Особенности использования индукционных ламп: устройство. Индукционный светильник: устройство и принцип работы Индукционные лампочки

Индукционная лампа это новое поколение люминесцентных ламп и чтобы понять разницу между ними сначала рассмотрим принцип действия люминесцентной лампы:

1. Светиться внутреннее покрытие трубки лампы — люминофор. Его в свою очередь побуждает к свечению ультрафиолетовое излучение паров ртути.
2. Пары ртути излучают ультрафиолет под действием электрического напряжения (поля)
3. Электрическое поле проходит через полость лампы по инертному газу, как правило используется аргон
4. В торцах трубки находятся электроды, покрытые окислами щелочноземельных металлов. При включении между противоположными электродами возникает дуговой разряд, проходящий по инертным газам.

Покрытие окислами щелочных металлов электродов необходимо для увеличения срока службы вольфрамовой нити (вольфрамовая нить используется также в лампах накаливания), без него вольфрамовая спираль довольно быстро перегорает от перегрева. Однако со временем данное покрытие разрушается (выгорает, трескается, осыпается). Пик негативного влияния на покрытие вольфрамовой нити случается во время включения лампы, т.к. разряд возникает на небольшом участке нити, вызывая перегрев на данном участке. Постепенно электроды выгорают, перегрев становиться больше, что ведет к перегоранию нити, в следствии чего лампа перестает работать.

Ос но вное конструктивное отличие индукционной лампы состоит в том, что в ее составе нет электродов контактирующих с газовой плазмой. Электроны инертного газа приходят в движение под влиянием электромагнитного поля возникающего в индуктивной катушке с медной обмоткой. Медь в свою очередь мало подвержена разрушению в подобных условиях эксплуатации и продолжительность срока службы лампы будет зависеть от качества других материалов использованных при ее производстве, т.е. благодаря замене электродов на индукционную катушку удалось избавиться от самого ненадежного элемента в лампе. Данная конструкция позволила добиться более высокой производительности светильника и избавиться от колебаний светового потока, взамен получив большие габариты и удорожание себестоимости.

Принцип работы индукционной лампы.

1. После включения высокочастотный ток с ПРА подается на индуктивные катушки, внутри которых возникает электромагнитное поле.
2. Под действием поля свободные электроны разгоняются, разогревая лампу и амальгаму из которой испаряются атомы ртути.
3. Остывая и возвращаясь в свое исходное состояние атомы ртути выделяют энергию — квант ультрафиолетового света. Повторно соударяясь со свободными электронами снова выделяют энергию возвращаясь в исходное состояние и т.д.
4. Ультрафиолетовый свет проходя через люминофор преобразуется в видимое свечение.

Описанные выше процессы происходят очень быстро, благодаря чему лампа мгновенно загорается на 70% мощности и не требует времени на остывание при повторном включении.

Преимущества индукционных светильников.

— Эксплуатационный срок службы – до 100 тыс. часов.
— Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет.
— Малое энергопотребление в сравнении со светильниками на основе ламп ДРЛ и ДНаТ.
— Светоотдача до 85 Лм/Вт.
— Минимальная пульсация (<1%).
— Индекс цветопередачи Ra от 80.
— Температурный режим работы от -50°C до +70 °C
— Виброустойчивость.
— Значительный интервал рабочего напряжения 110 — 280 В.
— Мгновенный пуск и перезапуск.

Свечение индукционного светильника и наглядное воздействие на предмет помещенный в индуктивную катушку:

Индукционные промышленные светильники - это новый тип светотехнического оборудования на отечественном рынке. Для многих покупателей их цена кажется довольно высокой, но несмотря на это популярность современной светотехники стремительно растет.

Чтобы правильно оценить целесообразность приобретения такого осветительного оборудования, необходимо предварительно разобраться с его технико-эксплуатационными показателями, уровнем безопасности, а также сроком службы.

В этой статье:

Область применения

Осветительные системы производственных объектов должны отвечать установленным требованиям. В первую очередь это качественное освещение при минимальных затратах электрической энергии.

