Starter til lysstofrør: opbygning, funktionsprincip, mærkning + nuancer ved valg

Starteren til lysstofrør indgår i udstyret til den elektromagnetiske forkobling (EMF) og er beregnet til at tænde kviksølvpæren.

Hver model, fremstillet af en bestemt producent, har forskellige tekniske specifikationer, men bruges til belysning, der udelukkende forsynes fra et vekselstrømsnet, med en maksimal frekvens, der ikke overstiger 65 Hz.

Vi foreslår at forstå, hvordan en starter til lysstofrør er opbygget, og hvad dens rolle er i belysningsenheden. Derudover vil vi påpege egenskaberne ved forskellige startanordninger og fortælle, hvordan man vælger den rette mekanisme.

Hvordan er anordningen konstrueret?

Valgfrit: starteren (tænderen) er ret enkel. Elementet er en lille gasudladningslampe, der kan danne en glødeudladning ved lavt gastryk og lille strøm.

Denne lille glasbeholder er fyldt med en inert gas - en blanding af helium eller neon. Der er indsmeltet bevægelige og faste elektroder af metal i den.

Alle elektrodespoler i pæren er forsynet med to klemblokke. En af klemmerne på hver kontakt er involveret i kredsløbet for den elektromagnetiske ballast. De øvrige er forbundet til starterens katoder.

Afstanden mellem starterens elektroder er ikke væsentlig, derfor kan det let gennemslås ved netspænding. Derved dannes en strøm, og elementerne i det elektriske kredsløb med en vis modstand opvarmes. Det er netop starteren, der er et af disse elementer.

Konstruktioner af startere til lysstofrør har næsten identisk opbygning: 1 – drosselspole; 2 – glaskolbe; 3 – kviksølvdamp; 4 – klemmer; 5 – elektroder; 6 – kabinet; 7 – bimetal kontakt; 8 – inert gas; 9 – wolframglødetråde i LDS; 10 – kviksølvedråbe; 11 – lysbueudladning i kolben (+)

Kolben er placeret inde i et kabinet af plast eller metal, der fungerer som beskyttelsesafskærmning. I nogle modeller er der desuden et specielt kighul i toppen af låget.

Plast anses for det mest efterspurgte materiale til fremstilling af blokken. Konstant påvirkning af høje temperaturer kan modstås af en speciel imprægneringssammensætning - fosfor.

Armaturerne udstyres med et par ben, der fungerer som kontakter. De er fremstillet af forskellige metaltyper.

Afhængigt af konstruktionstypen kan elektroderne være symmetriske bevægelige eller asymmetriske med et bevægeligt element. Deres udføringer går gennem lampefatningen.

Parallelt med pærens elektroder er der tilsluttet en kondensator med en kapacitet på 0,003-0,1 µF. Dette er et vigtigt element, der reducerer radiostøj, og som også deltager i lampens tændingsproces.

En obligatorisk del i enheden er en kondensator, der kan udjævne ekstrastrømme og samtidig åbne enhedens elektroder, hvilket slukker den lysbue, der opstår mellem de strømførende elementer.

Uden denne mekanisme er der stor risiko for sammensmeltning af kontakterne ved lysbuedannelse, hvilket væsentligt reducerer starterens levetid.

I husholdningen er prøver af ballaster med et symmetrisk kontaktsystem og en elektrisk tændingskreds mest populære. Sådanne prøver påvirkes mindre af spændingsfald i elnettet.

Starterens korrekte funktion afhænger af netspændingen. Ved et fald til 70-80% af de nominelle værdier kan lysstofrøret muligvis ikke tænde, da der ikke sker tilstrækkelig opvarmning af elektroderne.

I processen med at vælge den rette starter, under hensyntagen til den specifikke model dagslyspære (lysstofrør eller LL), er det nødvendigt yderligere at analysere de tekniske specifikationer for hver type samt beslutte sig for producenten.

Apparatets arbejdsprincip

Når der tilføres netspænding til lysarmaturet, går spændingen gennem viklingerne på LL-drossel og glødetråden, som er fremstillet af wolfram-enkrystaller.

Derefter føres den til starterens kontakter og danner en glimudladning mellem dem, samtidig med at gasmediet lyser op ved opvarmning.

Da enheden har en anden kontakt – en bimetalkontakt, reagerer den også på ændringer og begynder at bøje sig og ændre form. Dermed lukker denne elektrode det elektriske kredsløb mellem kontakterne.

Størrelsen af den strøm, der dannes af glimudladningen, varierer fra 20 til 50 mA, hvilket er tilstrækkeligt til at opvarme den bimetalkontakt, der er ansvarlig for at lukke kredsløbet (+).

