Файл: ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Методические указания к расчетно-лабораторным работам.pdf

3. Рабочее задание

3.1. Исследование параметров установки ДНаТ + ПРА без ёмкостной компенсации

3.1.1.Собрать электрическую схему для исследования параметров лампы ДНаТ, разработанную в п. 2.1, и после её проверки преподавателем получить разрешение на проведение опыта.

3.1.2.Включить напряжение питания лампы автоматическим выключателем, который находится на левой боковой стенке стенда, и в течение 10 – 15 мин исследовать по приборам и визуально (через защитное стекло или тёмные очки) процесс зажигания лампы.

Снять зависимости пускового тока Iп(t), пусковой мощности Pп(t), освещённости E(t) от времени. Зарисовать осциллограммы напряжения на дросселе и лампе через каждые 2 мин. Оценить ориентировочно амплитуду

ичастоту колебаний пускового тока и пусковой мощности.

Данные опытов свести в таблицу.

3.1.3. В установившемся режиме работы лампы измерить электрические параметры (ток, напряжение, мощность) и определить характер изменения коэффициента мощности Км лампы после 20, 40, 60 мин работы, при этом контролировать изменение освещённости в заданной точке.

Данные опытов представить в виде таблицы.

Не отключая питания лампы, перейти к опыту п. 3.2.

3.2.Исследование параметров установки ДНаТ + ПРА с параллельной ёмкостной компенсацией

3.2.1.Повторить опыт п. 3.1.3 после 60 мин работы лампы при подключении батареи компенсирующих конденсаторов в блоке № 3 стенда. Емкость батареи конденсаторов изменять дискретно от 6,5 до 76,2 мкФ. При этом значения ёмкости должны соответствовать ряду 6,5; 13,5; 21,5; 29,5; 45,5; 76,2 мкФ. После проведения опыта установку отключить при максимальной ёмкости конденсатора и охладить в течение 15 – 20 мин.

3.3.Исследование пусковых характеристик установки ДНаТ + ПРА с параллельной ёмкостной компенсацией

3.3.1.Через 15 – 20 мин после выполнения п. 3.2 включить установку ДНаТ + ПРА с компенсирующим конденсатором ёмкостью 76,2 мкФ и повторить опыты п. 3.1.2. Данные опытов представить в виде таблицы.

3.4.Обработка результатов исследований

3.4.1. По результатам опытов пп. 3.1, 3.2 и 3.3 рассчитать коэффициент использования напряжения питающей сети

14

Km Uл , U

где Uл и U – соответственно действующие значения напряжений на лампе

ив сети.

3.4.2.По результатам опытов п. 3.1. определить коэффициенты нестабильности тока, мощности и светового потока лампы ДНаТ по напряжению сети

лампы и напряжения сети соответственно.

3.4.3. По осциллограммам п. 3.1 определить гармонический состав напряжения и тока лампы, рассчитать активную мощность лампы и установки ДНаТ + ПРА и определить cos установки ДНаТ + ПРА.

3.4.4. В одних координатах (на одном рисунке) построить зависимости без ёмкостной компенсации (по результатам пп. 3.1.2 и 3.1.3):

Iп f1(t); pп f2 (t); Е(t) f3(t); Km f4(t) ,

где Iп – действующее значение пускового тока; Pп – пусковая мощность;

Е– освещенность; Кm – коэффициент мощности лампы.

3.4.5.По результатам опытов п. 3.2.1 рассчитать и построить зависимость коэффициента мощности лампы Кm от значения компенсирующей ёмкости:

Km f5(Ck ) .

3.4.6.На графике п. 3.4.4 нанести соответствующие графики по ре-

зультатам опытов п. 3.3.1.

4. Методические указания

4.1. Для расширения пределов измерения тока амперметром типа Э365-1 от 0 – 5 до 0 – 10 А рекомендуется шунт из провода МГШВ-0,75 длиной 0,5 метра, включённый непосредственно на зажимы амперметра на лабораторном стенде ЛСОЭ-5. При расширении предела до 0 – 15 А параллельно зажимам амперметра следует включать два провода МГШВ-0,75 длиной 0,5 метра. При этом показания прибора необходимо умножить соответственно на 2 и на 3.

15

4.2.При визуальном наблюдении формы кривых тока и напряжения в установке ДНаТ + ПРА использовать делитель напряжения 1:10. Корпус осциллографа не соединять с корпусом стенда!

