Induktionslamper: opbygning, typer, anvendelsesområde + regler for valg

I dag vælger forbrugerne i stigende grad energieffektive belysningsenheder til husholdning og industri. Ud over besparelser spiller kvaliteten af belysningen dog også en vigtig rolle. Et værdigt alternativ til traditionelle lyskilder er induktionslamper.

De udsender et behageligt blødt lys, der ikke ændrer den objektive opfattelse af genstande. Lad os sammen forstå opbygningen og principperne for induktionslamper.

Opbygning og funktionsprincip

Den primære lyskilde i en induktionspære er plasma, kunstigt skabt ved ionisering af gasblandingen med et højfrekvent elektromagnetisk felt.

Strømmen skaber et vekslende elektrisk felt, hvilket forårsager en gasudladning i glaskolben. Exciteret kviksølv genererer UV-stråling, som takket være fosforet omdannes til synligt lys.

Induktionslamper tilhører kategorien af gasudladningslyskilder, som der er skrevet mere om i dette materiale.

Konstruktionen af en induktionslampe omfatter tre grundlæggende funktionelle elementer:

• gasudladningsrør;
• induktionsspole med ferritring;
• elektronisk ballast.

Inde i røret er der dråber af kviksølvamalgam. Selve kolben er fyldt med en gas med lav kemisk reaktivitet – argon/krypton, og dens indre overflade er belagt med uorganisk fosfor.

Induktionsspolen og elektromagneten danner et højfrekvent magnetfelt, under hvilket frie elektroner accelereres, kolliderer og exciterer kviksølvatomer.

Som et resultat dannes ultraviolet stråling. Den omdannes af fosforet til en synlig, skarp lysende glød.

Ligesom i almindelige fluorescerende pærer giver kombinationen af forskellige fosforer i IL-kolbens belægning lys i forskellige farver. Oftest findes enheder med farvetemperatur 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K

Den elektroniske ballast tilsluttes en jævnspændingskilde på 12 V/24 V eller til et net med sinusformet spænding på 120 V/220 V/380 V.

Startersystemet omdanner vekselstrøm på 50 Hz til jævnstrøm og derefter til højfrekvent strøm fra 190 kHz til 2,65 MHz.

Denne højfrekvente strøm skaber magnetfeltet. Derudover genererer starteren en stærk startimpuls, som tænder induktionslyskilden.

For at sikre stabil drift af en elektrodeløs lysanordning kan styresystemet også ændre strømstyrken og dens frekvens gennem induktorspolen.

For at reducere spredningen af det højfrekvente elektromagnetiske felt forsynes lamperne med ferritskærme og/eller specielle kerner.

Den væsentligste forskel mellem induktionsenergisparepærer og andre lyskilder er fraværet af glødetråde og kontakttermokatoder. I induktionslamper er elektromagneterne placeret udvendigt, det vil sige, at der ikke er direkte kontakt mellem elektroderne og det ioniserede gasmedium.

Dette gør lysanordningens pære mere homogen og omtrent ens belastet med hensyn til temperatur.

Ved langvarig drift af sådan belysning ses der ikke revner i glaskolben, og med tiden aflejres elektrodematerialet ikke på væggene.

Fraværet af glødelektroder, der er nødvendige for at tænde almindelige pærer, gør det muligt at opnå en utrolig lang levetid for induktionslamper – op til 120.000 timers drift.

Nogle producenter angiver endda en levetid på op til 150.000 timer. Dette tal er 10 gange længere end holdbarheden af almindelige lysstofpærer, gasudladningslamper (HID), kviksølv-wolframlamper og natriumlysanordninger.

Desuden er levetiden for induktionslyskilder cirka 2-3 gange længere end for lysdioder.

Typer af induktionslamper

For første gang blev en lampe uden kontaktelektroder demonstreret af Nikola Tesla helt tilbage i 1893 på verdensudstillingen i Chicago. Den præsenterede lysanordning blev drevet af magnetfeltet fra Tesla-spolen. Og den første pålidelige prototype af en induktionslyskilde blev skabt af John Melvin Anderson i 1967.

Klassifikation af elektrodeløse pærer

I 1994 blev den kompakte energisparepære GENURA med indbygget højfrekvensgenerator i soklen præsenteret af General Electric.

Serieproduktionen af induktionslyslampers startede i 1990'erne.

I dag er PHILIPS Lighting, GE Lighting og OSRAM Licht AGO førende i produktionen af elektrodeløse energieffektive lysanordninger. Tabellen angiver parametre og priser for forskellige lampemodeller fra disse producenter.

Afhængigt af konstruktionstypen findes induktionslyskilder som:

• med indbygget ballast – elgenerator og lampe er kombineret i én enhed;
• med separat elektronisk starter – ekstern generator og lampe er adskilte enheder.

