите. То есть, элементарно подав на нее 220 вольт, она у вас не загорится.
Схема подключения и что нужно для запуска ДНаТ
Для этого нужно специальное устройство – дроссель или балласт, который в свою очередь подключается по определенной схеме.
Схема эта зачастую изображена непосредственно на корпусе.
Вот ее более развернутый рисунок.
На ней нарисованы:
- сам дроссель (баласт), на который подается фаза
Через него можно подключать экземпляры разной мощности, от 70 до 400Вт.
ИЗУ создает стартовый импульс для пробоя содержимого горелки в колбе и образования дуги. Напряжение при этом достигает нескольких тысяч вольт!
А сама горелка в процессе работы разогревается до 1300 градусов.
Только после ИЗУ, подключается сама газоразрядная лампа.
Эта же схема подключения может быть изображена на стенках зажигающего устройства.
1 of 2
Зачем нужен конденсатор
Кроме того, в комплекте для подключения рекомендуется применять конденсатор. Хотя он присутствует далеко не во всех схемах.
Для чего он необходим? Как известно, цепи с использованием дросселей питания, потребляют как активную, так и реактивную мощность. От второй, никакого полезного эффекта вы не получите.
Лампа от этого ярче светить не станет, а вот потери увеличатся. Именно для того, чтобы убрать эту реактивную составляющую и используют фазокомпенсирующий конденсатор.
Для ламп разной мощности нужно подбирать соответствующую емкость. Вот рекомендуемые параметры емкости конденсаторов, в зависимости от мощности дросселей:
Наглядное сравнение тока потребления светильника ДНаТ с конденсатором и без него: 
Как видите, более чем двойная разница. В первом случае показан компенсированный ток (активный), а во втором случае полный (без конденсатора в цепи).
Некоторые думают, что тем самым они еще и уменьшают потребление эл.энергии, однако это не совсем так.
Счетчик у вас не рассчитан на подсчет реактивной или полной энергии, и фактическая экономия по затратам может составить максимум 3-4%.
Зато вы уберете лишние потери на нагрев проводов и железа.
Как подключить лампу ДНаТ
Вот собранный своими руками компактный щиток, согласно схемы подключения.
Можно конечно все это собрать и в габаритном корпусе светильника, если позволяют размеры.
Очень важно, перед тем как самому собирать такую схему и использовать какие-либо компоненты, обычным мультиметром в режиме замера максимального сопротивления, проверить изоляцию дросселя и конденсатора.
Нет ли пробоя на корпус.
Для подачи и отключения питания 220В используйте двухполюсный вводной автомат.
Для одного светильника мощность до 400Вт вполне сгодится автомат номиналом 5-6А. Кроме коммутационных операций вкл-выкл, он еще будет играть роль защитного аппарата.
Монтируется автоматический выключатель в самом начале схемы. Не забудьте также заземлить корпус всего щитка.
С автомата выходят два нулевых провода. Один из них согласно схемы, пускаете напрямую к лампе, а второй подключаете к соответствующему зажиму, подписанному "N" на пусковом устройстве.
Имейте в виду, что дроссель должен обязательно устанавливаться только в разрыв фазного провода идущего на лампу, а не нулевого.
Иначе можно случайно сжечь изделие, если при работе нулевой провод после балластного дросселя, случайно коротнет.
А провод с выходящего контакта подключаете на клемму “В” (Balast) пускорегулирующего изделия.
После чего, средний вывод Lp (Lampa) пускаете на патрон лампочки.
Разница подключения 2-х и 3-х контактных ИЗУ
Заметьте, есть ИЗУ двухконтактные и трехконтактные. Первые подключаются параллельно самой лампе.
То есть, строго после балласта, вы должны завести в ИЗУ фазу, а в другую его клемму подать ноль. Не важно, откуда вы его возьмете, хоть непосредственно с самого патрона.
Процесс поджига связан с импульсом высокого напряжения (от 2-х до 5кВ). И этот импульс параллельно подается не только на лампу, но и на дроссель.
А это запросто может пробить изоляцию ПРА, если она на это не рассчитана.
Поэтому такое параллельное подключение чаще встречается в натриевых лампах низкого напряжения, либо в тех, где достаточно импульса зажигания не более 2кв.
Конденсатор подключается параллельно всей цепи. Просто один провод заводите на фазу автомата, другой на ноль.
Все что остается это протянуть кабель и расключить патрон.
От чего взрывается ДНаТ
Если вы прикасались к поверхности лампы руками, перед включением обязательно протрите ее чистой сухой тряпочкой.
Это связано с высокой температурой нагрева в процессе работы – до 350 градусов.
Любые жирные пятна от пальцев рук, под такими температурами превратятся в почерневшие кляксы.
Это в конечном итоге приведет к тому, что лампа рано или поздно лопнет или треснет.
Кстати, многие боятся при ее эксплуатации в теплицах, что если на разогретый корпус попадет капля воды, ДНаТ может взорваться. На самом деле это не так.
Изделие выполнено из термостойкого стекла и мелкие брызги ей не особо страшны.
Только если вы не начнете заливать ее из шланга, как показано в этом популярном ролике:
Поджиг и запуск
При первой подаче напряжения начинается поджиг лампы. Данный стартовый этап и выход на максимальную яркость может занимать от 5 до 10 минут.
Цвет свечения должен быть ярко желтым до 150Лм на ватт.
Если уличное освещение выполненное такими моделями имеет раздражаюший, грязно оранжевый оттенок, это означает только одно – плафоны давно никто не мыл, и на них пыль и грязь.
Качественные, хорошие лампы всегда дают приятный оранжевый спектр.
Лампы ДНаТ весьма устойчивы и не боятся различного рода вибраций и встрясок.
Недостатки
Недостатки в таких лампах, безусловно имеются.
- световой поток несколько падает после 15 000 часов непрерывной работы
Изменение идет с желтого в сторону оранжевого с краснотой или даже полностью красного.
- многих также не устраивает долгий процесс запуска – до 10 минут
- сам дроссель после длительной работы издает постоянный гул
Дроссель
По поводу качества дросселей и почему они выходят из строя в новых светильниках.
Современные компактные балластные дросселя, в большинстве своем изготовлены намоткой одной катушки, в навал, без межслойных изоляционных прокладок. Плюс, пропитаны кое-как лаком, без защиты обмотки защитным компаундом.
