Потребители всё чаще отдают предпочтение энергосберегающим бытовым и промышленным светильникам. Но помимо экономии важна также качественная подсветка. В качестве достойной замены привычным источникам света выступают индукционные лампы.
Излучаемый ими мягкий свет благоприятен для зрения и не искажает реальное представление о предметах. Рассмотрим устройство и принцип действия индукционных ламп.
Устройство и принцип работы
В индукционных лампах свет излучает плазма, получаемая при ионизации газовой смеси переменным электрическим полем.
Ток создает переменное электрическое поле, вызывая газовой разряд в стеклянной трубке. Радиация от возбуждённой ртути преобразуется в свет с помощью люминофора.
Индукционные лампы — это разновидность газоразрядных ламп освещения. этом материале.
Индукционная лампа состоит из трёх основных элементов.
- газоразрядную трубку;
- индукционную катушку с ферритовым кольцом;
- электронный балласт.
В трубке располагаются капли ртутной амальгамы. Колба залита газом с низкой химической активностью – аргоном или криптоном, а её внутренняя часть покрыта неорганическим люминофором.
Индукционная катушка и электромагнит создают переменное магнитное поле высокой частоты. Под его воздействием свободны электроны ускоряются, сталкиваются и возбуждают атомы ртути.
В результате получается ультрафиолетовое излучение, которое люминофор преобразует в яркое видимое свечение.
Электронный балласт можно подключить к источнику постоянного тока напряжением 12 В/24 В, а также к сети переменного тока напряжением 120 В/220 В/380 В.
Система управления пускателем преобразует переменный ток частотой 50 Гц в постоянный и затем в ток высокой частоты с диапазоном от 190 кГц до 2,65 МГц.
Высокочастотный ток порождает магнитное поле. Пускатель также формирует мощный начальный импульс, зажигающий лампочку с индукционным источником света.
Для бесперебойной работы автономного освещения система управления регулирует силу и частоту электрического тока, подаваемого на катушку индуктора.
Для снижения рассеивания высокочастотного электромагнитного поля, лампа комплектуется ферритовыми экранами и/или специальными сердечниками.
Такое устройство обеспечивает равномерное распределение температуры по всей конструкции.
В процессе длительной эксплуатации данного освещения трещины на стеклянной колбе не появляются, со временем материал электрода не накапливается на ее стенках.
Из-за отсутствия электродов накаливания, применяемых в стандартных лампах, срок службы светильников индукционного типа может быть очень большим – до 120 000 часов.
Некоторые производители утверждают, что продукция способна работать до 150000 часов. Такой срок службы в 10 раз превосходит долговечность обычных изделий. люминесцентных лампочек, газоразрядных ЛВД, ртутно-вольфрамовых и натриевых осветительных приборов.
Срок службы нагревательных элементов индукционных ламп меньше срока работы светодиодов примерно в 2-3 раза.
Разновидности индукционных ламп
Никола Тесла впервые продемонстрировал лампу без контактных электродов на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году. Осветительный прибор работал от магнитного поля катушки Тесла. В 1967 году Джон Мелвин Андерсон создал первый надежный прототип индукционного источника света.
Классификация безэлектродных лампочек
В 1994 году компания General Electric выпустила лампу GENURA с встроенным высокочастотным генератором в цоколе, отличающуюся экономичностью и компактностью.
Массовое производство индукционных люминесцентных ламп началось в 1990-е годы.
В соответствии с типом строения индукционные светильники подразделяются на:
- Встроенный балласт – блок, объединяющий электрический генератор и лампу.
- С отдельный электронный пускатель – наружный генератор и лампа располагаются в разных местах.
В зависимости от расположения катушек, эти лампы разделяют на устройства с наружным (низкочастотным) и внутренним (высокочастотным) индуктором.
При первом варианте катушку с ферромагнитным стержнем наматывают на баллон. Частота свечей зажигания внешнего возбуждения находится в диапазоне от 190 до 250 килогерц.
Приборы обладают лучшими условиями для интенсивного теплообмена с окружающим миром, так как катушка за пределами герметичной колбы эффективно рассеивает выделяемое устройством тепло. Срок службы низкочастотных устройств – до 120000 часов.
В другом варианте индукционная катушка с сердечником помещена в стеклянную колбу. Рассредоточенное тепло попадает внутрь осветительного прибора, вследствие чего лампы с внутренней индукцией нагреваются сильнее.
Рабочая частота этих источников света лежит в диапазоне от 2 до 3 мегагерц. Срок службы не превосходит 75 тысяч часов.
Обе типы ламп — как высоко-, так и низкочастотные — обладают высокой прочностью и долгим сроком эксплуатации.
Варианты исполнения и маркировка
Производством ламп с индукционным светом занимаются компании, специализирующиеся на освещении.
