 |
 |
 |
 |
80 60 40 20 О
Рис. 12.7. Распределение яркости по длине 40-ваттной ЛЛ, работающей на постоянном токе без
изменения полярности: / - через 13 ч; 2 - через 15 ч; 5 - через 18 ч
Длина.
действием образовавшейся разности концентраций со стороны катода к аноду появляется встречный поток атомов ртути. В стационарном состоянии устанавливается такое распределение плотности паров ртути по длине лампы, при котором поток положительных ионов ртути к катоду равен потоку ато мов ртути в обратном направлении. Давление и абсолютные значения плотностей определяются минимальной температурой на внутренней стенке колбы. Как показали А. Новик и В. Сасоров, это можно записать так:
N+b+E-DdN/dx, (12.2)
где Л+ - концентрация положительных ионов ртути на расстоянии х от начала координат; N - то же атомов ртути; Ь+ - подвижность положительных ионов ртути; Е - продольный градиент потенциала; D - коэффициент диффузии атомов ртути.
Учитывая, что в положительном столбе N+=Ns, выразим N+ через плотность тока и другие параметры:
0,75е2
/ = еАрЬрЕ -
XeNeE--
(12.3)
Подставив Ne из (12.3) в (12.2), найдем
-DdN/dxJb+lrj{cXe) (12-4)
После интегрирования по х получим
N;,No-{{beVfelc-,XeDd%)x, (12.5)
где Ло - концентрация атомов ртути при той же температуре, но без катафореза; drp - диаметр трубки; / - сила тока.
Из формулы (12.5) следует, что катафорез возрастает с ростом силы тока и длины лампы и уменьшается при понижении давления инертного газа, повышении давления паров ртути и увеличении диаметра трубки.
Схемы включения. В качестве балласта применяется активное сопротивление. Удобно использовать для этой цели лампы накаливания. В отношении стабилизации справедливы все высказывания, сделанные в гл. 5 и выше.
Для зажигания ламп в сети постоянного тока требуется в несколько раз более высокое напряжение, чем на переменном токе. Зажигание большей частью осуществляется путем подачи импульса напряжения на предваритель-
Рис. 12.8. Некоторые схемы плавного регулирования светового потока (и яркости) ЛЛ:
о - схема магнитного регулирования при помощи подмагничивания дросселя; б - схема регулирования при помощи автотрансформатора н со вспомогательным источником высокой частоты ВЧ; е - фазовое регулирование прн помощи схемы управления на тиристорах
но прогретые электроды. Холодные зажигания должны быть исключены. Для создания достаточного импульса напряжения последовательно с активным сопротивлением необходимо включать индуктивность в виде небольшого дросселя. Кроме того, должен быть предусмотрен переключатель, позволяющий менять полярность электродов через определенный промежуток времени. Схемы включения см. в [12.1, 5.7, 5.8].
Схемы плавного регулирования светового потока (яркости) ЛЛ. Световой поток (яркость) ЛЛ можно регулировать путем изменения силы тока разряда. При этом во избежание быстрого разрушения катодов и погасания разряда при значительном снижении тока необходимо поддерживать постоянно накал катодов и обеспечивать условия перезажигания разряда. Изменение: тока Лампы возможно осуществлять путем изменения напряжения питания, сопротивления балласта и фазы зажигания разряда (рис. 12.8).
В простейшем случае последовательно с лампой кроме дросселя включается резистор с переменным сопротивлением. Подогрев катодов осуществляется накальным трансформатором, а для облегчения зажигания и переза-»»игаиия применена проводящая полоса (рис. 12.8,о). Схема приемлема для небольшого числа ламп.
Изменение сопротивления дросселя обычно осуществляется путем подмаг-ничивания его сердечника постоянным током. Для этого иа дросселе без воздушного зазора делаются две обмотки: одна подключается последовательно лампе, а вторая служит для подмагничивания. Дроссель рассчитывается так, чтобы при разомкнутой дополнительной обмотке ток лампы составлял несколько процентов номинального. При включении нагрузки в дополнительную обмотку дросселя и изменении ее вплоть до короткого замыкания можно увеличивать ток в цепи лампы до номинального значения. В схеме поддерживается независимый подкал катодов. Существуют также и другие схемы магнитного регулирования, например путем перемещения сердечника. Недостатками этого метода являются громоздкость аппаратов и большие потери.
Удачной является схема, изображенная на рис. 12.8,6 (12.4]. В ней регулирование светового потока осуществляется путем изменения напряжения питания через регулятор напряжения, а для расширения пределов регулирования параллельно источнику питающего напряжения через развязывающий и запирающий фильтры подключен вспомогательный маломощный источник высокой частоты (5-15 кГц), обеспечивающий зажигание и перезажигание ламп при малом питающем напряжении. Мощность вспомогательного источника ВЧ составляет около 1 % мощности ламп. Схема позволяет осуществлять плавное регулирование яркости ЛЛ в пределах I-200 и может быть использована в любой действующей осветительной установке без существенной переделки. Серийные регулиторы яркости типа «Спектр» выпускаются для Л Л мощностью 40 Вт на мощности 10, 20, 30, 40 и 50 кВт. Возможны различные модификации этой схемы (см. [5.7]).
На рис. 12.8,в представлена принципиальная схема фазового регулирования яркости ЛЛ. Обычно регулирование осуществляется при помощи тиристоров Tl и Гг. С. увеличением пауз тока растет напряжение зажигания. Поэтому, как и в других подобных схемах, необходимы непрерывный подогрев катодов и применение ламп с проводящей заземленной полосой. При работе на частоте 50 Гц с ростом пауз тока увеличиваются пульсации яркости.
Схемы питания от аккумуляторов. Такие схемы используются для переносных светильников. Низкое постоянное напряжение аккумулятора при помощи преобразователя преобразуется в переменное, затем при помощи трансформатора повышается до величины, необходимой для питания лампы. Далее применяется одна из схем включения и зажигания ламп на переменном токе. В этих схемах, пользуясь наличием преобразователя, выгодно одновременно повышать частоту тока, питающего лампы. Подробнее см. в [0.9, 12.1, 5.7].
12.3. РАБОТА ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП НА ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЕ
Влияние частоты на электрические характеристики. С ростом частоты питающего напряжения значения токов, напряжений и коэффициентов мощности ламп с разными типами балластов {R, L, С) сближаются между собой, а начиная с частот 800-1000 Гц, практически перестают зависеть от типа балласта, при этом kJ становится равным единице. Уменьшение влияния типа балласта на электрические характеристики ламп при повышении ча-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 [ 146 ] 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239