Принципы работы и характеристика освещения индукционных ламп


С каждым годом, все больше осветительных приборов содержащих ртуть, попадает под запрет.
В очень скором времени это коснется и большинства энергосберегающих ламп. Не только их производство, но и импорт, а также экспорт станут незаконными.

Так что если вас не пугают ”ртутные страшилки” и всякого рода демеркуризации, запасайтесь подобными лампочками впрок уже сегодня.

что делать если разбилась энергосберегающая лампочка дома

В качестве альтернативы нам предлагают ставшие всем привычными светодиодные лампочки. Однако не всегда и не во всех условиях они являются достойной заменой.

Исторические сведения

В 60-е годы прошлого века обычные лампы накаливания стали заменяться дуговыми ртутными светильниками. Это обычный люминесцентный прибор, который работает по принципу разгона атомов ртути в инертном газе между двумя электродами. Колба, где проходит вся работа, покрыта внутри люминофором. Об него при движении ударялись атомы ртути и превращали кинетическую энергию в световые фотоны. Так работает всё индукционное освещение.

В 90-х годах широкое применение получили светодиодные лампы, затем на смену им пришли электродинамические. В современных приборах не используется ртуть. Вместо этого применяют особый сплав, включающий медь, серебро или золото. Состав называют амальгамой, он более безопасен для здоровья человека, чем чистая ртуть. По светоотдаче лампы не уступают другим моделям, а их цена при этом значительно ниже.

Основные характеристики

Одной из главных характеристик светотехнических устройств является светоотдача. В данном случае номинальный показатель составляет порядка 80 лм/Вт. Производители также в некоторых версиях стремятся повышать мощность светильников, но это сказывается на сокращении рабочего ресурса приборов. К слову, по заявлениям изготовителей, средний эксплуатационный диапазон варьируется от 80 до 100 тысяч часов. Сами же пользователи в последние годы все чаще обращают внимание на временные ожидания включений и выключений светотехнических приборов. В этом плане индукционный светильник имеет преимущество даже в среде газоразрядных аналогов. Так, время полного остывания лампы после отключения электроэнергии составляет всего 5 мин. Что касается цветопередачи, то индукционные модели соответствуют по этой характеристике ртутным светильникам, так как содержат практически аналогичный наполнитель.

индукционные светильники принцип работы

Принципы работы

Принцип работы индукционных светильников был придуман ещё в прошлом веке, но до сих пор не находил практического применения. В системе газы, находящиеся в колбе, раскаляются до плазматического состояния. Магнитная индукция доводит материал до такой степени нагрева. Для этого колбу оплетают по спирали проводами, которые и образуют магнитное поле. В результате лампа выделяет интенсивный свет.

Минимальный эффект выгорания обеспечивается тем, что газы не контактируют с электродами. Светильники могут исправно работать более десяти лет, не теряя своей яркости. Электродинамическую индукционную лампу называют усовершенствованной производной люминесцентных моделей. Приборы лишены обычных недостатков прошлых светильников: они не мерцают, нечувствительны к частому включению, устойчивы к перепадам напряжения, а их корпус выгорает медленно.

Где используются индукционные лампы

В лампах ферритовые кольца могут располагаться внутри или снаружи колбы, от этого зависит тип индукции. Она может быть внешней и внутренней. Сейчас индукционные лампы и светильники мало кому известны, но некоторые модели уже поставлены на серийное производство. Со временем такие приборы составят конкуренцию лидерам на рынке осветительного оборудования.

Главная причина, по которой лампы ещё не стали популярными, — это размеры и форма колбы. К ней не подходят стандартные плафоны и отражатели.

Фотоаппарат для мыслей Теслы

Поистине гениальная идея, которая всем нам покажется высшим пилотажем в науке или просто чем-то фантастическим.Суть его идеи заключалось в создании устройства, которое бы фотографировало мысли. В 78 летнем возрасте Тесла выдал уверенность, что желает фотографировать мысли.

В ходе проведенных исследований я пришел к выводу, что образы в наших мыслях могут отражаться на сетчатке глаза. Этот факт привел меня к идее телевидения, о ней я объявлял ранее. В данном случае идея заключается в создании искусственной сетчатки, на которой будет фиксироваться образ увиденного объекта, похожая на шахматную доску, и оптический нерв.

Гениальный ученый не раскрыл всех деталей изобретения.