Стоит попасть сырости в корпус со схемой и жди беды. Советские большие дросселя мотались только двухстержневой двухкатушечной конструкции, каждая из которых имела межслойную картонную изоляцию.
Отсюда и практически их вечность. Но современные маркетологи и производители в этом, к сожалению не заинтересованы.
Подключение лампы ДНаТ от дросселя ДРЛ
Многие задаются вопросом, а можно ли подключать такую лампочку от дросселя одинаковой мощности, рассчитанного на лампу ДРЛ? Теоретически это возможно, главное исключить из схемы ИЗУ.
Однако, хоть мощности могут быть и одинаковы, но из-за разного рабочего напряжения на лампах, баласт ДНаТ и ДРЛ будет выдавать разные рабочие токи выхода.
Подключение натриевых ламп. Для подключения любых газоразрядных ламп необходим балласт. Не являются исключением, в этом смысле и натриевые лампы; для «разогрева» ламп при включении и нормальной их работы обязательно потребуется балласт. Балласт для натриевых ламп - это ПРА (пускорегулирующий аппарат) или ЭПРА (электронный ПРА) и ИЗУ (импульсное зажигающее устройство).
Наиболее распространенными ПРА для натриевых ламп являются балластные индуктивные дроссели, необходимые для стабилизации и ограничения тока. ИЗУ необходимо, как написано выше для «разогрева» - зажигания лампы. При включении натриевой лампы это устройство, представляющее собой небольшой блок, подает на ее электроды мощный импульс высокого напряжения, обеспечивающий пробой в газовой смеси колбы.
Cхемы подключения. Хотя, натриевые лампы сегодня получили довольно широкое применение в самых разных отраслях хозяйства, из-за недостаточной передачи цветового спектра, чаще всего используются в качестве уличного освещения.
Это «уличные» лампы, приходящие на смену ДРЛ , для которых выпускаются консольные светильники марки ЖКУ. Необходимый балласт, скоммутированный нужным образом с лампой в них уже имеется, поэтому, при использовании таких светильников, подключение сводится к лишь подаче питающего напряжения на клеммы светильника.
Чтобы самостоятельно собрать схему подключения натриевых ламп, потребуется, как написано выше балласт - дроссель и ИЗУ. Двухобмотчные дроссели, на сегодняшний день считаются устаревшими, поэтому, при выборе предпочтение стоит отдать однообмоточным.
Производителями ИЗУ выпускаются устройства с двумя и тремя выводами, поэтому, схема подключения может несколько отличаться - она, собственно, бывает изображена практически на каждом корпусе ИЗУ.
Натриевые лампы - потребители реактивной мощности, поэтому, в некоторых случаях, есть смысл при отсутствии фазокомпенсации в схему включить помехоподавляющий конденсатор С, существенно снижающий пусковой ток (см. фото выше).
Для дросселя ДНаТ-250 (3А) оптимальная емкость конденсатора - 35 мкф, для ДНаТ-400 (4.4А) - 45 мкф. Использовать следует конденсаторы сухого типа, с номинальное напряжением от 250 В. В этом случае схема подключения будет иметь следующий вид:
При самостоятельном подключении ламп, стоит учесть рекомендацию не допускать превышение длины проводов, соединяющих балласт с лампой более одного метра.
Напоследок, по поводу балласта. Несомненно, лучшими ПРА по праву считаются электронные, имеющие ряд преимуществ перед индуктивными ПРА, проигрывая, однако, последним по цене; их стоимость, в настоящее время достаточно высока.
Как подключить лампу ДНАТ (натриевая лампа)
(322
votes, average: 4,83
out of 5)
Лампы ДНаТ: источник света, который слишком рано списали на пенсию.
Как мы и обещали, наконец созрела статья про лампы ДНаТ (Дуговая Натриевая Трубчатая высокого давления). Все, кто работал или работает в области светотехники, слышали об этом монстре. Но если кто не слышал, объясним на пальцах: лампы ДНаТ - это как автомат Калашникова для освещения улиц и досветки растений - проверенный временем и надежный, но не лишенный недостатков источник света.
Собственно, эта статья про лампы ДНаТ скорее для начинающих; материал, изложенный грамотно, но доступным языком: без принципиальных схем подключения и полной разблюдовки основ поддержания столба разряда в горелке лампы ДНаТ. Но и специалистам, мы уверены, набросок понравится.
Почти 100% автодорог мира (никто, конечно, не подсчитывал) до недавнего времени освещали лампы ДНаТ, пока их не начали выпиливать с опор в пользу светодиодных светильников . Однако, даже сейчас, бывалые проектировщики предпочитают от греха подальше впихнуть в проект натриевый светильник, ибо светодиодка 1. реально дороже, 2. не на столько уж энергоэффективней и 3. до сих пор непредсказуема, т.к. количество просто зашкаливает. Но об этом позже.
Лампы ДНаТ бывают разных мощностей - от 50 до 1000 Вт (редко, но встречаются мощностью 2000 и 4000 Вт), что как бы намекает на их «промышленное» применение, нежели «бытовое». В основном лампы ДНаТ используют в светильниках для освещения улиц и дорог, реже - на производствах в купе с источниками света белого света (например со светильниками на МГЛ для достижения более теплого света и большей энергоэффективности). В самых извращенных случаях их ставят на производство в чистом виде. И то - до первой травмы или звонка «куда следует».
Но самое незаменимое применение - освещение теплиц, или досветка растений (что, собственно, одно и то же, но второе - по-научному).
Терминология
Вот за что мы не любим Википедию, так за то, что там пишут либо поверхностно, и не понятно, либо занудно и со всеми подробностями - что для для непосвященных тоже не понятно. Самое обидное, что суть названия лампы ДНаТ в ней дают лишь в качестве расшифровки аббревиатуры, однако тут все намного интереснее.
Лампы ДНаТ во всем мире (кроме России) называют так, как они и должны называться - HPS Lamp (High-Pressure Sodium Lamp), то есть натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Они у нас тоже так называются, но этот термин никто не использует. В Советском Союзе, когда только появились НЛВД, их стали производить различные заводы. Модификации и мощности были разные и их нужно было как-то отличать.
