Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Известно, что емкостное сопротивление Хс и индуктивное сопротивление Хь изменяются таким образом, что ток лампы опережает напряжение холостого хода, которое совпадает по фазе с напряжением сети. 296 Рис. 12-7. Векторная диаграмма для эффективных значений токов и напряжений для индуктивного балласта, пмеюпцго паппяжсппг холостого хода приблизительно в 2 раза больше, чем рабочее напряжение (индуктивное напряжение Ус (Хь, отсюда ток лампы должен уменьшится на !8% при уменьшении напряжения сети на 10% ( ), о е, ио напряокение холостого хода в 2 раза ниже напряпап «яжеция на лампе (ток уменьшается иа 26% прн снижении пржсния сети пп 1ОЯ (б).
Для сравнения укажем, что в отстающей цепи на ис. 12-2 все три компоненты линейного тока отстающие и только одним путем коэффициент мощности может быть повышен до значения более 90сго — путем введения в схему переменного конденсатора, показанного пунктиром иа рис. 12-3. Таким образом, опережаюшая цепь на рис. 12-6 более выгодна по сравнению с цепью на рис. 12-3, если требуется получить линейный коэффициент мощности более 90%, что импонирует этой балластной цепи (как это обычно бывает). Как указано в $12-6,а, тот факт, что габариты балласта уменьшаются с уменьшением эффективного значения напряжения холостого хода, делает с экономической точки зрения всегда желательным иметь низкое значение напряжения холостого хода.
Однако балласт должен обеспечить также регулирование тока лампы в опре- 297 деленных пределах при допустимом изменении пита)ощего напряжения (-(-1Оо)о) На рис, 12-7 показана векторная диаграмма для отстающего балласта для двух различных значений эффективного напряжения холостого хода. Сплошными линиями показаны номинальное напряжение сети, а пунктирными линиями показано напряжение сети на о 0/, ниже номинального, поэтому эффективное напряжение на лампе изменяется очень мало с изменением тока лампы и напряжения сети.
Процентное изменени н апряжения на индуктивности Г(ь=(Хк н отсюда проне центное изменение тока лампы в общем больше, чем процентное изменение напряжения сети. Б олее низкое эффективное напряжение холостого хода дает большее процентное изменение тока лампы для данного процентного изменения напряжения сети.
Вследствие этого для обычно применяемых эффективных напряжений холостого хода оно, по крайней ме е, в 2 2 раза выше напряжения на лампе. л)аже с нерегулимере, руемым индуктивным балластом это опережение в процентном изменении тока лампы (отсюда мощности лампы) приблизительно в 2 раза больше процентного изменения напряжения сети. В 5 12-3 будет рассмотрена возможность решения этой проблемы. В конечном счете, это должно быть сделано в отношении полного сопротивления балласта по многим причинам. Необходимое реактивное сопротивление инд кти вности может быть создано за счет сопротивления украссеяния трансформатора. Вместо балласта, состоящего из тесно связанных автотрансформатора и отдельной катушки, как это показано па рис.
12-8,а, могкет быть использован автотрансформатор, как это показано на рис. 12-8,б. Магнитопровод между псрвичной и вторичной обмотками имеет магнитный шунт с воздушным зазором. Когда нет тока во вторичной обмотке, магнитное сопротивление всей магнитной цепи, связанное со вторичной обмоткой, меньше, чем магнитное сопротивлеии п оследовательного зазора шуита. Большее магнитное в ис поле, возбуждаемое первичным током, связано со вторичной обмоткой и возбуждает в ней необходимое высокое напряжение холостого хода.
Когда во вторичной обмотке появляется ток, то он возбуждает магнитно (оле, име)ошее противоположное по отиоп)ению к пере вичному магнитному полю направление, значительная 292 часть которого замыкается через магнитный шунт, уменьшая напряжение, индуктированное во вторичной обмотке. Уменьшение напряжения приблизительно такое же, как и в цепи, содсржащсй трансформатор и последовательную индуктивность. Эта схема экономнее на один л лаилв а) л лампе Рис. )2-8. Схемы ввтотрввсформвторов, а — «жесткни аатотрапсформатор и внешняя индуатианость !А — матннтоировод трансформатора;  — магянтопровод вндуктнввоств: С вЂ” иервиаиая обмотна трансформатора; в — вторичная обмотка автотрансформатора; е — обмотка дроссевя); б — трансформатор с рассеяивем (А — матнвтопровод: В— шунт; С вЂ” воадушныи навар;  — первичная обмотка: Š— вторичная об- мотка) (б).
магнитопровод и одну катушку, при этом размеры трансформатора увеличиваются умеренно. Наиболее полное рассмотрение этого вопроса дано в 1Л. 12-21. в) Перезажигаиие лампы каждые лоллериода Одна из важнейших функций балласта переменного тока состоит в том, что лампа перезажигается каждые полпериода. Газоразрядная лампа, работающая на переменном токе, 120 раз в каждую секунду при частоте 60 Гц проходит через нулевое значение в ту часть периода, когда ток мал, плотность электронов очень низка либо за счет диффузии на стенки трубки, либо за счет рекомбинации.