Индукционные осветители DAR Light потолочного размещения подходят для организации освещения производственных цехов, складов с продукцией по множеству показателей. Кроме этого, их можно использовать для освещения железнодорожных станций, торговых и выставочных центров, стадионов, прочих объектов.

При организации на предприятии системы освещения с использованием энергосберегающих источников света можно значительно снизить расходы на электричество. В результате рентабельность производственного объекта существенно возрастает.

К сведению! Лампы индукционного типа представляют собой модернизацию энергосберегающих люминесцентных источников света.

Светотехническое оборудование с индукционным источником освещения не требует регулярного обслуживания, в том числе периодической замены ламп после выхода из строя. Это большой плюс при организации осветительных систем помещений с довольно высокими потолками.

Принцип работы

Основа принципа работы таких осветительных систем была заложена еще в прошлом столетии. Но несмотря на это до сегодняшнего дня она на практике не применялась.

Сущность действия индукционных систем освещения DAR Light заключается в нагревании газов, которые находятся в колбе, до плазматического состояния. Такое высокое нагревание достигается благодаря магнитной индукции (магнитное поле создается за счет спирали из проводов, которыми оплетена колба). При этом световой поток имеет высокую степень интенсивности.

К сведению! Эффект выгорания газов минимален, так как они не контактируют с электродами. В результате срок службы ITL HB может достигать 10 лет без потери первоначальной яркости.

Современные индукционные лампы - это усовершенствованные модели знаменитых люминесцентных ламп, которые лишены основных своих недостатков:

• неустойчивости к перепадам сетевого напряжения;
• чувствительности к постоянным включениям/выключениям;
• моргания светового потока;
• быстрого выгорания ресурса.

Разные модели индукционных ламп отличаются размещением ферритовых колец - с внешней стороны колбы (внешняя индукция), с внутренней стороны колбы, цоколя (внутренняя индукция). Сегодня такие светотехнические системы являются менее востребованными, в отличие от светодиодного освещения, но уже определены многие модели для серийного производства. Соответственно, скоро они составят реальную конкуренцию лидерам светотехники.

Мнение эксперта

Иван Зайцев

Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов

К сведению! Главным сдерживающим критерием распространенности таких осветителей является специфическая конструкция их колбы. Она не подходит для отражателей, плафонов стандартных приборов освещения. Но современные компактные варианты вполне можно использовать для обычных осветителей.

Достоинства и недостатки индукционных систем освещения

Индукционные светильники, как и любое другое светотехническое оборудование, имеют собственные достоинства:

• световой поток достаточно яркий и чистый;
• экономичны и эффективны в эксплуатации - на 80 % меньше потребляют электричества, чем обыкновенные лампы накаливания;
• световая отдача - 80-90 лм/Вт (зависит от мощности используемой лампы);
• широкий диапазон мощности - 15-400 Вт;
• мгновенный запуск осветителя - задержка старта, в отличие от люминесцентных ламп, полностью отсутствует;
• возможность применения параллельно с диммером;
• практически не нагреваются;
• нечувствительны к постоянным включениям/выключениям осветителя;
• отличаются разными цветами свечения;
• на протяжении всего эксплуатационного периода яркость практически не теряется;
• продолжительный срок службы - 60 000 – 150 000 часов, в зависимости от условий эксплуатации;
• Рабочий диапазон температур - -40…+50 градусов.

Конечно же, не лишены такие источники света и недостатков, к которым можно отнести следующие:

• при повреждении колбы имеется потенциальная токсичность из-за присутствия в газах вредных компонентов (ртуть);
• потребность в специализированной утилизации;
• из-за электромагнитных излучений не подходит для организации освещения объектов, оборудованных тонкой электронной техникой (аэропорты, автозаправки, прочие объекты);
• колба имеет большие размеры, в результате чего требует использование осветительных приборов особой конструкции;
• наличие электромагнитных, ультрафиолетовых излучений негативно влияет на человека, поэтому такие светильники нельзя устанавливать ближе метра от людей;
• колба имеет недостаточную механическую прочность;
• дорогостоящая светотехника.

