Transformator til halogenpærer: hvorfor den er nødvendig, funktionsprincip og tilslutningsregler

Halogenlamper kan betragtes som en forbedret version af de velkendte glødepærer. De fungerer på samme måde, men på grund af nogle særlige egenskaber ved halogenpærer er de mere økonomiske, holdbare og giver et behageligt for øjet, men samtidig skarpt lys.

Producenter tilbyder to varianter af halogenbelysning: høj- og lavspændings. For at de sidstnævnte fungerer korrekt, kræves en transformator til halogenlamper. Vi fortæller om, hvordan man vælger og korrekt tilslutter den nævnte enhed.

Hvorfor har en halogenpære brug for en transformator?

Halogenlamper konkurrerer succesfuldt med LED. På trods af LED'ernes bedre driftsegenskaber vinder halogenpærerne ofte, hvilket forklares med deres lavere pris og dermed tilgængelighed, samt nogle særlige egenskaber ved LED'ernes lysstråle, som kan gøre øjnene trætte.

LED'ernes største trumf er drift uden opvarmning, hvilket gør dem bredt anvendelige. Samme fordel har halogenpærer, men kun lavspændingslamper. De kan installeres på steder, der er følsomme over for høje temperaturer. For eksempel i indbyggede loftslamper.

Men man skal forstå, at halogenlamper med lav spænding kun kan fungere med transformatorer. Sidstnævnte er nødvendige for at omdanne netspændingen til et acceptabelt niveau for lampen. Normalt er det 12 V.

Derudover beskytter transformatoren lyskilden mod spændingsstød, overophedning og kortslutning, og kan også give mulighed for blød tænding af belysningen. Man må indrømme, at lamper med transformatorer i gennemsnit holder meget længere. Selvom meget afhænger af deres kvalitet.

Halogenlamper af lavspændingstypen kan ikke fungere på netspænding på 220 V, derfor skal de kun tilsluttes via en step-down transformator.

Hvilke typer transformatorer findes der?

Transformatorer kaldes enheder af elektromagnetisk eller elektronisk type. De adskiller sig lidt i funktionsprincip og nogle andre egenskaber.

Elektromagnetiske varianter ændrer parametrene for standard netspænding til karakteristika, der er egnet til brug af lavspændingshalogenpærer. Ud over dette arbejde udfører elektroniske enheder også strømkonvertering.

Toroidal elektromagnetisk enhed

Den simpleste toroidtransformator består af to viklinger og en kerne. Sidstnævnte kaldes også magnetkerne. Den er fremstillet af ferromagnetisk materiale, normalt stål. Viklingerne er placeret på kernen.

Den primære vikling er tilsluttet energikilden, den sekundære til forbrugeren. Der er ingen elektrisk forbindelse mellem sekundære og primære viklinger.

På trods af lave omkostninger og driftsikkerhed bruges den toroidformede elektromagnetiske transformer sjældent i dag til tilslutning af halogenlamper

Således overføres effekten mellem dem kun på elektromagnetisk vis. For at øge den induktive kobling mellem viklingerne anvendes en magnetkerne. Når vekselstrøm tilføres til klemmen, der er forbundet med den første vikling, skaber den en magnetisk flux af vekseltypen inde i kernen.

Sidstnævnte er forbundet med begge viklinger og inducerer en elektromotorisk kraft eller EMF. Under dens påvirkning skabes der i den sekundære vikling en vekselstrøm med en spænding, der adskiller sig fra den i den primære.

Afhængigt af antallet af vindinger bestemmes transformertypen, som kan være step-up eller step-down, samt transformationsforholdet. Til halogenlamper anvendes altid kun step-down transformere.

Fordelene ved viklingsenheder anses for at være:

• Høj driftssikkerhed.
• Let at tilslutte.
• Lave omkostninger.

Ikke desto mindre ses toroidtransformere sjældent i moderne kredsløb med halogenlamper. Det skyldes, at på grund af konstruktionsmæssige egenskaber har sådanne enheder ret imponerende dimensioner og vægt. Derfor er de svære at skjule ved indretning af møbel- eller loftbelysning, for eksempel.