Два первых символа шифра обозначают тип прибора (например, ИЛ — индукционная лампа), третий — форму, а после буквенного обозначения сообщают мощность.
ИЛК Индукционные лампы круглой формы отличаются высокой светоотдачей и широким спектром цветовых температур. Используются в круглых и овальных светильниках.
Такие источники света применяют для освещения складов, больших производственных и ремонтных цехов, торговых центров, спортивных сооружений.
ИЛШ Лампы представляют собой шары, изготовленные по образцу классических мощных вакуумных ламп. Продолжительное свечение с приятным теплым тоном и быстрый запуск – отличительные характеристики этих осветительных приборов.
Подходят для замены лампочек накаливания Переход на более экономные световые приборы без замены светильников.
ИЛУ Лампы в форме буквы «U» — это приборы со встроенным генератором. Выдают сильный белый свет и стабильно горит без мерцания.
Используют их для освещения стадионов, туннелей, метро и автомобильных дорог, рекламных щитов, указателей и прочих объектов.
ИЛБ, ИЛБК Лампы с колбой кольцеобразной формы оснащены генератором, катушкой и трубкой, объединенными в единый блок. Выдают мягкий свет, не вызывающий ослепления, и быстро загораются при температурах до -35 °C.
Такие конструкции применяют для освещения отелей и торговых точек, парков и скверов, а также частных участков.
Нужно выделить индукционные фитолампы для растений.
Индукционные фитолампы типов ГП и ВГ используются для освещения растений во время вегетации. Основную часть спектра излучения составляют синие лучи.
Устройства ФЛ применяют на ранней стадии развития плодов и для более быстрого образования цветов.
Лампочки модели КЛ – универсальные источники света, позволяющие регулировать рост растений.
Примеры маркировки:
- ИЛК-40 – круглая индукционная лампочка мощностью 40 Вт;
- Фитолампа ТИЛПВГ-120 — прямоугольное устройство с индукционной технологией и мощностью 120 Вт. Модель ВГ предназначена для начального этапа вегетации растений.
Излучение лампы индукционного типа на 97% совпадает со спектром солнечного излучения и поэтому прекрасно подходит для освещения теплиц.
Преимущества использования ИЛ
Лампы без электродов излучают мягкий свет, приятный глазу. Цветовые оттенки при этом сохраняют свою натуральность.
Можно регулировать яркость этих ламп от 30 до 100 процентов. диммера для устройств с нитью накаливания.
Даже после эксплуатации в течение 75000 часов индукционные устройства поддерживают показатель светового потока на уровне 80-85 процентов от начального.
В конце срока службы обычные лампы накаливания могут снижать яркость до 55%. На стекле ламп появляются затемненные непрозрачные пятна.
Преимущества применения индукционных безэлектродных ламп.
- КПД 90%;
- ресурс работы до 150 000 часов;
- светоотдача больше 90-160 лм/Вт;
- Лучшие условия для того, чтобы видеть предметы.
- 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 у индукционных источников освещения превосходнее технические показатели по сравнению со светодиодами и при этом цена ниже в разы.
Применение безэлектродных ламп
Обновлённые светильники без термокатодов и нитей накаливания применяют для освещения внутри помещений и снаружи.
Сфера использования ИЛ
Лампы без электродов защищены от коротких замыканий и скачков напряжения.
Благодаря высокому коэффициенту светоотдачи и малому энергопотреблению применяют в различных отраслях.
- для организации качественной подсветки улиц;
- в торгово-развлекательных и гостиничных комплексах;
- в офисных центрах и бытовых помещениях;
- Для освещения обширных производственных помещений.
- для подсветки тепличных хозяйств и оранжерей;
- для освещения автомагистралей и туннелей;
- для организации взрывозащищенной подсветки на АЗС.
Благодаря неизменности свойств ртутные безэлектродные лампы применяют в качестве высокоточных точечных источников ультрафиолетового излучения в спектроскопии.
Принцип индукционного возбуждения газа используется для передачи энергии из внешних источников рабочей среде лазеров.
Ввиду присутствия высокочастотного электромагнитного излучения от индукционных светильников, их не размещают на железнодорожных станциях и в аэропортах.
Лампочки могут создавать помехи при функционировании высокочувствительного лабораторного и медицинского оборудования. В помещениях с такой техникой их применение не рекомендуется.
Уличное и дорожное освещение
Уличные светильники с индукционными энергоэффективными лампами обеспечивают наиболее эффективное дорожное освещение, гарантируя комфортную видимость как водителю, так и пешеходам.
Дорожные светильники оснащены прочным консольным креплением, устанавливаются на столбы и стандартные опоры. Их используют для освещения парков, скверов, улиц, площадей, шоссе, автостоянок, набережных, дворов.