4.3.При измерении освещённости фотоэлемент люксметра поместить

взакрывающийся шкаф с лампами на расстоянии не менее 30 см от лампы.

5. Контрольные вопросы

1.В чем эффективность и недостатки балластного устройства?

2.Почему нельзя быстро повторно зажечь лампу высокого давления?

3.Почему с увеличением давления расширяется спектр излучения натриевых ламп?

4.В чём отличие натриевых ламп низкого и высокого давления?

5.В чём отличие коэффициента мощности лампы от cos?

6.Почему процесс разгорания лампы ДНаТ длится несколько минут?

7.Как обеспечивается устойчивый режим работы лампы ДНаТ?

8.Как оценивается стабильность работы комплекта ПРА + ДНаТ и по каким параметрам?

9.В чём отличие статической и динамической вольт-амперных характеристик ДНаТ?

10.Почему в сетях переменного тока более целесообразно использовать реактивные пускорегулирующие аппараты (ПРА)?

11.В чём сущность электронного ПРА?

12.Каковы устройство и назначение электромагнитного ПРА?

13.Почему полуобмотки дросселя включаются в нулевой и фазный провода питающей сети?

14.Почему при наличии компенсирующей емкости ухудшается гармонический состав тока?

15.Как рассчитать компенсирующую ёмкость установки ПРА + ДНаТ?

16.Почему коэффициент мощности установки ПРА + ДНаТ с ёмкостной компенсацией всегда меньше единицы?

17.Можно ли к одному ПРА подключать несколько ламп ДНаТ (последовательно, параллельно)?

16

Расчетно-лабораторная работа № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РТУТНЫХ ЛАМП НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ (ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ)

Цель работы. Исследование электроэнергетических и световых параметров люминесцентных ламп (ЛЛ), входящих в состав светильника (типа ЛБ-20).

В результате проведения работы необходимо освоить основные схемы включения ЛЛ, их электрические и световые параметры, определять освещённость рабочего места и уметь измерять освещённость специализированными приборами.

1. Объект и средства исследования

Объектом исследования служат люминесцентные газоразрядные ртутные лампы низкого давления типа ЛБ-20 с пускорегулирующим аппаратом 2УБЕ-20/220-ВП-060У4, расположенные в светильнике типа УСП11-4 20, смонтированного на стенде ЛСОЭ-5М. Типовые параметры ЛЛ типа ЛБ-20 ОАО ´ЛИСМАµ (г. Саранск) и лампы типа TLD18W/33 фирмы ´PHILIPSµ приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

В люминесцентной лампе происходит преобразование излучения дугового или тлеющего разряда при помощи люминофора. При этом для возбуждения люминофора используется ультрафиолетовое излучение разряда, которое люминофор преобразует с определёнными потерями в более длинноволновое излучение, лежащее в УФ или видимой областях спектра. Фотолюминесценция люминофоров под воздействием УФ резонансного излучения разряда происходит в парах ртути при низком давлении 5 – 10 Па. Давление паров ртути является фактором, определяющим выход излучения резонансных линий ртути 253,7 и 184,9 нм. Добавка инертного газа к парам ртути (аргон, аргононеоновая смесь при давлении 200 – 400 Па) облег-

17

чает зажигание дугового разряда, уменьшает распыление катодов, увеличивает градиент электрического потенциала в столбе разряда и существенно повышает выход излучения резонансных линий ртути.

Баланс энергии 40-ваттной люминесцентной лампы белого света показан на рис. 2.1.

Стабильность светового потока ЛЛ нормируется минимальным значением этого потока каждой лампы после минимальной продолжительности горения, составляющей 40 средней продолжительности горения. Спад среднего светового потока не должен превышать 30 за время 0,7 tср.п.г и 40 за время 1 tср.п.г (tср.п.г – время средней продолжительности горения).

Цветность излучения ламп определяется координатами цветности X и Y, которые для ламп типа ЛБ-20 составляют:

0,393 Х 0,415; 0,383 Y 0,409.

Цветопередача ЛЛ лучше, чем у других газоразрядных ламп из-за более равномерного распределения энергии излучения по всему диапазону видимого спектра. Недостаток излучения в красной области и наличие голубых линий ртутного разряда, а также избыточное излучение в желтой области приводят к тому, что обычные ЛЛ (ЛБ, ЛТБ, ЛХБ и ЛД) обеспечивают лишь удовлетворительную, но не высококачественную цветопереда-

18