Индукционные светильники – достаточно новый вид осветительных приборов на отечественном рынке. Их популярность растет, однако многим потенциальным покупателям цена индукционных светильников кажется чрезмерно высокой. Очевидно, что для оценки целесообразности такого приобретения, необходимо принимать во внимание эксплуатационные характеристики, и срок службы индукционных светильников.

Устройство и принцип действия индукционных светильников

Принцип действия индукционного светильника достаточно прост: вокруг индукционной катушки возникает индукционное поле, в газе, наполняющем колбу, появляется разряд, люминофор преобразует энергию разряда в свечение. Очевидно, что никаких открытий, доселе неизвестных человечеству знаний, для создания индукционных светильников не потребовалось, и, по сути, эта новинка является привычной всем , подвергшейся модернизации. В то же время, результаты модернизации впечатляют, поскольку благодаря им индукционные светильники смогли получить эксплуатационные характеристики, заметно выделяющие их из ряда применяющихся до того осветительных устройств.

Индукционный светильник представляет собой наполненную газом люминофорную герметично запаянную лампу с подсоединенной к ней индукционной катушкой. Катушка может быть внутренней или наружной. Балласт индукционного светильника также может быть встроенным или отдельным.

С точки зрения наведения поля, лампа индукционного является высокочастотным трансформатором, в котором роль вторичной обмотки выполняет высокочастотный разряд внутри колбы. Первичная обмотка (катушка) может подключаться не только к стандартной сети 220 или 38 Вольт, но и к источнику постоянного тока.

Виды ламп индукционных светильников

Схема индукционной лампы позволяет выпускать изделия различной мощности — от 15 до 500 Ватт и выше, причем самые мощные лампы предназначаются для промышленного применения. Устройство ламп позволяет без особого труда переоборудовать обычный светильник в индукционный, для чего индукционные лампы выпускаются со стандартными патронами Е14, Е27, Е40. Кроме того, производятся кольцевые индукционные лампы.

Индукционные светильники в сборе встречаются в продаже чаще, чем отдельные лампы. Производятся и комплекты для преобразования обычных светильников в индукционные, включающие в себя индукционную лампу с патроном и систему крепления.

Преимущества и недостатки индукционных светильников

Основным недостатком индукционных светильников пользователи называют высокую . Цена двадцативаттной лампы 700-800, а у некоторых производителей и 1000 рублей.

Опасения по поводу содержания ртути в лампах индукционных светильников совершенно напрасны, поскольку содержание этого вещества у этого типа ламп намного меньше, чем у люминесцентных и составляет менее 0,5 мг. Кроме того, индукционные светильники защищаются специальной амальгамой.

Отсутствие электродов в индукционных лампах

Эту особенность называют среди основных преимуществ индукционных светильников, поэтому следует подробно остановиться на том, как она влияет на работу лампы.

При наличии электродов баллон лампы прогревается неравномерно, что приводит к образованию со временем вокруг электродов (место максимального нагрева). Кроме того, материал электрода при длительной эксплуатации осаждается на внутренней поверхности баллона. Такие изменения приводят к потере яркости, которая тем больше, чем дольше срок службы лампы и часто к моменту замены яркость источника составляет менее половины первоначального. Индукционные лампы без электродов лишены этого недостатка.

Светильники с индукционными лампами обладают и еще целым рядом достоинств :

• срок службы – не менее 60 тыс. часов, у некоторых ламп – до 150 тыс. часов,
• КПД = 0,9,
• комфортный свет, отсутствие искажения цвета,
• отсутствие мерцания,
• отсутствие паузы между моментом включения светильника и набором им полной мощности (моментальное включение, отсутствие процесса «разгорания»),
• отлично работают внутри помещения и на открытом воздухе в температурном диапазоне от -40 до +60 градусов,
• гарантийный срок службы индукционных светильников составляет 5 лет,
• хорошо переносит , сетевые «скачки».

Специалисты называют и дополнительные преимущества, касающиеся особенностей работы индукционных светильников и включающих в себя данные о фотооптической эффективности, индексе цветопередачи и пр., однако обычному пользователю для того, чтобы сделать выводы о работе этого типа осветительных приборов, приведенных выше данных вполне достаточно.