Различий действительно было много: форма (эллипсоидные/трубчатые) и прозрачность (матовые/прозрачные) колбы, мощность лампы (75/150/250/400/600/1000), наличие или отсутствие зеркального напыления в одной из полусфер. Так что и названий у НЛВД советского производства было много. Самыми распространенными стали лампы ДНаТ с различными приставками в виде мощности (150, 250 и т.д.).
Это было что-то вроде брендирования. Например сейчас в России существуют лампы ДНаТ-250 (с припиской, «такого-то производства»), а в Германии (да и во всем мире благодаря экспорту, маркетингу и качеству) существует лампа, например, VIALOX NAV-T 250 W SUPER 4Y производства Osram.
Так что по большому счету, лампы ДНаТ- это всего лишь разновидности модели лампы, а не тип источника света . А вот тип источника света - НЛВД, к которому относятся и лампы ДНаТ, и ДНаЗ (с зеркальным напылением) и даже ДНаС (со светорассеивающей колбой, чтоб меньше слепила). И, кроме специалистов, это мало кто знает. Вот так-то.
Кстати, если кому интересно, можно заглянуть в музей ламп (сайт на английском, но с кучей картинок) - здесь собрано бесчисленное количество различных ламп , в т.ч. и натриевых, за всю историю эпохи электрического освещения . Очень познавательно.
Устройство лампы ДНаТ
В принципе, лампы ДНаТ устроены не сложнее, чем любая газоразрядная лампа. Снаружи колба из термостройкого стекла и цоколь, внутри держатель горелки и сама горелка. Все.
Подключение лампы ДНаТ
Подключение также примитивно до безобразия, как и устройство лампы. Так что мы не будем на этом долго останавливаться и лишь приведем одну из наиболее типовых схем подключения лампы ДНаТ.
Хотя тут стоит оговориться, что в действительности вариантов подключения лампы ДНаТ огромное множество. Обязательным компонентом подключения является также компенсирующий конденсатор. Как правило, схемы подключения указаны на блоках ИЗУ. Но на картинке выше приведен самый простой схематический вариант подключения.
Плюсы лампы ДНаТ
1. Энергоэффективность лампы ДНаТ
Этот источник света до сих пор считается одними из самых дешевых и энергоэффективных (2016 год). Да, да, не стоит делать такие глаза. Они вполне себе конкурируют со светодиодами, в т.ч. и по параметру лм/Вт. Так, с лучших представителей отрасли мощностью 250 Вт вполне можно снять до 130 лм/Вт (пруф). А со светильника - до 90…110 лм/Вт в зависимости от производителя, рассеивателя, отражателя, ПРА и качества питающей сети.
Интересно, что чем выше мощность и световой поток лампы ДНаТ, тем выше их светоотдача. К примеру, 50-ваттных ламп выше 80 лм/Вт почти не бывает. А вот с ДНаТ 1000 можно смело получить и 150 лм/Вт - жмяк. Еще раз - всего два года назад такие параметры светодиодам в массовом производстве и не снились.
Говорить просто о лампе без светильника не совсем корректно, т.к. только в нем можно увидеть все плюсы и минусы лампы ДНаТ. Энергоэффективность светильников с натриевыми лампами доходчиво иллюстрируют характеристики, заявленные производителями светильников на их же сайтах (редко когда врут). Но у нас есть и собственные, измеренные данные, полученные из лаборатории во время испытаний светильников для рейтинга:
- - 84 лм/Вт,
- с лампой GE - 81 лм/Вт,
- - 87 лм/Вт.
А вот теперь самое интересное. Если говорить о прямой замене, т.е. когда сняли старый натриевый светильник и на его место повесили новый светодиодный, - надо понимать, что светильник с лампой ДНаТ 150 Вт никогда не заменишь 50 или 70-ваттным светодиодным. То же самое касается 250 Вт натриевых светильников - их невозможно заменить светодиодкой 100 и даже 150 Вт (речь про рядовые светильники, а не про собранные на заказ с идеальными характеристикой и световой отдачей 150 лм/Вт со светового прибора)
.
2. Цена лампы ДНаТ
Стоимость лампы ДНаТ варьируется от 300 до 10 000 рублей в зависимости от мощности, производителя, продавца и некоторых других переменных. Среднестатистическая лампочка мощностью 250 Вт стоит в районе 1000 рублей (±700). Но о цене абстрактной лампы ДНаТ тоже не совсем интересно говорить. Интересно говорить о стоимости лампы в составе светильника с ПРА (пуско-регулирующей аппаратурой), цоколем, защитным стеклом и т.д.
Вообще, лампа ДНаЗ, вместе с ее изобретателем, заслуживают отдельной статьи. И мы ее обязательно напишем. Нет. Серьезно. Кроме собственного сайта компании, об этой лампе почти не найдешь информации. Так что будем это исправлять.
Для подключения любых газоразрядных ламп необходим балласт. Не являются исключением, в этом смысле и натриевые лампы; для «разогрева» ламп при включении и нормальной их работы обязательно потребуется балласт. Балласт для натриевых ламп – это ПРА (пускорегулирующий аппарат) или ЭПРА (электронный ПРА) и ИЗУ (импульсное зажигающее устройство).
Наиболее распространенными ПРА для натриевых ламп являются балластные индуктивные дроссели, необходимые для стабилизации и ограничения тока. ИЗУ необходимо, как написано выше для «разогрева» – зажигания лампы. При включении натриевой лампы это устройство, представляющее собой небольшой блок, подает на ее электроды мощный импульс высокого напряжения, обеспечивающий пробой в газовой смеси колбы.
Cхемы подключения . Хотя, натриевые лампы сегодня получили довольно широкое применение в самых разных отраслях хозяйства, из-за недостаточной передачи цветового спектра, чаще всего используются в качестве уличного освещения.
Это «уличные» лампы, приходящие на смену ДРЛ
, для которых выпускаются консольные светильники марки ЖКУ
. Необходимый балласт, скоммутированный нужным образом с лампой в них уже имеется, поэтому, при использовании таких светильников, подключение сводится к лишь подаче питающего напряжения на клеммы светильника.
Чтобы самостоятельно собрать схему подключения натриевых ламп, потребуется, как написано выше балласт – дроссель и ИЗУ. Двухобмотчные дроссели, на сегодняшний день считаются устаревшими, поэтому, при выборе предпочтение стоит отдать однообмоточным.