Afhængigt af spolens placering opdeles disse lamper også i enheder med ekstern (lavfrekvent) og intern (højfrekvent) induktor.

I det første tilfælde er spolen med en ferromagnetisk kerne viklet rundt om pæren. Arbejdsfrekvensen for pærer med ekstern induktion ligger i området 190-250 kHz.

De har bedre betingelser for intens varmeveksling med omgivelserne, da spolen uden for den forseglede pære let spreder den varme, som enheden afgiver. Levetiden for lavfrekvente enheder er op til 120.000 timer.

I det andet tilfælde er induktionsspolen med en viklet kerne placeret inde i en glaspære. Den afgivne varme havner i belysningsenhedens hulrum, derfor opvarmes pærer med intern induktion mere.

Deres arbejdsfrekvens ligger i intervallet 2-3 MHz. Levetiden for sådanne lyskilder er højst 75.000 timer.

I udseende minder enheder med intern induktor om vakuumpærer. Men modeller med ekstern induktor har form som en ring eller et rektangel.

Både højfrekvente og lavfrekvente pærer har en stor sikkerhedsmargin og en lang levetid.

Udførelsesvarianter og mærkning

I øjeblikket har virksomheder, der specialiserer sig i belysning, etableret serieproduktion af induktionspærer i forskellige former. Konstruktionsegenskaber og udførelsesvarianter fremgår af deres mærkning.

De første to bogstaver i koden angiver enhedstypen (IL – induktionslampe), det tredje angiver formen. Efter bogstavbetegnelsen angives normalt effekten.

ILK – induktionspærer i rund form. De har høj lysudbytte og et bredt spektrum af spektrofotometriske temperaturer. Velegnet til montering i runde og ovale armaturer.

Sådanne lyskilder bruges aktivt til belysning af varehuse, rummelige produktions- og reparationshaller, indkøbscentre, sportsanlæg.

ILSh – pærer i kugleform. De er udført i den traditionelle form som almindelige vakuumbelysningsenheder med høj effekt. De giver et blødt lys og tænder næsten øjeblikkeligt.

De er velegnede til at erstatte glødepærer med energieffektive lyskilder uden at skulle skifte selve armaturet.

ILSh installeres i projektører til belysning af hoteller og restauranter, supermarkeder samt i udendørs- og industriarmaturer.

ILU – pærer i U-form. De er enheder med separat generator. Udstråler skarpt hvidt lys og flimrer ikke under drift.

De bruges til belysning af stadioner, tunneller, metro og motorveje, reklamestande, skilte og andre objekter.

ILB, ILBK – pærer med ringformet pære. I dem er generator, spole og rør kombineret i én enhed. De genererer et blødt lys, der ikke blænder, tænder hurtigt og let ved temperaturer ned til -35 °C.

Lignende konstruktioner bruges til belysning af hoteller og handelsområder, parkzoner og pladser, private haveområder.

Induktionsplantelamper fortjener særskilt omtale. De adskiller sig ved glaskolbens form og lysfarve.

Forskellige modeller af induktionsplantelamper er velegnede til at belyse grønne beplantninger i en bestemt vækst- og udviklingsperiode. Serier af sådanne produkter betegnes TIL. De næste to bogstaver angiver den specifikke lampemodel.

Induktionsplantelamperne GP og VG er beregnet til plantebelysning i den vegetative vækstfase. De domineres af blåt lysspektrum.

FL-enheder bruges i den indledende fase af frugtdannelse samt til acceleration af blomsterdannelse. De udsender rødt lys.

Pærer af model KL er alsidige. Disse lyskilder gør det muligt at styre plantevæksten. De genererer et mættet rødt lys, der er nødvendigt for fuld udvikling af planters frugter og rigelig blomstring.

Eksempler på mærkning:

• ILK-40 – rund induktionspære på 40 W;
• TILPVG-120 – rektangulær induktionsplantelampe på 120 W, model VG til indledende fase af vegetativ plantevækst.

Strålingen fra en induktionspære svarer til 97% af solspektret og er derfor perfekt til kunstig belysning af drivhuskomplekser.

Fordele ved brug af IL

Elektrodefri lamper frembringer et blødt lys, behageligt for øjnene. Farvenuancer forvrænges ikke.

Lysstyrken på sådanne lamper kan justeres i intervallet 30-100% ved hjælp af en simpel dæmper til glødetrådsenheder.

Indholdet af fast kviksølv i moderne induktionsarmaturer er flere gange lavere end i almindelige lysstofrør med gasfyldning.

Selv efter 75.000 timers drift bevarer induktionsenheder en lysstyrke på 80-85% af den oprindelige.

