Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Индукционный светильник принцип работы

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.

Основное 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.

Содержание

Принцип работы и характеристики индукционной лампы

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.

С каждым годом, все больше осветительных приборов содержащих ртуть, попадает под запрет.

В очень скором времени это коснется и большинства энергосберегающих ламп. Не только их производство, но и импорт, а также экспорт станут незаконными.

Так что если вас не пугают ”ртутные страшилки” и всякого рода демеркуризации, запасайтесь подобными лампочками впрок уже сегодня.

В качестве альтернативы нам предлагают ставшие всем привычными светодиодные лампочки. Однако не всегда и не во всех условиях они являются достойной заменой.

Принцип работы индукционной лампы

Например, для освещения больших пространств, очень хорошо подходят другие инновационные светильники – индукционные.

Хотя они и появились несколько лет назад, многие до сих пор не подозревают о их существовании.

Параметрам такой лампы, а в особенности сроку службы, могут позавидовать большинство светодиодов. Что же это за чудо техники?

Называется она безэлектродная индукционная лампа. В некоторой степени ее можно считать прототипом источника света по беспроводной передаче электроэнергии от Николы Теслы.

На первый взгляд она напоминает обычную люминесцентную лампу. Да и принцип работы у них чем-то схож.

Мы имеем колбу заполненную инертным газом, с содержанием небольшого количества ртути. Однако в отличии от обычных люминесцентных ламп, здесь используется особый сплав ртути в ее твердой форме – амальгама.

При ионизации ртуть испускает ультрафиолетовое излучение. Попадая на люминофор, оно переизлучается уже в видимом для нас цветовом спектре.

В отличие от других люминесцентных ламп, индукционная не имеет электродов. Это просто стеклянная кольцеобразная колба, абсолютно без каких-либо выводов.

Энергия попадает внутрь благодаря высокочастотному электромагнитному полю. Проще говоря, это некий гибрид трансформатора и люминесцентной лампы. Форма у них бывает разная.

Первичная обмотка здесь выполнена на ферритовых тороидальных сердечниках. А вторичной обмоткой является замкнутый виток плазмы внутри колбы.

По виду она чем-то напоминает лампы с ”холодным катодом”, используемые в мониторах и сканерах. Но даже и там есть электроды.

Конструкция и устройство

Здесь же в конструкцию светильника входят следующие компоненты:

  • газоразрядная трубка с люминофором
  • ферритовый электромагнит одетый на трубку
  • обмотка намотанная на сердечник
  • электронный балласт — ЭПРА

Цельная колба изначально состоит из двух трубок половинок.

Они накрепко запаиваются между собой при температуре 1200 градусов.

Далее из трубок необходимо убрать весь оставшийся воздух. Для этого маленькая трубочка выступающая из лампочки припаивается к машине, которая этот воздух и выкачивает.

После чего, колбу заполняют инертным газом. Также маленькая трубочка служит нишей для подачи шариков твердой ртути, размером с булавочную головку.

Когда лампа включается, ртуть испаряется.

Такая необычная конструкция позволила в десятки раз продлить срок службы данных источников света по сравнению с ДРЛ, ДНаТ и обычными люминесцентными.

Здесь срок службы спокойно доходит до 100 000 часов непрерывной работы. А это ни много ни мало, почти 11 лет постоянного свечения!

Внутри такой лампы просто нечему сгорать и выходить из строя. Кроме того, отсутствие металлических электродов повышает стабильность самого люминофора.

Он не загрязняется и не взаимодействует с частицами металла, как это происходит в обычных люминесцентных лампочках.

Конечно, можно поднести и к простой энергосберегайке напряжение извне. При этом внутри нее также появится свет.

Но такой вход тока чреват разрывом стекла, так как при этом образуется конденсат в месте перехода.

Для ионизации газа и поддержания плазмы, сетевое напряжение 220В для свечения индукционки не подходит. Поэтому такие лампы работают от импульсного блока питания.

Он генерирует переменный ток амплитудой 200В и частотой 250кГц. Некоторые боятся таких ламп, сравнивая их чуть ли не с открытыми микроволновками постоянно висящими над головой.

