Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Рабочее напряжение дугового разряда в ртутной лампе требует согласования с длиной дуги и давлением паров ртути, а давление паров ртути определяется общим количеством введенной ртути и геометрией разрядной трубки. Таким образом, прн производстве ламп необходимо управлять минимум тремя переменными для получения соответствующего рабочего напряжения дуги. Современная ртутная лампа позволяет регулировать рабочее напряжение дуги в лучшем случае в пределах *!0'/,.
Относительно низкий ток короткого замыкания в опережающем балласте является результатом малой мощности, потребляемой ртутной лампой непосредственно после пуска, когда давление паров ртути низкое. Важной заботой прн конструировании разрядной трубки 307 дол)к®о быть обеспечение отсутствия холодных участков, на которых может копдснсироваться ртуть, в результате чего стабилизируется низкое давление паров ртути в трубке, устанавливается низкое рабочее напряжение и лампа вообще не будет разгораться. Как показано в гл. 6, использование барий-кальций- торий-оксидированных катодов в ртутных лампах в основном уменьшает пусковое напряжение в такой степени, что зажигание может быть обеспечено для ламп многих типов при напряжении холостого хода 240 В, и ртутная лампа работает в сети 240 В с последовательной катушкой в качестве балласта.
б) Металлогалогенные лампы Рис. 12-11. Напряжение хологтого хода и, х, нвпряженне нв конденсаторе ис для опережвюгдего пикового балласта (а) и напряжение лвмпы иа и ток о, для мстаалогвлогсиной лвипы сразу после звеквганпя (б). Пунктирной линией покааяно, квк будет выглядеть форме тока, если напряжение холостого «одв будет сниусоидальным. б) Как уже обсуждалось в гл.
8 и 1О, мсталлогалогенные лампы имеют взаимосвязанные требования к пусковому напряжению, регулированию напряжения и форме кривой тока лампы. Относительно высокое пусковое напряжение приводит к очень невыгодным размерам балласта, если используется отстающий балласт, имеющий высокий ток короткого замыкания, Соответственно для металлогалогенных ламп применяют балласты опережающего типа с пиковым трансформатором, обеспечивающим требуемый пик напряжения холостого хода для пуска лампы, надменно поэтому.
такие балласты не могут быть сделаны небольшими по габаритам н экономичными, как балласты для ртутных ламп, нз-за высоких тре- бований к регулированию напряжения и форме кривой тока. Высокое напряжение перезажнгания ламп вызывает необходимость иметь высокое значение емкостного сопротивления, которое в свою очередь диктует необходимость иметь повышенное индуктивное сопротивление для обеспечения требуемого полного сопротивления цепи. Более того, степень насыщения магнитопровода балласта должна быть относительно низкои для того, чтобы получить необходимую форму тока лампы. На рнс.
12-11 показаны формы кривой напряжения холостого хода, тока лампы, напряжения на конденсаторе и напряжения на лампе для типичного балласта металлогалогенной лампы непосредственно после зажигания лампы. Заметим, что период малого тока лампы АВ лежит между основными пиками тока каждые полпериода, Этот период называют «свободное время», и он совпадает по фазе с пиком напряжения холостого хода.
Если напряжение холостого хода будет синусоидальным (пунктирная линия), то ток лампы будет менять направление на обратное также в точке А (сплошная линия). Однако при внезапном увеличении напряжения холостого хода до форсированного пика мгновенный ток продолжает протекать в том же направлении приблизительно в течение продолжительности пика и затем меняет направление на противоположное.
Тогда «свободное время» и продолжительность пика напряжения холостого хода меняются количественно. Напомним рис. 10-8, где максимальное напряжение перезажигания требовало для металлогалогенных ламп строгой функциональной зависимости свободного времени от тока, протекающего в «течение свободного времени». Зависимость от свободного времени уменьшается с уменьшением продолжительности пика напряжения холостого хода до минимума, согласованного с надежностью пуска, и в то же время увеличение тока является, по-видимому, определяющим (причины этого до конца не понятны) при уменьшении степени насыщения железа.
Наконец, важное значение имеет то, что большинство металлогалогенных ламп не допускают многократного изменения направления тока короткого замыкания на обратное, как показано на рис. 12-12,а, где ток лампы проходит через нуль в точке А, меняется полярность электродов и уменьшается количество ионов пространст- 609 Рис. 1й !2. ИллюстРацип мно гокрзтного изменения нзпрзвления тока нз противоположное, которое может быть иногда получено с пиковым опережзюпгим балластом !а), и эффекта, который может быть получен в цепи с зктивиым сопротивлением при реверсе тока (б). Лктизное сопротивление возрастает от кривой ! к кривым 2 и 3 (увеличено для ясности). венного заряда, необходимого для эмиссии с катода.