Классификация ламп

Лампы классифицируют по форме колбы, способу установки генератора и катушки. По размещению электромагнитов выделяют светильники:

  • внутренней индукции;
  • внешней.

Вам это будет интересно Потолок из светодиодной ленты для осветительного короба
В первом варианте катушка и сердечники находятся внутри колбы, а во втором — размещаются вокруг неё. Такие лампы служат намного дольше, ведь электромагнит легко и без препятствий рассеивает свет и тепло. В зависимости от установки балласта выделяют:

  • с отдельным генератором;
  • встроенным.

Разнесёнными устройствами называют светильники с наружно размещённым балластом. У второго типа электрогенератор и остальные элементы находятся в одном корпусе. Бывают приборы с разными формами:

  • круглые;
  • шаровидные;
  • кольцеобразные;
  • U-подобные.

Первые модели обладают самыми высокими производительными качествами и широким диапазоном температуры. Освещение распределяется равномерно благодаря форме колбы в виде кольца. Лампы подходят для круглых и овальных плафонов. Приборы оптимальны для использования в складских помещениях, промышленных цехах, торговых центрах, комнатах спортивного и общественного назначения.

Шаровидные выглядят как обычные лампы накаливания. Можно использовать эти светильники в стандартных патронах. Приборы моментально зажигаются, обладают высокой производительностью, но их свет тёплый и мягкий. Лампы подходят для уличных фонарей, производственных помещений, прожекторов и освещения гостиниц, супермаркетов и развлекательных центров.

Кольцеобразная форма подразумевает расположение колбы, генератора и катушки в одной конструкции. Светильники быстро запускаются даже при сильном морозе (до -35 градусов), свет не слепит, льётся мягко и рассеянно. Подходят для применения в частном доме, отеле и гостинице. В U-образных приборах генератор расположен отдельно, они излучают яркий белый цвет, не мерцают. Можно использовать их в торговых и офисных зданиях, освещают ими стадионы, магистрали, туннели метро, рекламные щиты и табло.

Особенности устройств с интегрированным генератором

Светильники, работающие от внешнего отдельного генератора, зачастую не дополняются люминофорным покрытием. По этой причине они рассеивают только тот свет, выработку которого осуществляет ионизированная газообразная плазма. По общей классификации подобные модели можно отнести к газосветным лампам. К слову, индукционные светильники уличные нередко выполняются как раз по этому принципу – с наружным размещением электрогенератора. Связано это с высоким сроком эксплуатации и повышенной надежностью таких приборов – соответственно, они более устойчивы к повреждениям и другим внешним воздействиям.

Сравнение разных видов освещения

Сравнение спектра индукционной и лампы ДНаТ:

сравнение спектра индукционной лампы и лампы ДНаТ

Таблица других параметров для сравнения (светоотдача, потребление, световой поток):

таблица сравнения индукционных ламп и других ДРЛ ДНаТ металлогалогенных

Маркировка приборов

Форма и технические особенности светильников указаны в их маркировке. Первые две буквы ИЛ — это обозначение индукционной лампы, третья характеризует форму, затем описывается мощность. Минимальная и максимальная производительность составляют 15 и 500 Вт соответственно, но есть и более эффективные приборы производственного назначения. Светильники можно использовать в приборах с патронами серии Е40, Е27 и Е14.

Производители выпустили линейку фитоламп, отличающихся формой и цветом потока. Эти модели предназначены для освещения растений в разные периоды их жизни и развития. Серия обозначается аббревиатурой ТИЛ, а технические характеристики — двумя буквами:

  • ФЛ — используют на начальном этапе цветения, излучают световой поток красного оттенка;
  • модели ГП и ВГ — необходимы во время вегетативного роста, цвет излучения — синий;
  • уникальная серия КЛ позволяет управлять развитием растения, фрукты и цветы быстро появляются и спеют под ярко-красным светом.

Вам это будет интересно Особенности ламп ДРВ

Если изначально для улучшения роста цветка или плодового куста применялись лампы серии ТИЛ, то их используют на протяжении всей его жизни. Но перед покупкой нужно разобраться с маркировкой. К примеру, ТИЛПфл-100 — это прямоугольный фитоприбор мощностью 100 Вт, предназначенный для ускорения цветения. А ИЛК-60 — круглая лампа производительностью 60 Вт.