Это напрасные опасения, так как излучают они всего несколько ватт, на разных частотах до 4MHz, а это даже не КВ (короткие волны).

Микроволновка тем временем, излучает не менее 600Вт в СВЧ диапазоне 2,4Ггц.

Индукционное освещение — сравнение с ДРЛ, ДНаТ, светодиодами. Недостатки и преимущества.

В этом смысле мобильный телефон, даже более опасен, чем индукционная лампа.

Технические характеристики

Также как и другие энергосберегающие лампы, индукционные модели обладают разным световым потоком. Наибольшее распространение получили светильники с потоком от 2700К до 6500К.

Приведем технические характеристики некоторых популярных моделей индукционных ламп.

Биспектральные лампы — их применяют для выращивания растений:

Кстати, небольшой мощности индукционки, светят рассеянными лучами и поэтому не жгут растения, даже при низкой высоте подвеса таких фитоламп – от 40см до 1,5м.

Отдельные растения, например томаты, очень любят такой диффузионный свет. Более того, спектр таких ламп на 2/3 соответствует ФАР (фотосинтетической активной радиации).

А это именно та радиация, которая и способствует активному росту и цветению растений в гроубоксах, теплицах, оранжереях.

Другие разновидности ламп и их технические параметры:

Сравнение разных видов освещения

Сравнение спектра индукционной и лампы ДНаТ:

Таблица других параметров для сравнения (светоотдача, потребление, световой поток):

Преимущества и недостатки

Преимуществ у индукционных ламп множество:

  • отсутствие мерцания при работе

На видео снизу изображена металлогалогенная лампа (слева), натриевая (справа), и индукционная (по центру). Почувствуйте что называется разницу.

  • минимальное время выхода на номинальный режим свечения
  • высокий КПД и косинус фи (более 0,98)
  • неограниченное количество циклов включений-отключений
  • отсутствие больших пусковых токов
  • простой монтаж
  • лампы могут использоваться с блоками управления и возможностью диммирования для регулировки освещения
  • стабильная работа при сверхнизких температурах (до -40 градусов)
  • стабильное свечение при низком уровне напряжения
  • малый нагрев поверхности (максимум до 80 градусов)

Это вам не ДНаТ с ее разогревом до 350 цельсия!

  • высокая светоотдача (до 160 Лм/Вт)
  • в отличии от светодиодов, которые со временем теряют более половины своей яркости, у индукционных за 10 лет она снижается максимум на четверть

Самое слабое место у этих ламп – это блок питания. Именно он выходит из строя быстрее чем колба. Фактически его срок службы такой же, как у лампочек ДРЛ или ДНаТ.

Еще к недостаткам можно отнести следующие моменты:

  • лампа фонит в радиодиапазоне разными гармониками

Так что лучше электронику держать от нее подальше.

  • общая эффективность ниже, чем у Led светильников
  • массовое падение спроса и как следствие, отказ производителей от дальнейшего развития технологии
  • китайские модели грешат постепенным обсыпанием люминофора

Так что ни о каких 100 000 часах работы для дешевых моделей речи не идет.

Светодиоды по своим характеристикам в основной массе все же лучше. Поэтому будущее принадлежит именно им.

Хотя и у них своих ”косяков” и недочетов хватает с лихвой. Один из главных – меньший срок службы.

Многие светодиодные ленты и прожекторы, собранные на их основе, выходят из строя гораздо раньше своего гарантийного срока. Почему это происходит и как этого избежать, читайте в статье ниже.

Утилизация и безопасность

Те, кого беспокоит вопрос экологии и утилизации индукционных ламп, должны вспомнить что в них применяется амальгама, а не простая ртуть.

При обычной комнатной температуре она не испаряется и не растекается. Поэтому более безопаснее чем ее жидкий аналог.

Обычная ртуть из амальгамы в небольших количествах (0,25 миллиграмма для 200 ваттной модели), выделяется только при розжиге и свечении лампы.

Поэтому если лампочка будет разбита, то таких последствий как в дешевых люминесцентных моделях и других энергосберегайках не будет.

Больших проблем с экологией при утилизации таких ламп обычно не возникает. Некоторые пользователи вообще их выбрасывают как бытовые отходы. Хотя делать этого не нужно.