Производителями ИЗУ выпускаются устройства с двумя и тремя выводами, поэтому, схема подключения может несколько отличаться – она, собственно, бывает изображена практически на каждом корпусе ИЗУ.
Натриевые лампы – потребители реактивной мощности, поэтому, в некоторых случаях, есть смысл при отсутствии фазокомпенсации в схему включить помехоподавляющий конденсатор С, существенно снижающий пусковой ток (см. фото выше).
Для дросселя ДНаТ-250 (3А) оптимальная емкость конденсатора – 35 мкф, для ДНаТ-400 (4.4А) – 45 мкф. Использовать следует конденсаторы сухого типа, с номинальное напряжением от 250 В. В этом случае схема подключения будет иметь следующий вид:
При самостоятельном подключении ламп, стоит учесть рекомендацию не допускать превышение длины проводов, соединяющих балласт с лампой более одного метра.
Напоследок, по поводу балласта. Несомненно, лучшими ПРА по праву считаются электронные, имеющие ряд преимуществ перед индуктивными ПРА, проигрывая, однако, последним по цене; их стоимость, в настоящее время достаточно высока.
В 2012 ООО «Новазавод» приступил к серийному выпуску ИЗУ для ламп ДнаТ и ДРИ (МГЛ). Линейка производимых ИЗУ покрывает все типы ламп, как по мощности: от 35Вт до 2000 Вт, так и по типу цоколя: Е27 и Е40.Так же выпускается специальная серия ИЗУ-Agro , предназначенные для запуска ламп ДнаЗ 400/600 Вт, широко используемых в тепличных хозяйствах и имеющих специфику «тугого розжига».
Соответствие ГОСТ Р МЭК 926-98, ГОСТ Р МЭК 927-98
Преимущества ИЗУ «Новазавод» по сравнению с производимыми аналогами:
- использование компонентов ведущего мирового производителя NXP (Philips);
- автоматический монтаж компонентов на плату на оборудовании MYDATA MY-9 (Швеция);
- использование индуктивных компонентов, являющиеся «сердцем ИЗУ» фирмы EPCOS (TDK) с замкнутым контуром позволяет сделать калибровку по мощности ИЗУ с точностью до 5% для каждого вида ламп;
- контроль амплитуды импульса и его форма ведется на осциллографе HP Hewlett-Packard.
Все вышеперечисленное, а так же практически отсутствующий «ручной труд» позволяет производить ИЗУ на уровне ведущих мировых аналогов с отказом 0,5% и гарантией 18 месяцев .
Идеальная форма импульса, скорректированная под каждый вид лампы, позволяет осуществлять режим «мягкого запуска» , что увеличивает срок жизни лампы до 2-х раз .
Пример обозначения ИЗУ для ДНаТ при заказе: ИЗУ-100/400 - Импульсное Зажигающее Устройство для ламп ДНаТ мощностью от 100 до 400 вт.
Прайс на продукцию на 30.08.2017 . Сертификат соответствия № РОСС RU. АВ86.Н01670
Цены действуют при долгосрочных поставках либо при единовременном заказе от 200 шт.
|
Тип лампы |
Цена, руб. с НДС |
Размер, Д*Ш*В/ вес, гр. |
|
|
ИЗУ 35/70 |
ДНаТ/ДРИ 35-70 Вт |
||
|
ИЗУ 100/400 |
ДНаТ/ДРИ 100/400 Вт. |
||
|
ИЗУ 100/1000 |
ДНаТ/ДРИ 100/1000 Вт |
||
|
ИЗУ 1000/2000 |
ДНаТ/ДРИ 1000/2000 Вт |
||
|
ИЗУ Agro400/600 |
ДнаЗ 400/600 Вт |
Импульсные зажигающие устройства - ИЗУ предназначены для поджига газоразрядных ламп высокого давления натриевых типа ДнаТ и металлогалогенных типа ДРИ (МГЛ) при включении их совместно с ПРА -индуктивным балластом. Существуют ИЗУ для работы с напряжением 220В и напряжением 380В (как правило для ламп мощностью свыше 1000 Вт). Мощность ламп ДнаТ, ДРИ от 35до 2000 Вт. Наиболее распространенные в уличном освещении: ИЗУ 250 для ламп ДнаТ
, ДРИ: 100Вт-400 Вт., в тепличном освещении: ИЗУ 600 Вт - ИЗУ 1000
Вт. Как правило используются в, светильниках ЖСП, прожекторах с натриевой лампой
Обычно ИЗУ разделяют на три вида:
С двумя выводами, называемые еще параллельного типа, простейшая схемотехника,
изготавливаются с начала 80-х. - одновременно с появлением ламп ДНаТ, Схема подключения ИЗУ
- рис.1 .Но несмотря на простоту и надежность таких ИЗУ, в них есть ряд проблем, которые не решаются в данных схемах:
-выход из строя ИЗУ при отсутствии лампы или если установлена перегоревшая лама.
Выход из стоя ПРА, т. к. импульсы от ИЗУ до 5 kV подаются непрерывно и обмотки
дросселя рано или поздно сгорают. Решение для защиты ПРА существует - установка
ПРА с термозащитой, но в связи с его дороговизной и отсутствием Российских ГОСТов
на его обязательную установку, ставят его крайне редко. Купить ИЗУ
устаревшего типа проще, но это в дальнейшем скажется на затратах при обслуживании светильника в целом.
-Расстояние от ИЗУ до ПРА ограничено до 1-2 метров.
С тремя выводами ил «последовательного типа» .Схема подключения устройства ИЗУ
последовательного типа приведено на рис.2. Преимущества:
работоспособность ИЗУ и ПРА при отсутствии либо сгорании лампы.
- Расстояние ИЗУ- неограничено.
Огромный минус: к концу срока жизни лампы начинает проявляться выпрямительный эффект, что ведет к аномальной работе ПРА, ИЗУ так же работает непрерывно, пытаясь зажечь лампу, что ведет к выходу из стоя всей системы ИЗУ- ПРА
Наиболее современные ИЗУ обоих типов имеют цифровой таймер, который отключает ИЗУ через заданное время в следующих случаях:
Лампа отсутствует
Лампа перегорела.
Безуспешная попытка зажечь старую, работающую в аномальном режиме лампу.