Автотранспортные магистрали с движением машин и пешеходов оснащаются системой быстрого включения освещения.
Кроме того, можно соединить чувствительный датчик движения с программируемым таймером для включения освещения в темное время суток.
Устройство устанавливается с учетом необходимых показателей освещённости. В случае низкой яркости датчик активирует включение светильников.
Функция регулировки яркости позволяет успешно использовать умные системы для оптимизации освещения улиц.
Регулируя яркость индукционных ламп регулятором мощности и астрономическим таймером, можно существенно сэкономить электроэнергию и уменьшить расходы на техническое обслуживание.
Использование интеллектуальных систем позволяет контролировать уровень освещенности и измерить показатели потребления энергии ламп.
Безопасные промышленные источники света
Индукционные устройства — эффективная опция для обновления систем освещения в промышленных цехах.
Индукционные светильники характеризуются высоким качеством сборки и не требуют регулярного обслуживания. Эффективность их использования заметно снижает потребление электроэнергии, способствуя увеличению прибыли производства.
Промышленные светильники с классом защиты IP54 подходят для эксплуатации в условиях загрязнений и высокой влажности. Установка возможна в неотапливаемых и плохо проветриваемых помещениях.
Закалённое стекло вместе с силиконовой изоляцией надёжно предохраняет корпус от попадания посторонних предметов и влаги.
Антистатическое полимерное покрытие нанесено на корпуса индукционных взрывозащищенных светильников.
Благодаря такому составу светильники обладают прочностью против ударов и стойкостью к низким температурам.
Особая защитная оболочка, стойкая к искре, выдерживает воздействие как щелочей, так и кислот и может функционировать в течение 30 лет.
Подсветка в теплицах и оранжереях
Индукционная лампа излучает спектр света, на 75% совпадающий с фотосинтетически активным диапазоном, что способствует активному росту и продолжительному цветению растений.
В оранжереях и теплицах, а также для освещения стандартных и компактных гроу-боксов лампочки безэлектродного типа применяют в качестве вспомогательных источников света.
Применение этих светильников в камерах выращивания позволяет существенно снизить затраты на охлаждение емкостей.
Применение ИЛ дает возможность спроектировать и смонтировать освещение каждой зоны теплицы отдельно.
Для корректировки светового потока и направления его в определённый сектор применяют оптические поверхности — экраны, которые фокусируют излучение на заданной области.
Специальными отражателями равномерно рассеивают искусственный свет по всей высоте деревьев.
Правила выбора ИЛ
При выборе индукционных светильников следует обращать внимание на конструкцию, рабочие параметры и уровень безопасности.
Инструмент личного назначения (ИЛ) оправдает себя лишь при таком подходе к его применению.
В магазинах можно приобрести индукционные безэлектродные лампы различной мощности: от 15 до 500 ватт. Для производственных целей выпускаются и более мощные модели.
Светильники с лампами овальной формы совместимы с патронами E14, E27 и E40.
Существуют специальные прямоугольные и кольцевые индукционные светильники, способные функционировать как на переменном, так и на постоянном токе.
Каждое индукционное освещение и лампа без электродного нагрева проходит обязательную проверку качества.
Следовательно, можно утверждать о безопасности амальгамы. Она заключена в герметичном сосуде, и при выполнении простейших рекомендаций по эксплуатации риск её утечек отсутствует.
Важно помнить, что подобно обычным люминесцентным лампам, индукционные требуют специальной утилизации вследствие содержания ртутных соединений и электронных компонентов.
Металлический сплав ртути с другими элементами можно перерабатывать много раз.
Стекло из ламп сдается на переработку отдельно от светящего вещества.
Светильники на базе индукционных технологий менее экологичны по сравнению со светодиодными аналогами.
Лампочка индукционного типа достигает устойчивого светового потока постепенно. Вначале яркость составляет приблизительно 80% от максимального значения.
Для достижения максимального значения параметра лампам без электродов требуется 2-3 минуты. За это время достаточное для нагрева амальгамы и испарения нужного количества ртути.
Выводы и полезное видео по теме
Индукционные светильники — новое поколение газоразрядных ламп. Принцип работы такого типа освещения:
Что отличает лампы индукционного типа, свойства таких светильников и области их использования.
Достоинства применения новейших световых установок на базе индукции в промпредприятиях.
Установка ламп индукционного типа, выполняемая точно по всем стандартам, обеспечивает эффективное использование энергосберегающей технологии. Такие светильники представляют собой разумную замену привычным методам организации освещения.
Имеете ли Вы опыт работы с индукционными лампами? Возникли ли у Вас вопросы после изучения материала? Задайте их в разделе комментариев к статье. Также там можно поделиться своим опытом или дать полезные советы другим пользователям сайта.