Устройство индукционных светильников позволяет установить их практически в любом месте дома, дачи или приусадебного участка. При желании ими можно заменить все приборы освещения и это будет экономически оправдано, поскольку в ближайшие несколько лет вопрос обслуживания и приобретения новых ламп на замену вышедшим из строя не будет волновать хозяев дома.

Если же стоимость индукционных светильников кажется потенциальному покупателю слишком высокой, целесообразно установить их в тех местах, где затруднено обслуживание приборов освещения, а также там, где принципиально важна бесперебойная работа источника света. В частности, мощные индукционные светильники, установленные в системе охранного освещения периметра землевладений, заметно повысят безопасность территории и минимизируют вероятность возникновения неприятных ситуаций.

Сколько стоят индукционные светильники?

Цены на индукционные светильники зависят не только от мощности лампы, но и от дополнительных свойств (взрывозащищенность, устойчивость к воздействию влаги и т.п.). Так, бытовая индукционная лампа мощностью 40 Вт с цоколем Е27 стоит порядка тысячи рублей.

Мощные светильники для теплиц (150 Вт) стоят 11-13 тысяч рублей. Цена небольших светильников для растений с лампами 40 Вт, устанавливаемых и не боящихся повышенной влажности – от 2,5 тысяч рублей. Офисный потолочный светильник с лампой такой же мощности обойдется в 4,5 тысячи рублей, а более мощный (80 Вт) стоит немногим более 6 тысяч рублей.

Парковый светильник с лампой на 40 Вт обладает повышенной устойчивостью к внешнему воздействию, не боится температурных перепадов и влажности и стоит, соответственно, дороже – 7-9 тысяч рублей.

При выборе этих устройств освещения следует тщательно учитывать их долговечность, степень безопасности и эксплуатационные характеристики. Только при соблюдении такого подхода индукционные лампы будут целесообразным приобретением. А изготовление своими руками требует скрупулезного выполнения определенных правил.

Принцип действия

В общем виде мы можем говорить о модернизации обычной . Возле катушки образуется индукционное поле, провоцирующее в газовой составляющей колбы разряд. Результат подобного процесса – преобразование с помощью люминофора энергии разряда в необходимое нам свечение. Но характеристики таких приборов на порядок превосходят другие осветительные приборы.

Основные элементы конструкции – герметично запаянная и наполненная газом лампа, подсоединенная к катушке индукционного типа. Варианты расположения катушки бывают наружными и внутренними. Сам балласт прибора тоже выполняется во встроенном и отдельном виде.

Высокочастотный трансформатор, в котором разряд выполняет функции вторичной обмотки – это в ракурсе наведения поля. Катушка, как первичная обмотка, подключается и к постоянным источникам тока, и к сети стандартного вида 38 и 220 Вольт.

Виды индукционных светильников

Мощность приборов зависит от рабочей схемы и колеблется в диапазоне 15-500 Ватт и более. Естественно, что наиболее мощные модели используются в промышленности. Стандартное исполнение патронов Е14, Е27, Е40 позволяет без затруднений переоборудовать обычные образцы в индукционные. Широко применяются также кольцевые лампы подобного вида.

Сборные модификации гораздо шире представлены в торговых точках, чем отдельные модели ламп. Предлагаются и специальные комплекты, для переоборудования, в которые входят система для крепления и индукционный прибор с патроном.

Плюсы и минусы индукционных светильников

Список недостатков привести достаточно легко – на сегодняшний день цена на такие изделия остается высокой. В пределах 700-1000 рублей обходится потребителям двадцативаттный прибор. Страхи по поводу содержания ртути абсолютно беспочвенны. Сравнение с люминесцентными образцами показывает значительно меньшее содержание этого вещества – до 0,5 мг. Лампы индукционного типа также имеют защиту, выполненную специальной амальгамой.

Главная особенность – отсутствие электродов.

Наличие этих элементов приводит к неравномерному нагреву и образованию вокруг них трещин и осадкам материала внутри баллона. Конструктивное исполнение индукционных ламп позволяет избежать подобных явлений.

