Все чаще потребители отдают предпочтение энергосберегающим бытовым и производственным светильникам. Вместе с экономией важна и качественность подсветки. К достойному замене привычным источникам света относятся лампы с индукцией.
Издавая мягкий свет, благоприятный для зрения, лампы не искажают восприятия предметов. Рассмотрим конструкцию и принцип действия индукционных ламп.
Устройство и принцип работы
В индукционных лампочках свет исходит от плазмы, образованной ионизацией газовой смеси высокочастотным электромагнитным полем.
Ток создает изменяющееся электрическое поле, что приводит к образованию газового разряда внутри стеклянной колбы. Возбуждённая ртуть излучает ультрафиолетовое излучение, которое под воздействием люминофора преобразуется в видимый свет.
Индукционные лампы — это вид газоразрядных светильников. этом материале.
Индукционная лампа состоит из трёх главных частей, каждая выполняет свою функцию.
- газоразрядную трубку;
- индукционную катушку с ферритовым кольцом;
- электронный балласт.
Внутри трубки расположены капли ртутной амальгамы. Колба заполнена газом с малой химической активностью – аргоном или криптоном, а её внутренняя поверхность покрыта неорганическим люминофором.
Индукционная катушка вместе с электромагнитом создают высокочастотное магнитное поле. Под его влиянием свободные электроны разгоняются, сталкиваются и возбуждают атомы ртути.
Возникает ультрафиолетовое излучение, которое люминофор преобразует в заметное яркое свечение.
Электронный балласт можно подключить к источнику постоянного тока напряжением 12 В/24 В или к сети переменного тока с синусоидальной волной напряжением 120 В/220 В/380 В.
Система управления пускателем преобразует переменный ток в постоянный, а затем — в высокочастотный ток (от 190 кГц до 2,65 МГц).
Высокочастотный ток порождает магнитное поле. Пускатель также генерирует мощный начальный импульс, который зажигается индукционным источником света.
Для бесперебойной работы осветительного прибора без использования электроэнергии система управления может регулировать силу и частоту электрического тока посредством катушки индуктора.
Для снижения разброса высокочастотных электромагнитных волн ламп применяют ферритовые экраны и/или специальные сердечники.
Это позволяет сделать баллон осветительного устройства более равномерным и с одинаковой температурой нагрузки.
При длительной эксплуатации этого освещения не происходит трещин на стеклянной колбе, а материал электрода не оседает на стенках с течением времени.
Индукционные светильники служат очень долго из-за отсутствия накаливаемых электродов, как у обычных ламп – до 120 тысяч часов.
Некоторые производители утверждают о ресурсе эксплуатации до 150000 часов. Это в 10 раз больше, чем у обычных. люминесцентных лампочек, газоразрядных ЛВД, ртутно-вольфрамовых и натриевых осветительных приборов.
Срок службы индукционных светильников в среднем на два или три раза меньше срока службы светодиодов.
Разновидности индукционных ламп
На Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году Никола Тесла продемонстрировал лампу без контактных электродов, работающую от магнитного поля катушки. Первый надежный прототип индукционного источника света создал Джон Мелвин Андерсон в 1967 году.
Классификация безэлектродных лампочек
В 1994 году компания General Electric выпустила компактную энергосберегающую лампу GENURA с интегрированным высокочастотным генератором.
Производство серийных индукционных люминесцентных ламп началось в 1990-х годах.
Тип конструкции определяет разновидности индукционных источников света.
- С интегрированным балластом: генератор и лампа объединены в едином блоке.
- Электронный пускатель отдельный, поэтому генератор и лампа — автономные устройства.
В зависимости от расположения катушки, эти лампы подразделяют на устройства с внешним (низкочастотные) и внутренним (высокочастотные) индукторами.
При первом способе катушку с железным сердечником наматывают на баллон. Частота действия ламп с внешним возбуждением находится в пределах от 190 до 250 килогерц.
Устройства обладают лучшими условиями для интенсивного теплообмена с окружающей средой: катушка снаружи герметичной колбы легко рассеивает выделяемое устройством тепло. Срок службы низкочастотных приборов – до 120000 часов.
Если индукционная катушка с сердечником находится внутри стеклянной колбы, выделяемое тепло остается внутри светильника, из-за чего лампы с внутренней индукцией нагреваются больше.
Рабочая частота этих источников света лежит в диапазоне от 2 до 3 меgahertz. Срок службы таких источников ограничен 75000 часами.
Высокочастотные и низкочастотные лампы обладают большим запасом прочности и длительным сроком эксплуатации.
Варианты исполнения и маркировка
Производствам светотехнической продукции освоили выпуск серенных индукционных лампочек различных форм. Характеристики и исполнение моделей отражаются в маркировке.
Два первых символа кода обозначают устройство (ИЛ – индукционная лампа), следующий – форму, за ним следует указание мощности.