Almindelige lysstofrør mister ved slutningen af levetiden op til 55% af lysstyrken. Der dannes med tiden mørke uigennemsigtige cirkler på deres kolber.

Fordele ved brug af induktions-elektrodefri lamper:

• Virkningsgrad 90%;
• levetid op til 150.000 timer;
• lysudbytte over 90-160 lm/W;
• optimale betingelser for visuel opfattelse af genstande;
• driftstemperaturområde fra -35°C til +50°C;
• farvegengivelsesindeks Ra>80;
• høj energieffektivitet;
• minimal opvarmning af kolben;
• ubegrænset antal tænd/sluk-cyklusser;
• ingen flimmer;
• mulighed for at regulere lysstyrken;
• garantiperiode er 5 år.

Producenterne hævder, at induktionslyskilder har bedre tekniske specifikationer end LED og koster flere gange mindre. Energiforbruget for disse pærertyper er nogenlunde det samme.

Anvendelse af elektrodeløse lamper

Moderniserede belysningsarmaturer uden termokatoder og glødetråde anvendes både til indendørs og udendørs belysning.

Anvendelsesområde for IL

Elektrodeløse lamper har indbygget beskyttelse mod kortslutning (KS) og spændingsstød.

Induktionsarmaturer er modstandsdygtige over for vibrationsbelastninger og tilfældige stød, og de fungerer stabilt selv ved lavere lufttemperaturer.

Takket være den høje lysudnyttelse ved lavt strømforbrug anvendes de inden for forskellige områder:

• til kvalitetsbelysning af gader;
• i handels- og underholdningskomplekser samt hotelkomplekser;
• i kontorcentre og boligområder;
• til belysning af rummelige produktionshaller og lagre på industriområder;
• til belysning af væksthuse og drivhuse;
• til belysning af motorveje og tunneller;
• til eksplosionssikker belysning på tankstationer.

Takket være stabiliteten af parametrene bruges kviksølvholdige elektrodeløse lamper som præcise punktkilder til UV-stråling i spektrometri.

Derudover anvendes princippet om induktiv excitation af gas i processen med at overføre energi fra eksterne kilder til lasernes arbejdsmedium.

Men på grund af tilstedeværelsen af højfrekvent elektromagnetisk stråling installeres induktionsarmaturer ikke på jernbanestationer og i lufthavne.

Disse lamper kan også forårsage interferens, når de bruges sammen med meget følsomt laboratorie- og medicinsk udstyr. Derfor anbefales det ikke at bruge dem i rum med sådant specialudstyr.

Gade- og vejbelysning

Den mest effektive vejbelysning kan leveres af gadelamper med induktionsenergieffektive lamper. Denne type belysning sikrer komfortabel synlighed for både bilister og fodgængere.

Vejsarmaturer har robust konsolmontering og monteres på master samt standardstøtter. De bruges til belysning af parkområder og grønne områder, gader og pladser, motorveje og parkeringspladser, havnefront, gårdspladser.

Den øjeblikkelige tænding af IL minimerer energitab og muliggør maksimal effektiv udnyttelse af belysningssystemet. Dette giver mulighed for at organisere belysning med brug af bevægelsessensorer

Som eksempel – øjeblikkelig tænding af belysning på motortrafikveje på steder, hvor der er bil- og fodgængertrafik.

Derudover kan en følsom bevægelsessensor kombineres med en programmerbar skumringsafbryder.

Enheden indstilles til specifikke belysningsniveauer. Ved utilstrækkeligt lysniveau giver sensoren besked om at tænde lamperne.

Muligheden for dæmpning gør det muligt at anvende intelligente systemer til effektiv styring af gadebelysning.

Ved at styre lysstyrken af induktionslamper med en effektregulator og en astronomisk timer kan man opnå reel besparelse af elektrisk energi samt betydeligt reducere omkostningerne til vedligeholdelse.

Implementering af intelligente systemer giver mulighed for at overvåge belysningens tilstand, måle og analysere data om energiforbruget af armaturer.

Sikre industrielle lyskilder

Brug af enheder baseret på induktionsteknologi er en økonomisk fordelagtig løsning til modernisering af belysningssystemer i industrivirksomheder.

Induktionsarmaturer kendetegnes ved høj samlekvalitet og kræver ikke regelmæssig vedligeholdelse. De reducerer markant elforbruget og bidrager til at øge produktionens rentabilitet.

Industrielle belysningsarmaturer har beskyttelsesklasse IP54, hvilket muliggør drift selv under forhold med forurening og høj luftfugtighed. De kan installeres i uopvarmede og dårligt ventilerede rum.