Кроме этого, светильники этой категории имеют и другие достоинства:

• отсутствует искажение света;
• высокие параметры КПД – до 0,9;
• значительные сроки эксплуатации – 60-150 тысяч часов;
• нет каких-либо пауз между моментом включения и набором максимальной мощности;
• большой диапазон температурного режима – от-40 до +60°С;
• устойчивость к перепадам напряжения.

Среди всех существующих источников освещения лампы этой категории являются экологически наиболее чистыми. А значительно снижает выделение в атмосферу СО2.
Гарантия на большинство моделей составляет 5 лет.

Область применения

Технические характеристики позволяют монтаж таких осветительных приборов в любом месте загородного дома, дачного участка и коттеджа. Высокая стоимость быстро окупается, ведь на протяжении нескольких лет потребителю не придется заниматься вопросами обслуживания и покупки новых ламп.

При невозможности разовой установки во всех местах, желательно обустроить хотя бы зоны, где требуется бесперебойная работа светильников. Примером может быть оборудование индукционными источниками света систем охранного освещения.

Лампа индукционная своими руками

Конструкция этого светильника, схематически изображенная на верхнем рисунке, четко определяет, что изготовить сам прибор можно только в промышленных условиях. А вот установка в светильники, предназначенные для других источников света, вполне реальна и решает два основных требования потребителей:

1. Возможность сэкономить на затратах при монтаже в ранее установленную систему.
2. Не нарушать сложившиеся места замены приборов.

Первая задача успешно решается выпуском специальных адаптеров.

Идея очень проста и удобна при установке. Лампа без усилий вкручивается в цоколь старого источника света. Оставшийся отражатель формирует поток света индукционной лампы. Вместо удаленного балласта устанавливается его электронный аналог, необходимый в процессе эксплуатации нашего прибора. Существует вероятность небольшой потери потока света в отражателе.

А вот второй вопрос остается пока не до конца разрешенным. Накладные светильники выглядят довольно громоздко. Однако многие производители в индивидуальном порядке готовы предложить нестандартный подход к изготовлению моделей, где балласт и лампа компактно соседствуют на общем основании арматуры освещения.

Компактные модели ламп постепенно занимают все большую часть в этом сегменте рынка продаж. Ниже показана конструкция такого прибора, позволяющая без труда установить его в любом нужном месте.

Обустроить такое экономное освещение своими руками можно в больших торговых залах, на лестничных площадках, в коридорах и холлах офисов. Допустимое мерцание не так бросается в глаза при установке в настенных и потолочных светильниках. Эффективна работ в в южных регионах.
Правильная установка с соблюдением всех существующих нормативов позволяет воспользоваться всеми преимуществами современной энергосберегающей технологии и становится идеальной альтернативой традиционным системам освещения.

Похожие материалы.

Преимущества индукционной лампы по сравнению со светодиодной.

История вопроса

В настоящее время стала очень популярной тема светодиодных светильников. Однако многие приписываемые им достоинства на практике не оправдываются. Например, из-за деградации кристаллов резко падает освещенность уже в течение одного года работы и об указанной наработке в 60000 часов не может быть и речи.

Подробнее о недостатках светодиодных ламп можно прочитать здесь: и в комментариях к статье .

Вопрос об окупаемости светодиодных светильников весьма спорен. Между тем, существуют источники света, которые в настоящий момент имеют лучшие технические характеристики, чем светодиоды и примерно в три раза дешевле их. Это серийно выпускаемые индукционные лампы .

Немного теории

Индукционные лампы - это модернизированная люминесцентная лампа. Главное отличие ее от других ламп - это отсутствие электродов накаливания, которые необходимы для зажигания обычных ламп. Свечение происходит благодаря электромагнитной индукции в газе, заполняющем лампу. Для получения светового излучения используется комбинация трех физических процессов - электромагнитной индукции, электрического разряда в газе, свечения люминофора при взаимодействии с газом.

В колбе образуется , которое ионизирует наполняющую смесь. Это приводит к генерации ультрафиолетового излучения и преобразованию его люминофором в свет. Отсутствие электродов дает возможность достичь фантастического срока службы до 100.000 часов (12 леи непрерывной работы), что в 10 раз превышает долговечность обычных люминесцентных ламп, ламп ДРЛ, ДРВ и натриевых ламп ДНаТ и в 2-3 раза светодиодных светильников.