ИЛКИндукционные лампы цилиндрической формы характеризуются высоким световым выходом и широким спектром цветовых температур. Их можно устанавливать в круглых и овальных люстрах.
Источники этого типа широко применяют для освещения складских помещений, больших производственных, ремонтных мастерских, торговых центров, спортивных объектов.
ИЛШЭто шарообразные лампы, изготовленные по классической технологии мощных вакуумных светильников.
Подходят для замены лампочек накаливанияНа осветительные приборы, потребляющие меньше энергии, не меняя самих светильников.
ИЛУЛампы в форме буквы «У» оснащены собственными генераторами и производят яркий белый свет без мерцания во время работы.
Используют их для освещения стадионов, тоннелей, метро и автомагистралей, рекламных стендов, вывесок и других конструкций.
ИЛБ, ИЛБКЛампы с конусообразной формой колбы имеют генератор, катушку и трубку в едином блоке. Дают мягкий, ненавязчивый свет, легко зажигаются даже при низких температурах – до -35°С.
Такие сооружения применяют для освещения гостиниц и торговых точек, парков и скверов, дачных участков.
Особенно следует упомянуть индукционные фитолампы для растений, которые выделяются формой стеклянной колбы и цветом излучения.
Индукционные фитолампы типов ГП и ВГ служат для освещения растений в период вегетации. В их спектре больше синего света.
Устройства ФЛ применяют на стадии зарождения плодов и для быстрого развития цветков.
Лампочки модели КЛ универсальны и позволяют регулировать рост посадок. Эти источники света вырабатывают интенсивный красный спектр, важный для полного созревания плодов и пышного цветения растений.
Примеры маркировки:
- ИЛК-40 – круглая индукционная лампочка мощностью 40 Вт;
- Фитолампа ТИЛПВГ-120 — прямоугольное устройство с индукционной технологией на 120 Вт, предназначенное для начальной фазы вегетации растений.
Индукционная лампочка излучает свет, близкий по составу к солнечному, благодаря чему идеально подходит для освещения теплиц.
Преимущества использования ИЛ
Мягкий свет, комфортный для глаз, создают безэлектродные лампы. Цветовые оттенки при этом остаются неизменными.
Потоки света этих ламп регулируются от 30 до 100%. диммера для устройств с нитью накаливания.
После 75 тысяч часов эксплуатации индукционные приборы демонстрируют световой поток на уровне 80-85% от начального показателя.
Во время работы, с течением времени, обычные лампы накаливания почти наполовину снижают свою яркость. Появляются темные пятна на стекле ламп.
Достоинства применения индукционных безэлектродных ламп:
- КПД 90%;
- ресурс работы до 150 000 часов;
- светоотдача больше 90-160 лм/Вт;
- Лучшие условия для просмотра вещей.
- диапазон рабочих температур в интервале от -35 °C до +50 °C;
- коэффициент цветопередачи Ra˃80;
- высокие показатели энергоэффективности;
- минимальное нагревание колбы;
- неограниченное количество циклов запуска/выключения;
- отсутствие пульсации;
- возможность регулировать интенсивность свечения;
- гарантийный срок эксплуатации составляет 5 лет.
Изготовители утверждают, что индукционные источники света превосходят по техническим характеристикам диоды и обходятся покупателям значительно дешевле. Указанных видов ламп потребляемая мощность почти идентична.
Применение безэлектродных ламп
Усовершенствованные светильники, лишенные термокатодов и нитей накаливания, применяют для внутренней и внешней иллюминации.
Сфера использования ИЛ
Лампы без электродов защищены от коротких замыканий и скачков напряжения.
Благодаря высокому коэффициенту светоотдачи при низком энергопотреблении, их применяют во многих областях.
- для организации качественной подсветки улиц;
- в торгово-развлекательных и гостиничных комплексах;
- в офисных центрах и бытовых помещениях;
- Для освещения обширных производственных помещений и складских комплексов на фабриках.
- для подсветки тепличных хозяйств и оранжерей;
- для освещения автомагистралей и туннелей;
- для организации взрывозащищенной подсветки на АЗС.
Благодаря постоянству характеристик ртутные безэлектродные лампы применяют в качестве высокоточных узконаправленных источников ультрафиолетового излучения в спектроскопии.
Кроме того, принцип индукционного возбуждения газа используется для перекачки энергии из внешних источников в рабочую среду лазеров.
Из-за высокочастотного электромагнитного излучения индукционные светильники запрещены на железнодорожных станциях и в аэропортах.
Эти лампы могут создавать помехи при совместной эксплуатации с высокочувствительным лабораторным и медицинским оборудованием. В помещениях, где находится такая техника, их использование не рекомендуется.
Уличное и дорожное освещение
Уличные светильники с индукционными энергоэффективными лампами обеспечивают наиболее эффективное дорожное освещение. Такая подсветка гарантирует комфортную видимость как для водителей, так и для пешеходов.