Hærdet glas i kombination med silikoneisolering beskytter pålideligt kabinettet mod indtrængen af fremmede partikler og vand.

Der findes også industrielle eksplosionssikrede modeller af IL. De sikrer ikke kun kvalitetsbelysning, men forhindrer også opståen af brandfarlige situationer. Sådanne apparater øger sikkerhedsniveauet i produktionen.

På kabinettet af induktions-eksplosionssikrede armaturer påføres en antistatisk polymerbelægning.

Takket være denne sammensætning er belysningsenhederne kendetegnet ved slagfasthed og modstandsdygtighed over for negative temperaturer.

Den specielle gnistsikre belægning nedbrydes ikke selv i basisk og surt miljø og kan bevare sine egenskaber i 30 år.

Belysning i drivhuse og orangerier

Spektret af en induktionslampe svarer 75% til fotosyntetisk aktiv stråling, som er nødvendig for aktiv vækst og langvarig blomstring af planter.

Det er derfor, at elektrodeløse pærer anvendes som supplerende kilder i væksthuse og drivhuse til belysning af standard og kompakte grow-bokse, direkte, side- og mellemrækkers suppleringsbelysning af planter.

Driftstemperaturen for induktionsbelysningsenheder overstiger ikke 60 grader Celsius, hvilket gør det muligt at placere dem tæt på grønne beplantninger.

Brug af sådanne lamper i grow-bokse giver mulighed for betydeligt at reducere omkostningerne til køling af beholdere.

Anvendelse af IL gør det også muligt på forhånd at designe og separat installere belysning for hver zone i drivhuset.

For at korrigere og lede maksimalt lys til den ønskede sektor anvendes optiske overflader – skærme. De fokuserer strålingen på et specifikt område.

Og ved hjælp af særlige reflektorer fordeles kunstigt lys jævnt over hele højden af grønne beplantninger.

Regler for valg af IL

Når man vælger induktionsbelysningsenheder, er det vigtigt at overveje deres konstruktionsmæssige detaljer, driftskarakteristika samt sikkerhedsniveau.

Kun ved at følge denne tilgang kan IL betragtes som en fornuftig investering.

I dag er det nemt at finde induktions-elektrodeløse lamper i specialbutikker med effekt fra 15 W til 500 W. Men der findes også kraftigere, beregnet til forskellige produktionsbehov.

Lamper med oval pære fremstilles til armaturer med standard fatninger E14, E27 og E40.

Der er også specielle rektangulære og ringformede induktionsbelysningsenheder, der kan fungere både på vekselstrøm og jævnstrøm.

Det skal bemærkes, at induktionspærer i kugleform vil være større i størrelse end almindelige glødelamper, da HF-strømgeneratoren er skjult i soklen. Dette er vigtigt at overveje ved køb.

Alle induktionsarmaturer og elektrodeløse lamper gennemgår obligatorisk certificering.

Derfor kan man med sikkerhed tale om deres sikkerhed. Amalgamet er i en forseglet pære, og ved overholdelse af grundlæggende driftsregler er lækage udelukket.

Man skal dog forstå, at ligesom standard lysstofrør kræver induktionslamper korrekt bortskaffelse på grund af tilstedeværelsen af kviksølvforbindelser og elektroniske komponenter.

Fast amalgam – en legering af kviksølv med andre metaller – kan genbruges. Glasset fra lampen afleveres også til genanvendelse, men separat fra fosforet.

Armaturer med induktionsteknologi betragtes ikke som miljøvenlige belysningstyper og er i dette kriterie langt ringere end LED.

Det skal tilføjes, at en induktionspære ikke når sit stabile lysstrøm med det samme. I starten afgiver den omkring 80% af den fulde stråling.

For at denne værdi når sit maksimum, har en elektrodeløs lampe brug for 2-3 minutter. I løbet af denne tid opvarmes amalgamet tilstrækkeligt, og den nødvendige mængde kviksølv fordamper.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Induktionsarmaturer – en ny generation af gasudladningslamper. Funktionsprincippet for denne type belysning:

Hvad gør lamper induktive, egenskaber ved denne type armaturer og anvendelsesområde:

Fordele ved brug af moderne induktionslyskilder i industrielle virksomheder:

Korrekt installation af induktionslamper i overensstemmelse med alle standarder og normer gør det muligt at udnytte energibesparende teknologi effektivt. I dag er sådanne lyskilder et fornuftigt alternativ til traditionelle tilgange til belysningsorganisering.

Har du erfaring med at bruge induktionslamper? Eller har du fået spørgsmål efter at have læst materialet? Du kan stille dem i kommentarfeltet under artiklen. Der kan du også dele dine erfaringer eller give værdifulde råd til besøgende på vores hjemmeside.