Måske er den største ulempe ved toroidformede elektromagnetiske transformere – deres omfang og store dimensioner. De er ekstremt svære at skjule, hvis skjult installation er nødvendig.

Yderligere ulemper ved denne type enheder inkluderer opvarmning under drift og følsomhed over for mulige spændingsudsving i nettet, hvilket påvirker halogenpærernes levetid negativt.

Desuden kan vikingstransformere summe under drift, hvilket ikke altid er acceptabelt. Derfor anvendes enhederne for det meste i ikke-beboelseslokaler eller i produktionsbygninger.

Impuls- eller elektronisk enhed

En transformer består af en magnetisk kerne (eller et magnetisk kredsløb) og to viklinger. Afhængigt af kernens form og placeringen af viklingerne skelner man mellem fire typer: stang-, toroidal-, panser- og panserstang-transformatorer.

Antallet af vindinger i sekundær- og primærviklingen kan være forskelligt. Ved at variere deres forhold opnås step-down- og step-up-enheder.

I en impulstransformators konstruktion indgår ikke kun viklinger med kerne, men også elektroniske komponenter. Dette gør det muligt at indbygge systemer til overophedningsbeskyttelse, blødstart og andre funktioner.

Driftsprincippet for en impulstransformator er lidt anderledes. Korte unipolære impulser tilføres primærviklingen, hvilket gør at kernen konstant er i en magnetiseringstilstand.

Impulserne på primærviklingen karakteriseres som kortvarige rektangulære signaler. De genererer en induktans med de samme karakteristiske udsving.

De skaber til gengæld impulser på sekundærspolen.

Denne egenskab giver elektroniske transformatorer en række fordele:

• Lav vægt og kompakthed.
• Høj virkningsgrad.
• Mulighed for at indbygge ekstra beskyttelse.
• Udvidet arbejdsspændingsområde.
• Ingen opvarmning eller støj under drift.
• Mulighed for at justere udgangsspændingen.

Blandt ulemperne skal nævnes den foreskrevne minimumsbelastning og en ret høj pris. Sidstnævnte skyldes visse vanskeligheder i fremstillingsprocessen af sådanne enheder.

Regler for valg af step-down-udstyr

Når man vælger en transformer til halogenlyskilder, skal mange faktorer overvejes. Start med de to vigtigste egenskaber: enhedens udgangsspænding og dens nominelle effekt.

Den første skal nøje svare til driftsspændingen for de lamper, der er tilsluttet enheden. Den anden bestemmer den samlede effekt af lyskilderne, som transformeren skal arbejde med.

På transformerhuset er der altid en mærkning, som ved at studere kan man få fuld information om enheden.

For nøjagtigt at bestemme den nødvendige nominelle effekt, er det tilrådeligt at foretage en simpel beregning. Dette gøres ved at summere effekten af alle lyskilder, der vil blive tilsluttet step-down-enheden. Til den opnåede værdi skal lægges 20% "reserve", der er nødvendig for enhedens korrekte drift.

Lad os illustrere med et konkret eksempel. Til belysning af stuen planlægges tre grupper af halogenlamper: syv stykker i hver. Disse er punktbelysninger med spænding 12 V og effekt på 30 W. Der skal bruges tre transformere til hver gruppe. Lad os vælge den rigtige. Vi starter med at beregne den nominelle effekt.

Vi beregner og får, at gruppens samlede effekt er 210 W. Med den nødvendige reserve får vi 241 W. Således kræves der for hver gruppe en transformer med en udgangsspænding på 12 V og en nominel effekt på 240 W.

Til disse specifikationer passer både elektromagnetiske og pulsenheder. Hvis man vælger sidstnævnte, skal man være særlig opmærksom på den nominelle effekt. Den skal angives som to tal. Det første angiver den minimale arbejdseffekt.