Преимущества и недостатки

Как и любые другие устройства, индукционные лампы имеют свои достоинства и недостатки. Среди преимуществ выделяют:

  • выделение чистого и яркого потока света;
  • высокий уровень эффективности — до 80−90 лм;
  • экономичность — потребление энергии на 80% ниже, чем у обычных ламп накаливания;
  • быстрое включение без каких-либо задержек;
  • отсутствие чувствительности к частому использованию;
  • возможность применения вместе с диммером;
  • значительный срок службы и безотказной работы — свыше 60 000 часов;
  • минимальные растраты яркости независимо от возраста лампы.

А также приборы обладают широким диапазоном мощностей — от 15 до 500 Вт для частного использования и свыше максимального показателя для промышленных помещений. Разные модели выделяют цветное свечение — красное, синее, белое. Во время работы корпус лампы практически не нагревается.

Основные недостатки приборов:

  • выделение токсичных веществ при повреждении колбы из-за паров ртути, содержащихся в ней;
  • после использования нужно утилизировать лампу;
  • большие размеры корпуса не подходят для обычных плафонов;
  • электромагнитное излучения нарушает работу тонких электронных приборов, поэтому светильники не устанавливают в аэропортах и помещениях, где есть подобные устройства;
  • не подходит для комнат с низкими потолками, так как источник ультрафиолетового излучения должен возвышаться над головами людей не меньше чем на метр;
  • незначительная прочность колбы.

Промышленные энергосберегающие светильники, как категория наиболее энергоемких источников света

В данной статье мы постараемся рассмотреть вопросы, связанные с внедрением промышленных энергосберегающих светильников, так как по нашему мнению именно этот вид источников света является одним из самых наиболее энергоемких. Первые опыты по созданию недорогих светодиодных светильников начинались с создания светодиодных светильников собранных из корпусов светильников типа РКУ ЖКУ и установленных в них светодиодных блоков. Как показал практический опыт, в вышеуказанные типы корпусов возможна инсталляция небольших мощностей светодиодов или кластеров на их основе, так как в вышеприведенный вариант выбора корпуса не обеспечивается требуемый теплоотвод для светодиодных плат. Данный путь создания недорогих светодиодных светильников был пройден многим компаниями, схожие решения светодиодных светильников небольшой мощности можно встретить и сейчас. Попытки создать модель аналогичную по световым характеристикам светильнику с лампой ДРЛ 250 на основе штампованных корпусов из стали в основном были обречены на неудачу. В таких решениях светодиоды через незначительный промежуток времени перегреваются и начинают менять цвет, а это значит что период эксплуатации таких «поделок» существенно ниже заявляемых 50000 часов.

Наработав большую клиентскую базу, а так же проанализировав огромное количество обращений в нашу компанию по вопросам энергосбережения, стало ясно, что наиболее остро в экономии нуждаются промышленные предприятия. Это и понятно, как правило, высота установки промышленных светильников превышает 5-6 метров, а иногда достигает и 12-15 метров. Режим работы систем освещения на многих предприятиях составляет 12 или 24 часа. В этих условиях вопрос энергосбережения стоит особенно остро. Каким источником света заменить лампы ДРЛ, ДНаТ или МГЛ?

Ниже приведена сравнительная таблица некоторых видов ламп

Тип лампы Средний срок службы (часов горения) КПД устройства Эффективность (Лм/Вт) Уменьшение светового потока к концу срока службы лампы Температура эксплуатации Гарантийный срок Обслуживание в процессе эксплуатации 5 лет
Индукционная 100000 0.98 80-110 10-15% -42…+50 5-10 лет Технологическая чистка
Накаливания 1000 0.1 41794 40-60% -50…+70 Нет Замена ламп
Ртутная высокого давления 4000 0.85 20-24 40-60% -40…+40 Нет Замена ламп и ПРА
Люминесцентная 8000 0.85 26-29 40-50% +10…+40 Нет Замена ламп и ПРА
КЛЛ 8000 0,5-0,85 18-22 15-30% -20…+40 3 мес Замена ламп
Натриевая высокого давления 2000 0.85 42-50 40-60% -20…+40 Нет Замена ламп и ПРА
Металлогалогенная 8000 0,65-0,8 24-36 15-20% -20…+40 Особые условия Замена ламп и ПРА
Светодиодная 50000 0.93 95-123 20-30% -45…+60 3-5 года Технологическая чистка