Цена ИЗУ
в данном случае вырастает на 40-60% от цены обычных ИЗУ, но увеличение стоимости в абсолютном выражении на 30-50 руб.,ведет к колоссальному выигрышу в эксплуатации всей системы ПРА- ИЗУ - Лампа
Обычно ИЗУ разделяются по мощностям ламп: Например ИЗУ 400
- ИЗУ 600, а так же, наиболее современные, по типу цоколя лампы Е27 , Е14. Амплитуда импульсов колеблется от 2,5 kV до 5 kV в зависимости от типа цоколя и мощности лампы, что многократно увеличивает ее ресурс.
Суммарно все вышесказанное можно определить в виде:
ИЗУ разделяются на два типа: параллельного и последовательного1 Импульсные зажигающие устройства ИЗУ для ДнаТ, ДРИ, ДНаЗ, ДРиЗ параллельного типа
Импульсные зажигающие устройства ИЗУ предназначены для зажигания разрядных ламп высокого давления типа ДнаТ (дуговая натриевая) , ДРИ (дуговая металлгалогенная)мощностью от 70 до 2000 Вт. Режим зажигания ламп обеспечивается ИЗУ при включении с с ЭмПРА - Электромагнитным Пуско-Регулирующим аппаратом, «дросселем» в сеть переменного тока номинальной частотой 50 Гц, 220-230В.
Отличительная особенность от устройств, которые представлены на рынке:
а) высокая зажигающая способность;
б) самая низкая стоимость обслуживания.
2. Импульсные зажигающие устройства ИЗУ для ДнаТ, ДРИ последовательного типа
Импульсные зажигающие устройства ИЗУпредназначены для зажигания разрядных ламп высокого давления типа ДНаТ, ДРИ мощностью от 70 до 1000 Вт. Режим зажигания ламп обеспечивается ИЗУ при включении с ЭмПРА - Электромагнитным Пуско-Регулирующим аппаратом, «дросселем» в сеть переменного тока номинальной частотой 50 Гц, 220-230В. Особенностью данного ИЗУ от представленных на рынке - использование сердечников для импульсных трансформаторов из специального сплава фирмы EPCOS, превышающего в разы аналогичные сердечники по техническим характеристикам.
Фотосинтез - это краеугольный камень питания растений. И первая половина этого слова "фото" недвусмысленно говорит нам об участии в этом процессе света. Занимаясь выращиванием растений на гидропонике в домашних условиях, вы обязательно столкнётесь с необходимостью создания искусственного освещения для ваших зелёных насаждений. Не спорю, бывают условия естественного освещения , близкие к идеальным: большие окна, солнечная сторона, отсутствие домов напротив окон, южные широты, вечное лето... Но в большинстве случаев необходимость как-минимум досветки искусственным светом всё-же имеется.
И нам необходимо выбрать - какой же тип искусственного освещения использовать. Помимо бытовых критериев выбора типа ламп, таких как стоимость, КПД, удобство применения, для гровера существует ещё один важный критерий - спектр излучения лампы. Про спектры на нашем сайте уже есть, но, вкратце, суть в том, что растения нуждаются в свете определённых длин волн - в основном в районе красной и синей частях спектра. А лампы как-раз сильно отличаюся по этому показателю, и большая часть ламп, существующих на современном рынке, отсеивается именно в связи с несоответствием этому требованию. К ним относятся лампы накаливания, ультрафиолетовые, большинство галогенных ламп и некоторые другие.
Типы ламп для растений
Но существуют лампы более-менее удовлетворяющие потребностям растений, и которые успешно используются в домашнем и промышленном растениеводстве. К ним относятся:
- Некоторые энергосберегающие лампы.
Они малоэффективны, но их можно использовать при близком расположении к растениям и большом количестве ламп. Разные "энергосберегайки" различаются по спектру, поэтому с ними надо экспериментировать, и выбирать те, на которые растения реагируют лучше всего. - Люминесцентные лампы.
Бывают различного спектра, подходящие и не очень. В растениеводстве рекомендуется использовать лампы T5 и T8. Также требуют близкого расположения к растениям, и большого количества ламп. Часто используются как дополнение к основному свету, либо как основное освещение для выращивания рассады. - Светодиоды, LED.
Недавно появились на рынке и весьма перспективны, но в настоящий момент их активное использование сдерживается высокой стоимостью светильников. - высокого давления, ДРЛ.
Могут использоваться как основной свет, но имеют свои недостатки: назкая светоотдача и высокая температура. - Металло-Галогенные лампы, МГЛ, ДРИ.
Активно используются как основное и дополнительное освещение . В своём спектре имеют много синего света, который используется растениями на вегетативной стадии роста. Поэтому эти лампы хороши при выращивания растений, в которых ценится зелёная часть. - Натриевые лампы высокого давления, ДНаТ.
Самые популярные и активно используемые лампы на настоящий момент. По спектру хорошо подходят для выращивания плодоносящих растений. Как и другие лампы, тоже имеет свои минусы: некоторый недостаток синей составляющей спектра (решается досветкой другими лампами), и сильное нагревание при работе.
Запуск ДНаТ
В силу своего устройства, лампу ДНаТ нельзя подключать напрямую к нашей домашней электрической сети - для зажигания холодной лампы напряжения сети недостаточно. К тому же, ток дуги лампы требуется ограничивать. Поэтому лампы ДНаТ используются совместно с Пуско-Регулирующими Аппаратами (ПРА) - электромагнитными (ЭмПРА) и электронными (ЭПРА) .
В западной терминологии эти устройства называются балластами - Magnetic Ballast и Digital Ballast, соответственно. Про электронные балласты зарубежного производства мы можете почитать в, а здесь мы рассмотрим устройство и процесс самостоятельной сборки электромагнитного балласта.
Устройство и сборка ПРА - пуско-регулирующего аппарата для лампы ДНаТ
Итак, в ПРА используется всего три составляющих:
- Индуктивный дроссель. Он как-раз ограничивает ток дуги. Стоимость от 600 руб , зависит от производителя, мощности. Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы. Т.е. для лампы ДНаТ 250 ищем в магазине дроссель мощностью 250 Вт.
- ИЗУ - импульсное зажигающее устройство. Сразу же после включения оно генерирует импульсы напряжением несколько тысяч вольт, которые и создают дугу. Стоимость от 300 руб . При покупке таже обращаем внимание на мощность. ИЗУ имеют диапазон мощностей, например 35-400 Вт. Смотрим, чтобы мощность нашей лампы попадала в этот диапазон.