Man skal vide, at lampens samlede effekt skal være større end denne værdi, ellers vil enheden ikke fungere. Og en lille bemærkning fra eksperter vedrørende valg af effekt. De advarer om, at transformatorens effekt, som angives i den tekniske dokumentation, er den maksimale.

Det vil sige, at den under normale forhold vil levere cirka 25-30 % mindre. Derfor er den såkaldte 'reserve' i effekt nødvendig. For hvis man tvinger enheden til at arbejde på grænsen af dens kapacitet, vil den ikke holde længe.

For langvarig drift af halogenlamper er det meget vigtigt at vælge den rigtige effekt for step-down transformeren. Den skal have en vis “reserve”, så enheden ikke arbejder på grænsen af sin kapacitet.

Endnu en vigtig nuance vedrører størrelsen på den valgte transformer og dens placering. Jo kraftigere enheden er, desto større er den. Dette er især relevant for elektromagnetiske aggregater. Det er en god idé at finde et passende sted til installationen med det samme.

Hvis der er flere lamper, foretrækker brugerne ofte at opdele dem i grupper og installere en separat transformer til hver gruppe. Dette forklares meget enkelt.

For det første, hvis step-down enheden svigter, vil de andre lysgrupper fungere normalt. For det andet vil hver transformer, der er installeret i sådanne grupper, have en lavere effekt end den fælles transformer, der skulle installeres for alle lamper. Følgelig vil prisen være betydeligt lavere.

To muligheder for tilslutning af transformator

Før tilslutning af step-down enheden bør man udarbejde et layoutdiagram over lamperne, hvis der er flere end to. Derudover skal man vælge installationssted for transformeren.

Sidstnævnte gøres under hensyntagen til følgende regler:

• Der skal sikres fri adgang til enheden, hvilket er nødvendigt for vedligeholdelse eller udskiftning.
• Hvis transformeren skal være placeret i et lukket rum, må rummets volumen ikke være mindre end 10 liter. Dette er nødvendigt for at lede den varme væk, der dannes under enhedens drift.
• Afstanden fra enheden til den nærmeste halogenlampe må ikke være mindre end 250 mm. Dette gøres for at undgå uønsket yderligere opvarmning af lyskilden.

Først når placeringen af transformatoren og lamperne er bestemt, kan du begynde med montering og tilslutning.

Det er vigtigt at vælge det rigtige sted til installation af nedtransformeren. Hvis den monteres i et lukket rum, skal rumfanget være tilstrækkeligt til at lede den varme væk, der genereres under enhedens drift.

I dette tilfælde er to hovedmuligheder mulige, hvor den sidste kan modificeres og bruges til at tilslutte ikke kun to grupper af lamper, men også tre eller flere.

Kæde af lamper med én transformator

Denne mulighed anses for optimal for fire, maksimalt fem lyskilder. Hvis der er flere lamper, er det bedst at opdele dem i grupper. Halogenlamper tilsluttes kun parallelt. Dette skal tages i betragtning ved udformning af diagrammet. Endnu en vigtig nuance.

Lampen skal placeres således, at afstanden fra hver lampe til transformatoren er nogenlunde den samme. Dette er nødvendigt for en korrekt drift af enhederne.

Hvis ledningerne har forskellig længde, vil lamperne lyse forskelligt. Den lampe med den kortere ledning vil lyse stærkere. Enheden med et langt kabel vil lyse svagt.

Desuden er der i sidstnævnte tilfælde mulig opvarmning af ledningen under drift, hvilket er yderst uønsket. Eksperter anbefaler at opbygge diagrammet, så længden af hver ledning, der går til lamperne, ikke overstiger 200 mm. Samtidig skal kablets tværsnit være mindst 1,5 mm².

På denne måde tilsluttes et lille antal lamper. Det er optimalt at forbinde højst fem, ellers skal du installere en transformer med stor effekt

På transformatorens kabinet er der indgangs- og udgangsklemmer. Primærklemmerne er mærket som N og L eller Input. Dette er indgangen på 220 V-siden. Husk, at tilslutningen her foretages via en enkeltkontakt-afbryder.