Дорожные светильники оснащены надежным консольным креплением, предназначенным для установки на столбы или стандартные опоры. Их используют для освещения парков и скверов, улиц и площадей, дорог и стоянок, набережных, дворов.
В качестве примера можно привести мгновенный запуск освещения на автомобильных дорогах там, где присутствует движение транспорта и людей.
Чувствительный датчик движения можно комбинировать с программируемым сумеречным выключателем.
Его устанавливают с учетом определенных параметров освещения. При низком уровне света датчик подаст сигнал на включение светильников.
Благодаря возможности регулировать яркость освещения, умные системы могут эффективно управлять уличным освещением.
Регулятор мощности и астрономический таймер для регулирования яркости индукционных ламп позволяют добиться экономии электроэнергии и снизить расходы на техническое обслуживание.
Интеллектуальные системы позволяют контролировать уровень освещения и измерять потребление энергии ламп для последующего анализа данных.
Безопасные промышленные источники света
Индукционные устройства представляют собой эффективное и экономичное средство для обновления систем освещения в промышленности.
Индукционные светильники имеют высокое качество сборки и не требуют частых проверок. Их эксплуатация заметно уменьшает расход электроэнергии и способствует увеличению прибыли производства.
Промышленные светильники с классом защиты IP54 работоспособны даже при загрязнении и высокой влажности. Их установка возможна в не отапливаемых и недостаточно вентилируемых пространствах.
Стекло, закаленное совместно с силиконом, предохраняет корпус от попадания посторонних предметов и влаги.
Корпус индукционных взрывозащищенных светильников покрывают антистатическим полимером.
Благодаря такому составу осветительные приборы обладают прочностью и сопротивляемостью к низким температурам.
Специальное искробезопасное покрытие устойчиво к щелочам и кислотам, а также сохраняет характеристики в течение тридцати лет.
Подсветка в теплицах и оранжереях
Спектр лампы в 75% совпадает с фотосинтетически активным излучением, которое нужно растениям для активного роста и продолжительного цветения.
В оранжереях и теплицах лампочки безэлектродного типа дополнительно используются для освещения стандартных и компактных гроу-боксов, а также осуществляют прямую, боковую и междурядную подсветку растений.
Применение подобных ламп в гроу-боксах позволяет существенно снизить затраты на охлаждение емкостей.
Использование ИЛ дает возможность заблаговременно спроектировать и отдельно монтировать освещение для каждой секции теплицы.
Для направления максимального количества света в необходимый участок применяют оптические поверхности — экраны, которые концентрируют излучение в определенной точке.
С помощью отражателей искусственный свет равномерно распределяют по всей высоте зелёных насаждений.
Правила выбора ИЛ
При выборе индукционных светильников нужно обращать внимание на конструкцию, работу и безопасность.
ИЛ оправдан покупкой лишь при таком подходе.
В магазинах можно приобрести индукционные безэлектродные лампы разной мощности — от 15 до 500 ватт. Для производства выпускаются лампы большей мощности.
Овальные лампы предназначены для светильников с патронами E14, E27 и E40.
Существуют прямые и кольцевые индукционные светильники, работающие от переменного и постоянного тока.
Все светильники с индукционной технологией и лампы, не имеющие электродов, проходят обязательную сертификацию.
Следовательно, можно утверждать о безопасности амальгамы. В запаянной колбе она пребывает, и при соблюдении простых правил пользования утечки исключаются.
Важно помнить, что, как и обычные люминесцентные лампы, индукционные нуждаются в специальной утилизации из-за ртутных соединений и электронных компонентов.
Восстановимо вещество — сплав ртути с другими металлами, которое называется амальгамой. Стекло из ламп отправляют на переработку отдельно от светящего вещества.
Светильники на базе индукционной технологии не являются экологически чистым вариантом освещения и проигрывают светодиодам по этому показателю.
При запуске лампа индукционного типа достигает стабильного светового потока не сразу, выделяя примерно 80% от максимального значения.
Для достижения максимального значения параметра лампе потребуется 2-3 минуты. В течение этого времени нагревается амальгама, и испаряется требуемое количество ртути.
Выводы и полезное видео по теме
Индукционные светильники представляют собой новое поколение газоразрядных ламп. Принцип работы такого освещения заключается в следующем:
Индукционные лампы: принцип действия, характеристики и области использования.
Достоинства применения новейших световых установок на основе индукции в производственных сферах.
Правильная установка ламп индукционного типа, соответствующая всем стандартам и нормам, обеспечивает эффективное использование энергосберегающей технологии. В настоящее время такие источники света представляют собой разумную альтернативу привычным методам организации освещения.
Есть ли у вас опыт работы с индукционными лампами? Появились ли у вас вопросы после изучения материала? Задайте их в блоке комментариев под статьёй. Также там можно поделиться опытом или дать совет посетителям нашего сайта.