Det lukkede kredsløb, der er dannet i lysstofrørsapparatets elektriske kreds, leder strøm gennem sig selv og opvarmer wolframtrådene, som til gengæld begynder at udsende elektroner fra deres opvarmede overflade.

På denne måde dannes termionisk emission. Samtidig sker opvarmning af kviksølvdampene i pæren.

Den dannede strøm af elektroner bidrager til at reducere spændingen, der påføres fra nettet til starterkontakterne, cirka til det halve. Graden af glimudladning begynder at falde sammen med glødetemperaturen.

Den bimetalliske plade reducerer sin deformationsgrad og afbryder derved kæden mellem anoden og katoden. Strømmen gennem dette område ophører.

Ændringen i dens værdier fremkalder induktionens elektromotoriske kraft inde i drosselspolen i det ledende kredsløb.

Den bimetalliske kontakt reagerer øjeblikkeligt ved at producere en kortvarig udladning i det tilkoblede kredsløb: mellem wolframtrådene i LL.

Dens værdi når op til flere kilovolt, hvilket er mere end tilstrækkeligt til at gennembore den inaktive gasblanding med opvarmede kviksølvdampe. Der dannes en lysbue mellem lampens ender, der producerer ultraviolet stråling.

Da dette lysspektrum ikke er synligt for mennesker, er lampen konstrueret med en fosfor, der absorberer ultraviolet. Resultatet er en synlig standard lysstrøm.

Ved ændring af strømmen i kredsløbet eller dens fuldstændige ophør sker der proportionalt ændringer i den magnetiske flux gennem pladens overflade, hvilket begrænser dette kredsløb og fører til excitation af selvinduktionens EMK i dette kredsløb.

Imidlertid er spændingen over starteren, der er tilsluttet parallelt med lampen, ikke tilstrækkelig til at danne en glimudladning, så elektroderne forbliver i åben position under lampens lysperiode. Herefter bruges starteren ikke i arbejdskredsløbet.

Da strømværdierne efter produktionen af lys skal begrænses, indføres en elektromagnetisk ballast i kredsløbet. På grund af sin induktive modstand fungerer den som en begrænsende enhed, der forhindrer lampens nedbrud.

Typer af startere til lysstofrør

Afhængigt af arbejdsalgoritmen opdeles startenheder i tre hovedtyper: elektroniske, termiske og med glimudladning. Selvom mekanismerne har forskelle i konstruktionselementer og arbejdsprincipper, udfører de identiske funktioner.

Elektronisk starter

Processerne, der genskabes i starterkontaktsystemet, er ikke kontrollerbare. Derudover har omgivelsernes temperaturforhold en betydelig indvirkning på deres funktion.

For eksempel ved temperaturer under 0°C sænkes opvarmningshastigheden af elektroderne, og apparatet vil derfor bruge mere tid på at tænde lyset.

Ved opvarmning kan kontakterne også smelte sammen, hvilket fører til overophedning og ødelæggelse af lampens spiraler, dvs. beskadigelse af lampen.

De fleste modeller af elektroniske ballaster til lysstofrør er baseret på chippen UBA 2000T. Denne type enhed eliminerer overophedning af elektroderne, hvilket væsentligt forlænger levetiden for lampekontakterne og dermed også dens driftsperiode.

Selv korrekt fungerende enheder har en tendens til at blive slidt over tid. De holder længere på gløden af lampekontakterne, hvilket reducerer dens produktionsressource.

Netop for at eliminere sådanne fejl i halvledermikroelektronikken for startere blev komplekse konstruktioner med mikrochips brugt. De gør det muligt at begrænse antallet af cyklusser i processen med at simulere lukning af starterens elektroder.

I de fleste prøver, der præsenteres på markederne, består den kredsløbstekniske enhed af den elektroniske starter af to funktionelle enheder:

• styrekredsløb;
• højspændingsomskifterenhed.

Som eksempel kan nævnes chippen til den elektroniske tænder UBA2000T fra PHILIPS og højspændingsthyristoren TN22 fremstillet af STMicroelectronics.

Princippet for den elektroniske starter er baseret på at bryde kredsløbet ved opvarmning. Nogle prøver har en væsentlig fordel – en standby-tændingsfunktion.

Således foretages adskillelse af elektroderne ved den nødvendige spændingsfase og under optimale temperaturforhold for kontaktopvarmning.

Halvlederkomponenterne i den elektroniske ballast skal passe med nøglearbejdskarakteristikaene, nemlig forholdet mellem effektværdien og netspændingen for den tilsluttede belysningsenhed.

Det er vigtigt, at hvis lampen går i stykker og der er mislykkede forsøg på at starte den, slukker denne type mekanisme, hvis antallet (af forsøg) når 7. Derfor kan der ikke være tale om tidlig svigt af den elektroniske starter.

