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

чу (Rа = 62 – 70). ЛЛ с улучшенной цветопередачей имеют Rа 85 (ЛЕЦ, ЛТБЦ, ЛХЕЦ, ЛДЦУФ).

Особенности эксплуатации ЛЛ:

–включение в сеть только с пускорегулирующим аппаратом (ПРА) и возможность работы только в ограниченном диапазоне температуры окружающей среды;

–в простейшем случае при включении ЛЛ со стартером и индуктивным или индуктивно-емкостным балластом напряжение на лампе при горении должно быть приблизительно вдвое ниже напряжения сети.

Снижение напряжения сети более чем на 10 приводит к отказу в зажигании;

–для большинства ЛЛ рабочий диапазон температуры определяется от +5 до +55 ÃС;

–пульсация светового потока при питании ЛЛ переменным током вызвана пульсацией УФ излучения столба разряда и несколько сглаживается за счет послесвечения люминофора. Коэффициент пульсации для ЛЛ типа

ЛБ-20 – 22 – 23 ; ЛЕЦ – 73 – 75 ; ЛТБЦ – 68 – 70 . Частота пульсаций равна 100 Гц при питании от сети промышленной частоты;

– с увеличением относительной влажности увеличивается напряжение зажигания ЛЛ и достигает максимума при влажности 80 – 100 (при этом кратность напряжения зажигания достигает 5).

Схемы включения ЛЛ делятся на бесстартерные с пускорегулирующими аппаратами быстрого зажигания и схемы со стартером тлеющего разряда.

Простейшие схемы включения ЛЛ показаны на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схемы включения ЛЛ:

а – бесстартерная; б – резонансная бесстартерная; в – стартерная с симметричным дросселем; Др – балластный дроссель; НТ – накальный трансформатор с обмотками W1, W2, W3; HL – люминесцентная лампа; СТ – стартер; С – конденсатор защиты от радиопомех; Ск – компенсирующий конденсатор

19

Для освещения производственных помещений и административных зданий используются двухламповые светильники с включением ламп по схемам рис. 2.3.

Рис. 2.3. Двухламповые схемы с ЛЛ: а – с расщепленной фазой; б – с последовательным включением; Др, Др1, Др2 – дроссели балластные; HL1, HL2 – люминесцентные лампы; СТ – стартер; НТ – накальный трансформатор; Ск – компенсирующий конденсатор; R – разрядное сопротивление; К – компенсирующая обмотка

В лабораторной работе исследуется схема включения ЛЛ по рис. 2.3,б. Осветительная установка монтируется в соответствии со схемой из элементов, выводы которых подключены к клеммной коробке, расположенной на стенде ЛСОЭ-5 слева. Нумерация выводов соответствует табл. 2.2. Питание схемы осуществляется от регулируемого источника 0 – 240 В и тумблера ´220 на блокµ через клеммы 220 В, расположенные на приборной панели стенда.

Таблица 2.2

Пускорегулирующий

Компенсационная аппарат Лампа ЛБ-20 Стартер

2УБЕ-20/220-ВП-060У4

емкость (RC-цепь)

R C

20

Принципиальная электрическая схема ПРА типа 2УБЕ-20/220-ВП- 060У4 показана на рис. 2.4.

4 5

Рис. 2.4. Схема пускорегулирующего устройства типа 2УБЕ-20/220-ВП-060У4: 1 – 7 – выводы; Др – дроссель; ТН – трансформатор накаливания

Электрическая схема соединения выводов элементов с клеммной коробкой показана на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Схема соединения выводов с клеммой коробкой люминесцентных ламп типа ЛБ-20: 1 – 22 – выводы; Др – дроссель; ТН – трансформатор накаливания; СТ – стартер; R – C – компенсирующая емкость с разрядным сопротивлением; Л1, Л2 – лампы

Приборы, необходимые для выполнения исследований по тематике лабораторной работы, перечислены в табл. 2.3.

При выполнении работы следует руководствоваться инструкциями по охране труда № 1 и № 42, а также Правилами устройства электроустановок.

21

2. Подготовка к работе

2.1.Составить принципиальную электрическую схему для исследования электроэнергетических и световых параметров люминесцентных ламп типа ЛБ-20, включенных по схеме рис. 2.3,б с последовательной ёмкостной компенсацией, предусмотрев включение, кроме элементов схемы, измерительных приборов: вольтметра, амперметра и ваттметра в соответствии с перечнем табл. 2.2 и 2.3, а также схемой рис. 2.5.

2.2.Обосновать выбор величины компенсирующего конденсатора для реализации схемы с опережающей фазой.