Очевидно, что за последние пару лет рынок промышленного энергосберегающего освещения существенно вырос, причем он развивается как интенсивным, так и экстенсивным способом. С ростом количества предложений, появились модели светильников созданные явно дилетантами, далекими от понимания физических процессов в полупроводниковых источниках света. Но надо отдать должное, что некоторые производители добились явного успеха в разработке конструктивов и источников питания LEDсветильников, а так же созданием моделей с заданными параметрами световых потоков. Если проанализировать рынок светодиодных светильников, представленный разными производителями, то ассортиментный перечень наиболее широко представлен мощностями от 6-15 Вт до 40-60 Вт (световой поток светильников до 5-6 тысяч люменов). Это источники света для ЖКХ, множественные модификации светильников в потолки типа «армстронг», уличное освещение с небольших высот и т.д. После этого «мощностного» рубежа, количество моделей существенно снижается.

Это обусловлено тем, что для производства светодиодных светильников мощностью от 120-150 Вт и выше требуются специальные расчеты, обеспечивающие создание необходимой геометрии корпуса светильника для оптимального функционирования светодиодов. Можно с уверенностью сделать вывод, что конструкция мощного светодиодного светильника, выполненного с учетом всех требований по теплоотводу, оптимальными характеристикам драйвера является сложным техническим изделием. Именно к этой категории и относятся источники света для освещения цехов, складов терминалов и т.д

Промышленные энергосберегающие светильники на основе индукционных ламп существенно отличаются строением и требованиям к теплоотводу. Так, температура нагрева лампы не превышает 80-85 градусов по Цельсию и данный параметр лишь косвенно влияет на физические процессы получения света. Еще важно отметить один принципиальный момент, отличающий промышленные светодиодные светильники от индукционных. В случае выхода из строя первого, для его ремонта необходимо провести демонтаж оборудования и передать в торгующую организацию или на завод производитель. Как правило, в данном случае ремонт не сможет быть произведен по месту установки. Этой проблемы нет с индукционными источниками света. Достаточно просто приобрести или саму лампу или ПРА (балласт) к ней. Замену вышедшего из строя источника света может осуществить любой электрик предприятия без специальной подготовки. К тому же, гарантия на большинство светодиодных светильников не превышает три года против пяти лет на индукционные лампы или светильник на их основе.

Важным фактором в пользу создания энергосберегающих систем освещения на основе индукционных ламп является возможность использовать уже установленные корпуса светильников подвесного типа. При помощи специальных переходников под цоколь Е40 или Е27 возможна установка ламп в традиционные корпуса РСП (ЖСП). Данная функция позволяет существенно снизить затраты заказчика при переводе существующей системы освещения на энергосберегающую индукционную. Так в мае 2012 года, нашей компанией был реализован комплекс работ по переоснащению системы освещения ремонтных зон и выставочных залов у одного официальных дилеров NISSANв России – NATCGROUP. В установленные корпуса из алюминия и поликарбоната было установлено более 100 индукционных ламп мощностью 200 Вт. Замена ламп ДНаТ и МГЛ позволила сделать цвета выставленных в зале автомобилей машин более насыщенными и яркими, а так же обеспечить более комфортный свет для сотрудников ремонтных цехов.


Cистема освещения индукционными светильниками ремонтных зон и выставочных залов у одного официальных дилеров NISSAN в России – NATCGROUP

В настоящее время ведется работа по переоснащению ряда промышленных цехов на предприятиях Московской, Курской и Белгородской областях.


Cистема освещения индукционными светильниками у NATCGROUP

Сфера применения

Производители выпускают продукцию с распространёнными цоколями, поэтому заменить своими руками индукционную лампу не составит труда. Отличаются они только размерами: колба оплетена прочными ферритовыми кольцами, которые и создают электромагнитное поле. Габаритные устройства подходят для освещения больших промышленных помещений, ведь они обеспечивают яркий свет без значительных расходов энергии.

Вам это будет интересно Особенности аварийного освещения

Значительный угол рассеивания позволяет лучам мягко обволакивать всю комнату полностью, у светодиодов наклон света более узкий, поэтому эффективность таких приборов ниже. Лампы обладают высокой устойчивостью к разным температурам, их устанавливают снаружи помещений: освещают с их помощью улицы, автомобильные дороги и метро. Индукционные приборы обеспечивают адекватную передачу света и высокую производительность в течение многих лет без вмешательства специалистов.