- Фазокомпенсирующий конденсатор. Этот компонент может остутствовать, но его использование даёт дополнительнае преимущества. Стоимость от 150 руб . Про параметры конденсаторов будет сказано ниже.
При покупке дросселя и ИЗУ уточнайте у продавцов, подходят ли предлагаемые ими товары для использования с лампами ДНаТ. По некоторым сведениям, для ламп ДНаТ и ламп ДРИ используются разные компоненты. Буду рад компетентному мнению по этому вопросу в комментариях к этой статье .
Все компоненты можно найти в продаже на рынках электрики. Компоненты существуют как отечественного, так и зарубежного (Израиль, Германия) производства. В интернете, как водится, ругают отечественные, и хвалят импортные.
Схемы ПРА выглядят следующим образом:
Представлены варианты с двух- и трёхконтактными ИЗУ - и те и другие встречаются в продаже. На третьей схеме показан вариант с применением фазокомпенсирующего конденсатора (на схеме обозначен С ). В схему с трёхконтактным ИЗУ конденсатор подключается точно также, параллельно. На ИЗУ и на дросселе вы увидите похожие схемы, но более подробные, с обозначением маркировок контактов ваших конкретных устройств. Обязательно следуйте этим маркировкам! При достаточной внимательности проблем во время сборки возникнуть не должно.
При сборке и использовании этих цепей необходимо обратить внимание на то, по какому проводу подаётся фаза. Изучая материалы в интернете, я пришёл к выводу, что это важный момент (если я не прав, поправьте меня в комментариях). Решая этот вопрос, я пометил вилку и розетку, обозначив на них фазу.
Также при сборке схемы удобно пользоваться цветами проводов. Это ускоряет монтаж, и устраняет необходимость их прозванивать. Правила такие:
- Рабочий нуль (N) – синего цвета, иногда красный.
- Фаза (L) – может быть белой, черной, коричневой.
- Нулевой защитный проводник (PE) – желто-зеленого цвета.
Для соединения трёх проводов в одной точке (ноль от лампы, от ИЗУ и от вилки), удобно использовать трёхконтактный клеммник.
Все электрические соединения выполняются толстым многожильным проводом, пайки (если имеются) должны быть надежными. Винты в соединительных колодках должны затягиваться плотно, но без чрезмерных усилий - чтоб не сломать колодку.
Вот так выглядит собранный ПРА для ДНаТ 250 у меня:
Конденсатор в схеме ПРА
Вы вероятно заметили, что в своей цепи я не использовал конденсатор. К сожалению, я его просто не нашёл в продаже. Зачем нужен конденсатор в схеме ПРА для ДНаТ, ведь цепи работают и без него? Суть в том, что использование фазокомпенсирующего конденсатора позволяет уменьшить нагрузку на вашу домашнюю электропроводку и на цепь вашего осветительного устройства в частности. Более подробно и очень показательно о преимуществах использования фазокомпенсирующего конденсатора вам расскажут на этом видео.
Ёмкость конденсатора для нашей цепи подбираем по такой таблице:
Мощность лампы Конденсатор 220 В ~ 50 Гц 150 Вт20 мкФ250 Вт32 мкФ400 Вт45 мкФ600 Вт60 мкФ1000 Вт85 мкФ
Безопасность
В связи с конструктивными особенностями лампы ДНаТ, при экспериментах с ней и её дальнейшем использовании следует соблюдать меры предосторожности:
- Нельзя выключать лампу сразу после включения. Она должна погореть минуту-другую. После кратковременного отключения лампа "зависает", и уже не включается. Для включения требуется отключать лампу от сети и давать ей "отдохнуть".
- Обеспечьте лампе хорошую вентилляцию. Температура работающей лампы ДНаТ намного превышает 100 градусов С (по некоторым источникам, до 1000 градусов!). Поэтому хорошая вентилляция - это не только гарантия хорошего самочуствия ваших "растишек", но и вашей личной безопасности. Не касайтесь работающей лампы и её отражателя.
- Старайтесь не касаться лампы в принципе. Перед установкой протрите лампу чистой мягкой тканью, не беритесь за лампу голыми руками. Лучше всего использовать матерчатые перчатки. Дело в том, что из-за той же высокой температуры, любой посторонний налёт (жиры, вода) на колбе лампы может вызвать её взрыв. В сети много об этом пишут, но вот вам замечательное видео на эту тему.
- В зависимости от мощности, балласт также может сильно нагреваться - от 80 до 150 градусов. Поэтому вопрос защиты от высокой температуры балласта надо вам как-то решить. Скажем, изолировать ПРА в надёжном огнеустойчивом корпусе, предотвратить попадание на него бумаги, ткани, сухих листьев.
- Соблюдайте общую технику безопасности при работе с электричеством. Исключите возможность попадания на балласт воды, уберите его подальше и подвесьте повыше. Провода должны иметь целую изоляцию, лучше применить специальный провод для суровых условий. Помните, что в момент зажигания лампы ИЗУ вырабатывает импульсы очень высоко напряжения. Это кроме "обычных" 220 вольт, которые присутствуют по всей схеме.
GORSHKOFF.TV
В этой статье я несколько раз упоминал видео из замечательного канала на YouTube GORSHKOFF.TV . Пожалуй, это лучший научно-популярный (не побоюсь этого слова) канал, посвящённый гидропонике, из тех, которые я встречал! Я вам всем очень рекомендую пересмотреть все видео канала, а сам с нетерпением жду появления новых познавательных материалов, а также выражаю глубокую благодарность за эту активность лично
Ни одно подключение любой газоразрядной лампы не обходится без балласта. Натриевые лампы также требуют подключения с балластом. Это необходимо для того, чтобы лампа высокого давления нормально разогрелась и бесперебойно работала. Балластом для натриевых ламп является индуктивные и электронные пускорегулирующие аппараты и импульсное зажигающее устройство (ИЗУ). Время зажигания лампы колеблется от трёх до пяти минут. Полной мощности натриевые лампы достигают через десять минут. Во время зажигания лампы номинальное значение тока превышается почти в два раза.