2.3.Оформить бланк отчета по лабораторной работе с необходимыми электрическими схемами, таблицами и расчетными формулами.

3. Рабочее задание

Исследование зависимости напряжения на ЛЛ светового потока ЛЛ, мощности и тока от напряжения сети.

3.1. Исследование пусковых параметров комплекта ПРА + ЛЛ

а) Собрать схему для исследования комплекта ПРА + ЛЛ, разработанную в п. 2.1 с учетом данных табл. 2.2 и 2.3.

Вольтметр Э365-1 с пределом измерения 250 В включить параллельно зажимам регулируемого источника переменного тока 0 – 240 В.

б) После проверки схемы преподавателем при включенном (положение вниз) тумблере "220 на блок" включить нажатием черной кнопки регу-

22

лируемый источник "0 – 240 В" и выставить значение выходного напряжения равным 220 В.

в) Выходной кабель осциллографа присоединить с соблюдением полярности к зажимам обмотки дросселя, включенной в нулевой провод (общий провод соединить с нулевым).

Установить ждущий режим работы осциллографа при длительности развертки 1мс/дел. и включить тумблер "220 на блок". Наблюдать и зарисовывать форму кривой напряжения на обмотке дросселя. Зафиксировать изменения показаний амперметра и ваттметра в период зажигания лампы (примерно 10 с).

г) Выключить тумблер "220 на блок", входной кабель осциллографа подключить к выводам 3 и 4 накального трансформатора и исследовать форму кривой накального тока, фиксируя при этом действующее значение тока по амперметру, включенному в эту же цепь.

д), е) Повторить опыты пп. "в" и "г" для напряжения на лампах и на стартере.

3.2. Исследование рабочих параметров комплекта ПРА + ЛЛ

а) При включенном тумблере "220 на блок" и включённом в нулевой провод измерительном резисторе сопротивлением 1 Ом, контролируя форму тока в цепи при установившемся режиме, определить коэффициент амплитуды Ка кривой тока ЛЛ. Определить также потери мощности в ПРА, а также коэффициент мощности комплекта ПРА + ЛЛ. Результаты исследования и расчетов свести в таблицу.

б) Измерить напряжение предварительного подогрева электродов ЛЛ (Uп.п) в переходном режиме (режим зажигания) и напряжение подогрева электродов в рабочем режиме Uп.р и определить отношение Uп.р/Uп.п.

3.3.Исследование эксплуатационных параметров комплекта ПРА + ЛЛ

а) Исследовать тепловые и электрические параметры ПРА при отказе какого-либо элемента комплекта ПРА + ЛЛ, а также оценить уровень шумов, создаваемых ПРА (вариант указывает преподаватель).

б) Исследовать форму питающего напряжения комплекта ПРА + ЛЛ. в) Оценить световой КПД светильника, используемого в лабораторной

работе, при наличии рассеивателя и без него.

3.4.Повторить опыты пп. 3.1, 3.2 и 3.3 при напряжении сети

220 В ¾ 10 . Обратить внимание на зависимость световых и энергетических параметров лампы (светильника) от изменения напряжения сети.

23

4. Обработка результатов исследований

4.1.Отобразить графические зависимости пускового тока и мощности от времени, а также график изменения светового потока.

4.2.По результатам опытов, используя разложение в ряд Фурье, опре-

делить потери мощности в ПРА и коэффициент мощности (cos ) комплекта ПРА + ЛЛ.

5. Методические указания

5.1. Необходимо учитывать, что напряжение и ток люминесцентной лампы несинусоидальные, поэтому мощность ее определяется как

Pл =Kл Uл Iл,

где Кл – коэффициент мощности ЛЛ, меньший единицы и зависящий от типа лампы, балласта и частоты питающей сети; Uл и Iл – действующие значения тока и напряжения ЛЛ.

5.2. Коэффициент мощности (cos ) в компенсированных ПРА из-за несинусоидальности формы тока ЛЛ всегда меньше единицы и для его определения необходимо провести разложение в ряд Фурье кривых тока и напряжения.

Ёмкость конденсатора Ск для повышения коэффициента мощности комплекта ПРА + ЛЛ можно оценить по эмпирической формуле, мкФ:

где Iл – действующее значение тока лампы;

f и U – частота и действующее значение напряжения сети;

0 – значение угла сдвига фаз до компенсации;

к – значение угла сдвига фаз после компенсации.

Знак угла к выбирается положительным при индуктивном характере балласта и отрицательным – при емкостном.

6.Контрольные вопросы

1.Газовый разряд – основа газоразрядных источников света. Почему?

2.Охарактеризуйте физические процессы, обусловливающие свечение газов или паров металла при газовом разряде.

24