Классификация индукционных ламп

По способу размещения индукционной катушки, эти лампы делятся на лампы с внешней индукцией, когда катушка расположена вокруг трубки, и с внутренней индукцией, когда катушка с магнитным сердечником находится внутри колбы. Кроме того, бывают лампы с отдельным балластом и лампы со встроенным балластом.

В любом случае, индукционная лампа представляет собой ВЧ трансформатор (F=2.65 мГц или 190-250 кГц), где вторичная обмотка - это ВЧ разряд в колбе лампы, а первичная обмотка через электронный балласт подсоединена к сети 220/380В или сети постоянного тока.

Параметры индукционных ламп и их отличия от обычных люминесцентных

Индукционные лампы выпускаются на мощности 15, 20, 40, 80, 120, 150, 200, 300, 500 Вт. Есть еще более мощные лампы промышленного назначения. Существуют все обычные формы для любых светильников с патронами Е14, Е27, Е40 и специальные кольцевые лампы. Такие лампы могут работать в сетях как переменного, так и постоянного тока.

Существенным преимуществом индукционных ламп перед просто люминесцентными лампами является отсутствие электродов. Это делает баллон лампы однородным и равнонагруженным по температуре. При длительной работе не происходит растрескивание баллона вокруг электродов и материал электрода не осаждается на баллоне лампы.

Поэтому, даже после длительной работы индукционные лампы сохраняют уровень светового потока 80-90% от первоначального. Для сравнения, привычные нам лампы дневного света, теряют к «концу жизни» до 50-60% первоначальной яркости, т.е. имеют уровень светового потока 40% от первоначального. На их баллонах образуются черные непрозрачные круги вдоль баллона и вокруг электродов.

Основные преимущества индукционных ламп перед светодиодными:

1. Чрезвычайно длительный срок службы от 60000-150000 часов, что составляет до 18 лет непрерывной работы (60000 у светодиодных светильников);

2. Светоотдача более 80-160 лм/Вт, для сравнения у светодиодных светильников 90-120;

3. Высокий кпд 0.9 (0.9-0.95 у светодиодов);

4. Уменьшение светового потока к концу срока службы на 10-15% (у светодиодов, при меньшем сроке службы, на 20-30%);

5. Большой гарантийный срок - 5 лет, у светодиодов - 2 года;

6. Высокая фотооптическая эффективность 120-200Флм/Вт. У светодиодов 40-90;

7. Цена ниже в 3-5 раз по сравнению со светодиодным светильником той же мощности;

8. Высокий индекс цветопередачи Rа>80, т.е. комфортный, мягкий свет, приятный для глаз, что не скажешь про светодиоды;

9. Низкая температура нагрева лампы, всего 40-60 градусов по Цельсию и широкий диапазон рабочих температур от -40 до +60;

10. Возможность изменения яркости от 30 до 100% с помощью обычного диммера для ламп накаливания, со светодиодными светильниками это невозможно;

11. Высокий коэффициент мощности до 0.95;

12. Низкое содержание твердотельной ртути - в несколько раз по сравнению с обычными люминесцентными лампами.

13. Средний срок окупаемости таких ламп на предприятии, работающем в две смены около 1.5 лет, у светодиодных светильников 5 лет.

14. В отличии от светодиодных светильников, индукционная лампа дает мягкий и естественный свет, она гораздо лучше переносит броски напряжения, характерные для отечественных сетей.

Выводы

Итак, индукционные светильники, по сравнению со , имеют ряд существенных преимуществ. Основные преимущества - это в 3-5 раз более низкая цена, в 2-3 раза большая наработка на отказ, больший гарантийный срок, большая светоотдача и более приятный и естественный свет. Поэтому, в настоящий момент, при выборе между светодиодными и индукционными светильниками (лампами) предпочтение следует отдавать последним.

Однако, с сожалением хочется заметить, что цена индукционной лампы с цоколем Е27 мощностью 20Вт составляет примерно 700-1000 руб., а уже ставшая обычной той же мощности, стоит 100-150 руб. Делайте свой выбор сами.