Балластный индуктивный дроссель натриевых ламп
Он считается самым распространённым пускорегулирующим аппаратом в настоящее время. Дроссель необходим для ограничения подачи и стабилизации тока. Импульсные устройства применяются непосредственно для зажигания лампы. Когда натриевая лампа включается, устройство подаёт на электроды мощные импульсы, имеющие высокое напряжение. Импульс обеспечивает пробой в газовой смеси. Само устройство зажигания имеет вид небольшого блока. Дроссель необходим для длительного срока службы лампы, а также для хорошей светоотдачи.
Существуют также и различные схемы для подключения ламп. Натриевые лампы широко применяются во всевозможных сферах хозяйства. В основном их используют для уличных освещений, так как лампы имеют недостаточную передачу цветового спектра.
Такие натриевые уличные лампы приходят на смену дуговым ртутным люминесцентным лампам . Натриевые лампы имеют необходимый балласт, который уже коммутируется с ними. Это означает, что когда необходимо использовать светильник, то подключение ограничивается подачей напряжения сразу на клеммы светильника.
Схемы натриевых ламп
Для того чтобы заниматься самостоятельной сборкой схемы подключения необходимо наличие дросселя и зажигающего импульсного устройства. Дроссели с двойной обмоткой в нынешнее время уже изжили себя и их практически нигде не применяют. Предпочтительнее применять дроссель с одной обмоткой.
Производители импульсных устройств делают их и с тремя и с двумя выводами. Схемы подключения могут различаться между собой из-за этого. Практически на каждом корпусе зажигающего устройства изображается определённая схема, по которой и будет подключаться натриевая лампа.
Конденсатор натриевых ламп
Натриевые лампы высокого давления потребляют реактивную мощность. Поэтому, не лишним будет включить в схему специальный конденсатор C, который позволяет подавлять помехи и снижает пусковой ток. Конденсатор необходим в том случае, когда отсутствует компенсатор фазы.
Для дросселей натриевых трубчатых ламп высокого давления (ДНаТ-250) оптимальная ёмкость конденсаторов составляет 35 мкф. Для ДНаТ-400 подходит на 45 мкф. Следует использовать конденсаторы с обозначенным напряжением не менее 250 В. Тип конденсатора должен быть сухим.
Если лампы подключаются самостоятельно, стоит учитывать, что нельзя превышать длину провода, который соединяет балласт с лампой, больше чем один метр.
И в заключение о балласте. Самыми лучшими пускорегулирующими устройствами считаются электронные виды. Они имеют больше преимуществ, чем индуктивные ПРА, но и стоимость их гораздо выше.
Среди всех ламп для искусственного освещения растений больше всего подойдет натриевая лампа, которая пользуется большой популярностью.
Такой источник света обладает высокой эффективностью, и является самым экономным и долговечным. Мощность ламп может составлять от 30 до 1000 Вт, в зависимости от сферы использования. Что касается срока эксплуатации, то ресурс ламп рассчитан на 25000 часов работы. Для большинства теплиц это выгодный вариант в плане экономии, так как освещать растения необходимо довольно длительное время, особенно зимой.
Большим спросом на рынке пользуются российские лампы Рефлакс, которые оснащаются встроенным отражателем. За счет этого свет направлен прямо на растения. Отражатель ламп Рефлакс обладает высоким КПД равным 95%, который сохраняется в течение всего периода эксплуатации. Что характерно, одна лампа Рефлакс, мощностью 70 Ватт, подвешенная на высоту полметра, способна осветить территорию площадью около 1,6 м2. А так как использование других источников света подразумевает большие затраты на электроэнергию, то использование ламп Рефлакс более рационально. Что касается габаритов, то Рефлакс имеет размеры 76×200 мм. Благодаря этому лампы Рефлакс лучше всего подходят владельцам теплиц.
Преимущества и недостатки натриевых ламп
Натриевая лампа имеет существенные преимущества:
Высокий КПД.
Стабильный поток света.
Высокая световая отдача примерно 160 лм/Вт.
Долго срок службы, который в 1,5 раза превышает период эксплуатации прочих подобных ламп.
Лампы имеют приятное золотисто-белое излучение.
Эффективная работа в условиях тумана.
За счет того, что дуговая лампа рефлакс 250 излучает красный спектр – это идеальный источник света для цветения растений, в том числе и плодоносящих. А наличие синего спектра свечения способствует их активному росту и развитию. Вдобавок лампы могут работать в широком диапазоне температуры – от -60 до +40 градусов.
Наряду с достоинствами, имеются и некоторые недостатки. Главный из них заключается в сложности подключения. Обычный способ здесь не подходит, и здесь существуют свои особенности. Среди других минусов можно выделить следующие:
Взрывоопасность.
Наличие ртути в устройстве лампы.
Долгое время включения, которое может составлять до 10 минут.
Не подходит при выращивании нецветущих либо зеленых овощных культур (редис, лук, салат).
Кроме того, если необходимо использовать натриевые лампы высокого давления мощностью 250 Ватт или более, необходимо позаботится об охлаждении, так как лампы сильно нагреваются. Хотя для теплиц большого размера этот недостаток может обернуться преимуществом, обеспечив растения дополнительным нагревом.
Принцип работы
По внешнему виду натриевые источники света немного похожи на лампы ДРЛ. Здесь также имеется стеклянная колба элиптической либо цилиндрической формы, внутри нее располагается разрядная трубка («горелка»), с каждой стороны которой находятся электроды. Эти выводы соединены с резьбовым цоколем. По причине того, что пары натрия оказывают сильное воздействие на стекло, этот материал не применим для изготовления «горелки». Ее изготавливают из поликора (поликристаллической окиси алюминия), что позволяет повысить устойчивость к парам натрия и пропускать до 90% видимого света. Лампа ДНаТ 400 имеет разрядную трубку с диаметром 7,5 мм и длиной 80 мм. Электроды трубки изготавливаются из молибдена.
Помимо паров натрия, состав разрядной трубки содержит аргон, чтобы облегчить запуск ламп, а также содержит ртуть или ксенон, что позволяет увеличить световую отдачу. «Горелка» при работе разогревается до 1300 °C и чтобы сохранить ее в целости, из колбы выкачан воздух. Однако сложно поддерживать вакуум пока работает лампа, так как воздух может проникнуть через отверстия. Поэтому для предотвращения этого используются специальные прокладки. Стоит отметить, что при работе лампы ее колба разогревается до 100 °C. При включении импульсного зажигающего устройства (ИЗУ) создается импульсное напряжение, в результате чего образуется дуга. Но первое время натриевые лампы ДНАТ рефлакс 250 светят еще слабо, так как вся энергия расходуется на разогрев трубки. Спустя 5 или 10 минут яркость освещения нормализуется.