Så snart pæren er udskiftet med en fungerende, kan enheden genoptage startprocessen for lysstofrøret. Den eneste ulempe ved denne modifikation er den høje pris.

I kredsløbet med starteren kan symmetriserede drosler med en vikling opdelt i identiske sektioner med lige mange vindinger viklet på en fælles enhed – kernen – bruges som en ekstra metode til at reducere radiostøj.

I dag har de fremstillede ballaster en samlestangkonstruktion. Udskæringen af magnettråden udføres fra stålplader. Som regel har sådanne drosler to symmetriske viklinger.

Alle områder af spolen er forbundet i serie med en af lampekontakterne. Ved tænding vil begge dens elektroder arbejde under samme tekniske forhold, hvilket reducerer graden af interferens.

Termisk starter

Den vigtigste kendetegn ved termiske startere er en lang startperiode for lysstofrør. En sådan mekanisme bruger meget strøm under drift, hvilket påvirker dens energiforbrugskarakteristika negativt.

Termisk starter kaldes også termobimetallisk. Opvarmningen af kontakterne sker med forsinkelse, hvilket er effektivt for lysarmaturets funktion i lavtemperaturmiljø.

Som regel anvendes denne type under lave temperaturforhold. Driftsalgoritmen adskiller sig væsentligt fra andre typer.

Ved strømafbrydelse er enhedens elektroder i lukket tilstand; når strøm tilføres, dannes en højspændingsimpuls.

Glødeudladningsmekanisme

Startmekanismer baseret på glimudladningsprincippet har bimetalliske elektroder i deres konstruktion.

De er fremstillet af metallegeringer med forskellige lineære udvidelseskoefficienter ved opvarmning af pladen.

Ulempen ved glimudladningsstarteren er det lave spændingsimpulsniveau, hvilket medfører utilstrækkelig pålidelighed for lysstofrørets tænding.

Muligheden for lampeantændelse bestemmes af varigheden af den forudgående opvarmning af katoderne og den strøm, der løber gennem lysarmaturet i det øjeblik, starterens kontaktkreds åbner.

Hvis starteren ikke tænder lampen ved første forsøg, vil den automatisk gentage forsøgene, indtil lampen lyser.

Derfor anvendes sådanne enheder ikke ved lave temperaturer eller ugunstigt klima, for eksempel høj luftfugtighed.

Hvis det optimale opvarmningsniveau af kontaktsystemet ikke sikres, vil lampen bruge lang tid på tænding eller blive beskadiget. Ifølge GOST-standarder må den tid, starteren bruger på tænding, ikke overstige 10 sekunder.

Startapparater, der udfører deres funktioner via termisk princip eller glimudladning, er nødvendigvis udstyret med en ekstra enhed – en kondensator.

Kondensatorens rolle i kredsløbet

Som tidligere nævnt er kondensatoren placeret i enhedens hus parallelt med dens katoder.

Dette element løser to vigtige opgaver:

1. Reducerer niveauet af elektromagnetisk støj, der skabes i radiobølgeområdet. De opstår som følge af kontakt mellem starterens elektrodesystem og lampen.
2. Påvirker tændingsprocessen for lysstofrøret.

En sådan ekstra mekanisme reducerer størrelsen af den impuls spænding, der dannes ved åbning af starterens katoder, og øger dens varighed.

Kondensatoren reducerer sandsynligheden for kontaktsammensmeltning. Hvis enheden ikke er udstyret med en kondensator, stiger spændingen over lampen ret hurtigt og kan nå op på flere tusinde volt. Sådanne forhold mindsker pålideligheden af lampeantænding.

Da brugen af et undertrykkelsesanordning ikke fuldstændigt kan eliminere elektromagnetisk interferens, indsættes to kondensatorer ved indgangen til kredsløbet, hvis samlede kapacitans er mindst 0,016 µF. De forbindes i serie med jordforbindelse i midtpunktet.

Vigtigste ulemper ved startere

Den største ulempe ved startere er konstruktionens upålidelighed. Svigt af startmekanismen forårsager en falsk start – flere lysglimt ses, før den fulde lysstrøm begynder. Sådanne problemer reducerer levetiden for lampens wolframtråde.

Startapparater forårsager betydelige energitab og reducerer lampens effektivitet. Ulemperne omfatter også afhængighed af spænding og en betydelig spredning i elektrodernes udløsningstid.

Hos lysstofrør stiger driftsspændingen over tid, mens starteren derimod får lavere tændspænding for glimudladningen, jo længere levetid den har. Således kan en tændt lampe udløse starteren, hvilket får lyset til at slukke.

De åbnede kontakter i starteren tænder lyset igen. Alle disse processer foregår på brøkdele af et sekund, og brugeren kan kun observere flimren.