Когда ток проходит через нуль и начинает снова возрастать в противоположном направлении, плотность электроноз должна быстро увеличиваться от низкого значения до более нормальной величины. Скорость нонизации, образующей электроны, должна быть очень высокой, такой, чтобы новые электронные пары возникали быстрее, чем их потери; в результате этого продольное электрическое поле должно быть высоким, напряжение, приложенное к лампе, должно быть много выше, чем в течение бестоковой паузы каждые 292 'ьу а) Рис.
12-9. Форма кривой мгновенного напряжения холостого хода, общее напряжение из+ -1-иь ( — — —. ), напряженно иа конденсаторе опережающего балласта ( — — — — ) (и) и форма кривой напряжения на гвзорвзрядной лампе ( †) и ток ( — — — — ), имеющий гоответгтвгнный сдвиг по фвзо для опережающего балласте (6] (цепь рпс. 12-6).
сопротивчение примерно в р 2 аза больше индуктивного может быть использовз васопротивления, которое обычно мо б но для чисто индуктивного балласта при таком же наампы. Заметим также, пня. р ксении холостого хода и токе ла . 3 к лампы п оходит что при а фазовом угле, при котором ток ла р ся, нап яжение холочерез нуль и лампа перезажигается, р стого хода близко к максимуму и имеет противоположное направление. Мгновенное значен ие нап яжения на Р н енсатора лампе, где С вЂ” емкость последовательного ко д а, можно п сдстаи г) — мгновенный заряд конденсатора, м Р вить в виде полпериода.
Как показано на рис. 2-16, имеется в этом с.пучае высокое ,) напряжение на люминесцентной лампе в начале каждого полупериода;; более экстремальные случаи, связанные с этим требованием, были рассмотрены для металлогалогенных ламп: в гл. 10. Балласт должен, конечно, обеспечивать необходгзмое напряжение или лампа будет гаснуть. Поведение отстающего и опережающего балластов в этом отношении будет различно, это рассмотрим отдельно.
Рассмотрение рис. 12-4 для случая, относящегося к индуктивному балласту, показывает, что при фазовом угле, при котором ток лампы равен нулю, напряжение холостого хода близко к максимальному и оно достаточно для персзажигания. Как показывает (12-1), максимальное напряжение на лампе может быть получена для г(!/И=О, в этом случае мгновенное значение напряжения холостого хода в 2 раза больше эффективного напряжения на лампе, мгновенное напряжение при надлежащем фазовом угле близко к амплитудному значению н необходимое напряжение для перезажигания лампы должно быть приблизительно в 2 — 4 раза больше, чем эффективное напряжение иа ней. В общем, это требование аналогично для большинства газоразрядных ламп; следовательно, индуктивный балласт обеспечивает хорошие характеристики перезажигания".
Для сравнения на рис. 12-9 показана форма кривой для типичной емкостной цепи (вклзочающсй индуктивное сопротивление для улучшения формы кривой). Заметим, что, как показывает практика. в таких цепях емкостное ЗОО а) Рис. !2-10.
То же, что и рис. . 12-9, за исключением того, что напряжение холостого хода полу' чецо от пикового авто- трансформатора. 301 Напряжение которое находится в д на лежащей фазе момент пе езажи гания лампы,— есть напряжение на е. К оме того, максимум напряжения на г('~г(( — О лгебраическая лампе наступает то д г а,когда ! = на сумма мгно венных значений напряжения на ко и нап яжения холостого хода совпад ф ают по азе, н н лю. Так как мгнос мо ментом, когда ток лампы равен ну енное значение напряжения холостого од х, а не точно венное значе моментом, эта сумма имеет па ает по фазе с этим значениями. Это отличие, азличня мсжду мгновенными критично к значению емкостного сопро- конечно, очень критичн тивлсння.
Чем больше смкостное сопротивление, тем ! ! ! выше должно быть напряжение на емкости и тем больше отличие между ним и мгновенным значением напряже! !ия холостого хода н ч 1 $ больше необходимое на! % пряжение для переза- жнгання лампы каждые полпернода. Конечно, для данного напряжения холостого хода реактивное сопротивление сети может быть постоянным, поэтому отличие между Хс и Хь может также быть фиксированным. Большее значение емкостного сопротивления подразумевает, как известно, увеличение пндуктивиости, которое может быть достигнуто за счет увеличения балластной катушки н ес стоимости. Итак, емкостный тип балласта имеет относительно более бедные возможности в части обеспечения перезажигания ламп.
Для данного амплитудного значения напряжения холостого хода, требуемого для зажигания, так называемый опережающий пиковый балласт имеет преимущества, если принята во внимание возможность перезажнгания лампы. На рис. 12-10 показаны форма кривых напряжений холостого хода, напряжение на конденсаторе, напряжение на лампе и ток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