Как подключить натриевую лампу
В силу особенности строения газоразрядных ламп не получится просто подключить их к бытовой электрической сети, так как имеющегося напряжения не хватает для запуска. Вдобавок нужно ограничить ток дуги. И натриевые лампы здесь не исключение. В связи с этим необходимо использовать в цепи пуско-регулирующий аппарат или сокращено ПРА. Они могут быть электромагнитными (ЭмПРА) либо электронными (ЭПРА). В практике западных стран такие устройства именуются балластами Magnetic Ballast (для ЭмПРА) и Digital Ballast (для ЭПРА). В некоторых случаях не обходится без применения импульсного зажигающего устройства или ИЗУ.
Использование ЭПРА для натриевых ламп 250 необходимо для их разогрева и дальнейшей бесперебойной работы. При этом на сам запуск затрачивается 3-5 минут, а полную мощность натриевые источники освещения набирают в течение еще 10 минут. Примечательно, что на момент запуска лампы ее номинальное напряжение увеличивается практически в 2 раза.
Устройство ПРА
Пускорегулирующий аппарат состоит из трех основных компонентов:
Индуктивного дросселя.
ИЗУ.
Фазокомпенсирующего конденсатора.
Дроссель служит для ограничения тока дуги и его мощность должна быть такой же, как и у используемой лампы. К примеру, если применяется лампа ДНаТ 250, то, соответственно, мощность дросселя тоже должна быть не меньше и не больше 250 Ватт. В последнее время схема подключения ламп зачастую включает однообмоточный дроссель, тогда как двухобмоточные уже морально устарели.
ИЗУ необходимо для повышения напряжения до нескольких киловольт с целью образования дуги. Мощность ИЗУ может лежать в пределах от 35 до 400 Ватт. Помимо этого, устройство может быть двухконтактного или трехконтактного исполнения. Причем использование трехконтактных ИЗУ предпочтительнее.
Что касается конденсатора, то это необязательная составляющая. Но его наличие дает определенные преимущества, так как позволяет снизить нагрузку на бытовую электросеть. В свою очередь, это снижает риск возникновения возгорания проводки к минимуму. Боле подробно будет рассказано ниже.
Схемы подключения ламп ДНаТ
В зависимости от того, какое ИЗУ используется (с двумя выводами или тремя), натриевые лампы высокого давления 250 Ватт могут подключаться по-разному. Более подробно это отражает схема, изображенная ниже.
Схема подключения натриевой лампы
Как можно видеть из рисунков подключение дросселя (балласта) осуществляется последовательно, а вот ИЗУ подключается в цепь параллельно.
Для своей работы натриевые лампы используют мощность реактивного характера. В связи с этим желательно чтобы схема подключения включала специальный конденсатор, который позволит подавить помехи и снизить силу пускового тока. Что в итоге продлевает срок службы ламп. Также этот элемент просто незаменим в случае отсутствия компенсатора фазы.
Как видно на первом рисунке наличие фазокомпенсирующего конденсатора показано пунктирной линией. Его подключение осуществляется параллельно источнику питания.
Главное, подобрать конденсатор оптимальной электроемкости. К примеру, при использовании той же лампы ДНаТ-250 его емкость должна составлять 35 мкф. Если в схеме присутствует лампа ДНаТ 400, тогда можно подобрать конденсатор чуть большей емкости – 45 мкф. Использовать в схеме допускается только сухие элементы и рассчитанные на напряжение не менее 250 В.
При самостоятельном подключении ламп стоит взять кое-что на заметку. Длина провода, соединяющего сам источник освещения и дроссель, не должна превышать одного метра.
Меры предосторожности
В силу конструктивных особенностей, которыми обладает натриевая газоразрядная лампа 250, при работе этих источников света необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Недопустимо отключать лампу сразу же после ее включения. Она должна остаться включенной как минимум 1 или 2 минуты. В противном случае лампа перестанет вовсе включаться и тогда ее необходимо обесточить и подождать некоторое время.
В помещении, где работают лампы необходимо наличие качественной вентиляции. Ее температура во время работы может подниматься до 100 градусов и более. А согласно некоторым источникам и все 1000. Поэтому хорошая вентиляция – это залог продолжительной и безопасной работы источников освещения. Не стоит трогать руками лампы высокого давления во время работы во избежание ожогов. То же самое касается и ее отражателя.
При установке источников освещения не нужно браться за колбу голыми руками, лучше всего использовать перчатки из материи. Или можно обернуть ее какой-либо бумагой или картоном, чтобы не оставлять на стекле жирных отпечатков пальцев. Поскольку температура нагрева очень высокая, то любой жировой налет или даже капли воды могут привести к взрыву лампы. В интернете можно найти много информации по этому поводу.
Но сильно нагреваться могут не только лампы высокого давления, это касается и используемого балласта. Его температура может подниматься до 80-150 градусов. Поэтому в целях предосторожности следует этот элемент схемы изолировать, спрятав под огнеупорный и прочный корпус. Это позволит предотвратить попадание внутрь сухих листьев, кусочков ткани или бумаги и прочих предметов.
Не стоит забывать и про элементарную технику безопасности при работе с электричеством. То есть исключить любую вероятность попадания воды на балласт, следить за целостностью электропроводки. Стоит всегда помнить, что в момент, когда запускается лампа ДНаТ, ИЗУ вырабатываются импульсы высокого напряжения. Поэтому лучше всего использовать специальные провода, которые рассчитаны для работы в экстремальных условиях. Они как раз рассчитаны на сильный нагрев.
Утилизация
Натрий по своей природе является летучим веществом и, контактируя с воздухом, он может резко воспламениться. По этой причине натриевые источники освещения недопустимо выбрасывать как обычный мусор. Как и любая энергосберегающая лампа, которая содержит ртуть, их тоже нужно утилизировать в специальные емкости. Если самостоятельно выбросить натриевые лампы ДНаТ с соблюдением мер предосторожности не удается, следует вызвать специальную службу.