Derefter forbindes nullederen og faselederen (blå og orange eller brun) fra fordelerboksen til transformatorens tilsvarende klemmer. Halogenlamperne tilsluttes til sekundærklemmerne Output eller udgangen på nedtransformeren.

Til dette bruges kun kobberledninger med samme tværsnit. Vigtig bemærkning: Hvis transformatorklemmerne af en eller anden grund ikke er tilstrækkelige, skal du installere ekstra klemmer. De kan købes i enhver specialbutik.

To grupper af lamper med to transformatorer

En sådan tilslutning er optimal, hvis der er mere end fem lamper. Grupperne kan bestå af det samme antal pærer eller forskellige. Det er ikke vigtigt. Det vigtigste er, at der er valgt en passende transformer til hver gruppe. Som i den ovenfor beskrevne variant bør man starte med at udarbejde et diagram.

Ved valg af placering af lamperne gælder de samme regler. Det vil sige, at længden af alle ledninger, der går fra transformeren til lamperne, skal være omtrent den samme.

Sådan tilsluttes to grupper af halogenlamper. Hver gruppe har sin egen transformer, men kontakten er fælles for begge.

Dette kan være ret svært at gøre. Så vil der være behov for nogle justeringer. Man skal vide, at for kobberledninger med et tværsnit på 1,5 kvadratmillimeter, som netop anbefales i dette tilfælde, varierer den optimale længde fra 150 til 300 cm. Over denne afstand vil energi blive overført med minimale tab og uden interferens.

Nogle gange er denne længde klart utilstrækkelig. I dette tilfælde skal man vælge en ledning med større tværsnit. For afstande fra 300 til 400 cm vælges et kabel med tværsnit op til 2,5 kvadratmillimeter. Hvis der forventes endnu større længde, hvilket er uønsket, skal man foretage en særlig beregning og bestemme det passende tværsnit ud fra en speciel tabel.

Tilslutningen af hver transformer og lampgrupperne til den sker på samme måde som beskrevet ovenfor. Det vil sige, at nullederen fra fordelingsboksen tilsluttes transformernes nullklemmer.

Faselederen fra kontakten forbindes med faseledningerne på step-down-enhederne. Teoretisk set kan man på denne måde tilslutte mere end to grupper af lamper, men for hver gruppe installeres en separat transformer.

Vigtig bemærkning. For hver step-down-enhed lægges et separat kabel, og de forbindes udelukkende inde i fordelingsboksen. Nogle 'kyndige' foretrækker at forbinde ledningerne et sted under loftet, men bruger ikke fordelingsboksen.

Dette er en alvorlig fejl, der er i strid med PUE (Elektriske installationsregler), hvor der står, at der skal være fri adgang til hver udført kabelforbindelse til inspektion, vedligeholdelse og eventuel reparation. Derfor er den eneste korrekte løsning at forbinde i fordelingsboksen.

Under oprettelsen af halogenbelysning med et stort antal lamper er det vigtigt at beregne antallet af lysgrupper og placeringen af transformere for hver af dem korrekt.

Specialister understreger, at hvis man planlægger at tilslutte en gruppe bestående af mange lamper, kan man overveje at placere en samledåse mellem lysarmaturerne og transformatorens udgang. Dette er især relevant, hvis der er mangel på terminaler på step-down-enheden, eller hvis placeringen er begrænset.

Når du vælger denne mulighed, skal du vide, at ved samme effekt fører et lavspændingskredsløb mere strøm end et højspændingskredsløb. Derfor kræves en nøjagtig beregning for at bestemme ledningstværsnittet. Dette gøres ved at beregne den samlede strømstyrke.

Lad os illustrere med et eksempel. Syv 12 V lyskilder med en effekt på 35 W skal tilsluttes via en transformer. Lamperne monteres parallelt via en samledåse. Vi skal finde ledningstværsnittet, der skal lægges mellem fordeleren og enhedens udgang.