Как правильно выбирать индукционные лампы

Фитолампами, которые излучают ультрафиолет, освещают домашние растения и теплицы. Они позволяют ускорить рост и развитие цветов, зелени и рассады. Это позволит увеличить урожаи, устранить из грунта все болезнетворные микробы и повысить устойчивость культур к бактериям и вредителям. Светильники не высушивают воздух, благодаря чему их монтируют как можно ближе к месту высадки семян.

Приборы обладают рядом преимуществ относительно использования в тепличном хозяйстве:

  • происходит генерация наиболее подходящего типа освещения для разных видов растений;
  • очень яркий свет быстро, но мягко распространяется по всей площади помещения;
  • корпус не нагревается, поэтому не оказывается никакого влияния на температурный режим;
  • работа продолжается довольно долго.

Электрический двигатель

Весна, 1931 год, автомобильный завод в Буффало, штат Нью-Йорк, проводили испытания прототипа автомобиля, работающего на электрическом двигателе. В опыте принимал участие Никола Тесла.

Как понимаете, двигателя внутреннего сгорания там не было, а вот мощность электродвигателя составляла 80 лошадиных сил, который был успешно подключен к сцеплению и коробке передач.

Размеры двигателя переменного тока: 40 дюймов в длину, диаметр 30 сантиметров. Разумеется, внешнего источника питания не было.

Автомобиль развивал скорость в 90 миль в час (145 км/ч). Тесла катался на этом автомобиле целую неделю.

Журналисты повсюду за ним безуспешно бегали, они пытались узнать ответ на вопрос: откуда берется ток, питающий электродвигатель? Никола отвечал: из окружающего нас эфира.

Как результат редакторы не удовлетворились ответом и писали, что ученый Никола Тесла сумасшедший и он в сговоре со злыми силами вселенной.

На что изобретатель был не слабо так разозлен.

Эксперименты с электрическим двигателем в автомобилях прервала великая депрессия тридцатых годов.

На тот момент толпы людей верили, что Никола Тесла, в сговоре с нечистой силой, пришелец с неизвестной планеты. Даже образованные люди считали подобное правдой.

Это на самом деле не удивительно, ведь Тесла, используя свои генераторы имел возможность и пользовался ей, производить ток мощностью 12 миллионов вольт, происходило образование шаровидной молнии. В округе, земля дрожала ходе подобных экспериментов.

Великий физик, всегда говорил правду, и ввиду того, что никто не верил, Тесла, дразнил журналистов. так, например, на пресс-конференции, апрель 1908 год, заявил: я построил машину, которая может уничтожить любое место на планете, никто, конечно, ему не поверил.

И никто даже «не заметил» падения Тунгусского метеорита, упавшего спустя два месяца, в июне 1908 года. Больше Никола Тесла никогда не вспоминал о своем устройстве.

Эффективность и экономичность

Главная проблема индукционных ламп — их часто нет в специализированных магазинах. В домашних условиях можно попробовать изготовить прибор самостоятельно. В качестве основы берут люминесцентный светильник с колбой в форме кольца. Прямо на ней делают обмотку из восьми витков, а затем под прямым углом из 13 петелек вокруг одной ферритовой детали. Затем на катушку подают электричество мощностью 2−3 МГц.

Но модель будет обладать сомнительной производительностью, поэтому лучше приобрести готовое изделие. Обычно приходится делать предварительный заказ в иностранных магазинах, так как индукционные лампы в Российской Федерации и бывших советских странах появились на рынке недавно. Стоимость приборов окупится примерно через полтора года, ведь нагрузки на сеть существенно снизятся. Даже при подсветке большой территории затраты электроэнергии будут минимальны.

Электроиндукционные лампы необходимы для применения на открытых уличных площадках или огромных производственных помещениях. Это перспективные приборы, которые через 5−7 лет будут широко применяться на предприятиях.

Выводы

Подытоживая сказанное можно сказать, что лампы индукционного типа скорее пригодны для освещения больших закрытых помещений или просторных открытых площадок. Наличие электромагнитного и уф-излучения, сопутствующих свечению, большие габариты колб — вынуждают ограничивать их применение для бытовых нужд. Это скорее перспективные производственные светильники, способные эффективно выполнять свою функцию при минимальных затратах для собственника. Установленные на уличных объектах или под высокими сводами производственных помещений они не будут причинять вреда работникам. Самый удачный пример их применения — использование индукционных фито – ламп для освещения теплиц. Обслуживающий персонал подвергается минимальному облучению, и при этом интенсивность вегетации растений, их урожайность — значительно возрастают, и удобрения не нужны.

Ссылка на основную публикацию