Den pulserende effekt irriterer nethinden og fører også til overophedning af drosselspolen, reduceret levetid og lampenedbrud.

De samme negative konsekvenser forventes også fra en betydelig spredning i kontaktsystemets timing. Den er ofte utilstrækkelig til fuldstændig forvarmning af lampens katoder.

Som et resultat tændes apparatet efter en række forsøg, hvilket ledsages af en forlænget varighed af overgangsprocesserne.

Hvis starteren er tilsluttet i et enkeltlampekredsløb, er der i dette tilfælde ingen mulighed for at reducere lysflimmer.

For at reducere den negative effekt anbefales det kun at bruge sådanne kredsløb i rum, hvor der anvendes grupper af lamper (2-3 styk), som skal tilsluttes til forskellige faser i et trefaset kredsløb.

Forklaring af mærkningsværdier

Der findes ingen standardforkortelse for startermodeller af indenlandsk og udenlandsk produktion. Derfor vil vi se på grundlaget for betegnelserne separat.

Afkodning af værdien 90S-220 ser således ud: starter, der fungerer med lysstofrør, hvis effekt er 90 W, og nominel spænding er 220 V (+).

Ifølge GOST ser afkodningen af de alfanumeriske værdier [XX][S]-[XXX] på apparatets hus ud som følger:

• [XX] – tal, der angiver effekten af lysgenereringsmekanismen: 60 W, 90 W eller 120 W;
• [S] – starter;
• [XXX] – spænding, der anvendes til drift: 127 V eller 220 V.

Til at realisere lampernes tænding fremstiller udenlandske udviklere anordninger med forskellige betegnelser.

Elektronisk formfaktor fremstilles af mange firmaer.

Den mest kendte på markedet er Philips, der producerer startere af følgende typer:

• S2 er designet til effekt 4-22 W;
• S10 – 4-65 W.

Firmaet OSRAM er orienteret mod produktion af startere både til enkeltilslutning af belysningsenheder og til serieforbindelse. I første tilfælde er det mærkning S11 med effektbegrænsning 4-80 W, ST111 — 4-65 W. Og i andet tilfælde, for eksempel ST151 — 4-22 W.

De fremstillede startmodeller er repræsenteret i et bredt sortiment. Nøgleparametre, der tages i betragtning ved udvælgelse, er proportionale værdier i forhold til lysstofrørstypens egenskaber.

Hvad skal man kigge efter, når man vælger?

Under udvælgelsen af en startmekanisme er det ikke nok at basere sig på udviklerens navn og prisinterval, selvom disse faktorer også skal tages i betragtning, da de indikerer apparatets kvalitet.

I dette tilfælde vinder pålidelige apparater, der har bevist sig i praksis. Det er værd at være opmærksom på følgende firmaer: Philips, Sylvania og OSRAM.

Starter FS-11 af mærket Sylvania. Vælges til dagslyslamper, effekt 4-65 W. Kan anvendes i vekselstrømsnet. Fungerer efter princippet om glimtudladning.

De mest grundlæggende driftsparametre for starteren anses for at være følgende tekniske egenskaber:

1. Tændstrøm. Denne værdi skal være højere end lampens driftsspænding, men ikke lavere end forsyningsnettet.
2. Basisspænding. Ved tilslutning i en enkeltlamped anvendes et apparat på 220 V, ved tolampeanvendelse – på 127 V.
3. Effektniveau.
4. Husets kvalitet og brandmodstand.
5. Driftslevetid. Under standard brugsbetingelser skal starteren kunne tåle mindst 6000 tændinger.
6. Varighed af katodeopvarmning.
7. Type af anvendt kondensator.

Det er også nødvendigt at tage hensyn til spolens induktive modvirkning og ensretningsfaktoren, der ansvarer for forholdet mellem den omvendte modstand og den fremadrettede ved jævnspænding.

Yderligere information om opbygning, funktion og tilslutning af lysstofrørsforkoblingsmekanismen findes i denne artikel.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Hjælp til valg af nødvendig ballast til dagslyslamper:

Starter til lysstofrør: grundlæggende mærkning og apparatets konstruktive opbygning:

Teoretisk set svarer starterens driftstid til lampens levetid, som den tænder. Ikke desto mindre bør man være opmærksom på, at med tiden falder intensiteten af glimtudladningsspændingen, hvilket påvirker lysstofrørets funktion.

Producenter anbefaler dog at udskifte både starteren og lampen samtidig. For at købe den rigtige modifikation bør du først undersøge enhedernes vigtigste specifikationer.

Del din erfaring med at vælge en starter til lysstofrør med læserne. Efterlad venligst kommentarer, stil spørgsmål om emnet for artiklen og deltag i diskussioner – feedbackformularen findes nedenfor.