For at gøre dette ganger vi først antallet af lamper med deres effekt. Derefter dividerer vi den opnåede værdi med driftsspændingen. Vi får cirka 29 A. Dette er strømstyrken, der vil passere gennem lavspændingsledningen.

Ved hjælp af tabellen fra PUE (elinstallationsreglerne) der viser afhængigheden af ledningstværsnit af driftsspændingen, bestemmer vi den passende ledningsstørrelse. I vores tilfælde vil det være mindst 4 kvadratmillimeter. Som det ses, er belastningen ret stor. Måske giver det mening at dele denne gruppe lamper op i to.

Hvis du ved tilslutning af to grupper halogenlamper installerer en to-kontakt afbryder, kan du få mulighed for at styre hver af dem individuelt.

Ved installation af to grupper halogenlamper via en transformer kan der bruges to typer afbrydere. Hvis du installerer en enkelt-kontakt model, kan begge grupper kun tændes/slukkes samtidigt. Hvis der kræves separat styring af lyskilderne, kan du installere en to-kontakt afbryder.

Anbefalinger fra praktiserende specialister

Praktiserende elektrikere står ofte over for behovet for at installere lavspændingshalogenlamper, når ledningerne allerede er trukket og fungerer. I så fald er det langt fra altid muligt at tilslutte lamperne parallelt til transformeren uden en grundlæggende omlægning af ledningerne.

For at minimere omkostningerne anbefaler specialister i dette tilfælde at tilslutte hvert armatur til sin egen transformer. Som regel vil disse være enheder med lav effekt og små dimensioner.

Hvis dette virker spildagtigt, kan du installere højspændingshalogenlamper (220 V) i stedet for lavspændingslamper i armaturerne. Men i så fald skal du udstyre dem med en blød starter. Alternativt, hvis armaturets design tillader det, kan du erstatte halogenlamperne med økonomi-LED'er.

Artiklen, der grundigt gennemgår alle aspekter af emnet, vil introducere dig til retningslinjerne for valg af halogenlamper til opbygning af belysningssystemet.

Muligheden for at justere lysstyrken tiltrækker mange. De fleste elektroniske transformatorer er udstyret med mulighed for at sænke indgangsspændingen, hvilket gør det muligt at regulere lysstyrken på halogenbelysning.

Meget ofte planlægges regulering af lysstyrken, hvortil der tilføjes en dæmper til det samlede kredsløb. Man skal vide, at de fleste pulstransformatorer ikke er designet til at arbejde sammen med en dæmper.

Da sidstnævnte påvirker funktionen af den elektroniske converter negativt, forkorter dette i sidste ende levetiden for de tilsluttede halogenpærer markant.

Af denne grund er den optimale løsning til brug sammen med en dæmper en toroidal elektromagnetisk transformator. Og endnu en bemærkning.

Elektrikere anbefaler kraftigt ikke at glemme vedligeholdelsen af allerede installerede step-down enheder. Det er optimalt at foretage en planlagt inspektion af dem med kontrol af funktionaliteten hver sjette måned. Hvis der opdages problemer, repareres eller udskiftes enhederne.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video #1. Lad os stifte bekendtskab – Osram transformatorer:

Video #2. Sådan tilsluttes en transformator korrekt:

Video #3. Alt, hvad du behøver at vide om transformatorer til halogenlyskilder:

Lavspændings halogenpærer er en praktisk løsning til indbygget belysning. De anses for at være et budgetvenligt alternativ til LED'er, da de overgår dem betydeligt i kvaliteten af det udsendte lys.

Den største udfordring ved brug af lavspændingshalogenpærer er behovet for at tilslutte en step-down transformator. Men hvis alt gøres korrekt, vil belysningsenhederne fungere længe og problemfrit.

Har du erfaring med at tilslutte en transformator til en lille halogenpære? Kender du tekniske finesser, der kan være nyttige for besøgende på siden? Skriv venligst kommentarer, del nyttig information, og offentliggør billeder i blokken nedenfor.