Когда ток снова изменяет направление в точке В, требуется более высокое, чем нор~мальное, Ф) катодное падение для быстрого мгновенного восстановления ионного пространственного заряда. Дей- обеспечивает необствующее приложенное напряжение о ес е ~ ходнмое мгновенное увеличение дуги, р ги. Это напряжение в общем низкое — !00 В или менее, н оно может быть недостаточно для обеспечения перез со слабо эмиттирующими катодами, которые должны и пользоваться в металлогалогенных лампах. с Эта проблема может быть решена, есл и балласт сконструирован таким образом, что мно кр многок атно изменяющиися по р направлению ток нс имеет такой вид, как показано на рис.
а ис. 12-12,а, но лучше, если форма кривои тока подобна показанной на рис. 12-1!. Так как ток на рис. 12-11 не содержит 3-й гармоники, то его форма мои иближенне к резонансу на 3-й гармонике в индуктивно-емкостиом сопротивлении. Тогда минимизируя это «п е величение тока короткого замыкания», получаем п еобладание емкостного сопротивления р прео с индуктивным сопротивлением, имеющем м линейный (не насыщенный) характер, не более чем в 2 раза. На ток, протекагощий в «свободное время», в такой же мере, как на преувеличенный ток короткого замыкания, сильное влияние оказывает активное сопро- 3!О тивление цепи.
Причина этого может быть понята с помощью рис. 12-12,6. Волнообразность формы кривой тока дает увеличение промежутков «свободного времени», совпадающих по фазе с пиком напряжения холостого хода, но основная компонента тока перемещается по фазе, зависящей от сопротивления цепи !как это имеет место для полностью нагретой лампы), основная компонента тока опережает напряжение только примерно на 45' вместо 90', и «свободное время», увеличиваясь, становится простым плечом на заднем фронте импульса. На рис.
12-12,6 показано влияние увеличения активного сопротивления цепи на форму кривых, возникающее при преувеличенно низком активном сопротивлении цепи. Этот эффект очень важен прежде всего при конструировании балласта для того, чтобы гарантировать, что контур с наименьшим активным сопротивлением, при котором балласт может работать, не мог быть причиной резкого возрастания тока лампы. Низкая степень насыщения, допустимая в магнитопроводе, не позволяет полностью регулировать ток лампы независимо от напряжения питающей сети.
Однако частичная коррекция может быть получена в такой мере, что мощность лампы изменяется приблизительно пропорционально напряжению сети. Это требует, чтобы ток лампы тем не менее имел наименьшее изменение в процентном отношении, чем напряжение питающей сети. Металлогалогенные лампы вообще имеют свойство увеличивать действующее значение напряжения дуги с увеличением тока дуги (через несколько секунд для достижения новой температуры), потому что возрастает испарение добавок с увеличением температуры разрядной трубки.
Вследствие этого мощность лампы вообще увеличивается быстрее, чем ток лампы. Удовлетворительные балласты для металлогалогенных ламп могут быть сконструированы для промышленного производства, н они могут быть изготовлены со стоимостью, обеспечивающей возможность выполнения освещения металлогалогенными лампами, экономически конкурирующими с другими типами ламп. Все балласты для металлогалогенных ламп могут работать с ртутными лампами соответствующей мощности, хотя многие балласты для ртутных ламп не могут надежно работать с металлогалогенными лампами. Исключением из этого правила является работа ламп в закрытом помещении в силовой сети с напряженнем 480 В и с дросселями для ртутных ламп. а) Натриеаые лампы аьюоного давления Как замечено в г.т. 7, натриевые лампы высокого давления могут иметь рабочую дугу, которая возрастает от 70 до 80О1э в течение срока службы, и могут работать прн мощности, близкой к номинальной.
Изменение мощности лампы с изменением напряжения на ней может быть чрезмерным при работе с опережающим балластом, поэтому эти лампы могут эксплуатироваться только с отстающими балластами. В дополнение укажем, что натриевые лампы высокого давления не имеют пускового электрода н поэтому требуют до 2000 В пикового напряжения для возникновения ионизацин и зажигания лампы. К счастью, необходимый пусковой импульс для возникновения ионизации должен иметь продолжительность только не более нескольких микросекунд.
Для включения ламп в сеть можно использовать обычный отстаю1ций балласт с низким эффективным значением напря. жения холостого хода и электронный стартер, обеспечивающий требуемый высокий пусковой пик напряжения холостого хода". Очень низкая мощность лампы в соответствии с характеристикой регулирования линейного напряжения отстающим балластом и низким действующим значением напряжения холостого хода может быть скорректирована тем илн иным путем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