Если же подводить итог эксплуатации последних лет, то можно сказать, что индукционные лампы все-таки проиграли глобальную конкуренцию со светодиодами.

Применять их экономически выгодно только в больших помещениях с потолками высотой свыше 6 метров и иногда на улице.

Чаще всего их монтируют:

  • складских промышленных помещениях
  • больших теплицах и оранжереях
  • спортивных крытых объектах

Здесь таким лампам нет равных конкурентов и не будет их еще очень долгое время.

В то время, когда повсеместно пропагандируется использование светодиодных светильников, существуют не менее эффективные альтернативные системы. Не столь распиаренные индукционные лампы, которые недавно начали появляться на рынке, также показывают очень достойные результаты.

Такие лампы ничуть не уступают диодам по основным светотехническим характеристикам, однако стоимость их раза в два-три ниже.

Принцип работы

Несмотря на то, что основной принцип работы таких систем был придуман ещё в прошлом веке, до недавнего времени он не находил воплощения в осветительных приборах.

Суть работы таких систем заключается в раскаливании до состояния плазмы газов, закачанных в колбе. Столь высокий нагрев достигается под воздействием магнитной индукции – колба оплетается спиралью проводов, образующим магнитное поле. При этом выделяется свет высокой интенсивности.

Устройство кольца

Так как нет непосредственного контакта газов с электродами, эффект выгорания минимален. Благодаря этому такие лампы могут прослужить около десяти лет, практически не теряя своей яркости.
По большому счёту, новые индукционные модели – это всем известные люминесцентные лампы (ЛЛ), только усовершенствованные. В них устранены главные недостатки ЛЛ: мерцание, чувствительность к частым включениям, быстрое выгорание ресурса, нестойкость к перепадам напряжения.

Индукционные модели ламп отличаются по расположению ферритовых колец – снаружи на колбе (внешняя индукция) или внутри цоколя и колбы (внутренняя индукция).

Устройство лампы

На данный момент они гораздо менее распространены, чем LED-системы, но многие модели уже поставленный в серийное производство. А значит, уже в ближайшее время они могут составить реальную конкуренцию лидерам рынка.
Основными сдерживающими факторами их распространения является специфическая форма колбы, для которой не подходят плафоны и отражатели стандартных светильников. Впрочем, современные компактные модели, вполне пригодны для установки в обычные светильники.

Плюсы и минусы

К основным преимуществам, которые могут обеспечить индукционные лампы, относят:

  • яркий и чистый световой поток;
  • высокая светоотдача (порядка 80 – 90 лм на Вт – в зависимости от мощности лампы);
  • эффективность и экономичность (потребляют на 80 % меньше ламп накаливания);
  • быстрый запуск – нет никакой задержки старта (как у люминесцентных, например);
  • нечувствительность к частым включениям-выключениям;
  • возможность использовать их в связке с диммером;
  • высокая продолжительность безотказной работы (порядка 60-150 тыс. часов) в условиях среды от -40˚ С до +50˚ С;
  • минимальная потеря яркости свечения на протяжении всех лет эксплуатации;
  • большой разбег мощностей – от 15 до 400 Вт;
  • незначительный нагрев;
  • разные цвета свечения.

Имеют индукционные лампы и ряд недостатков:

  • потенциальная токсичность при повреждении колбы с газами, в которых присутствуют пары ртути, хотя и в гораздо меньших количествах, чем у обычных ЛЛ;
  • необходимость специальной утилизации;
  • большие габариты колб и необходимость использования особых светильников;
  • не подходят для освещения мест, оборудованных тонкой электроникой (АЗС, аэропортов и т.д.) из-за электромагнитных излучений, которые могут нарушить работу приборов;
  • из-за наличия электромагнитного и уф-излучения, не рекомендуется их устанавливать ближе, чем на метр к головам стоящих людей;
  • низкая механическая прочность колбы;

дороговизна производства, и соответственно, высокая стоимость.

Варианты использования индукционок

Внешний вид лампы

Такие лампы выпускаются разных видов и форм. Предлагаются модели с самыми распространёнными цоколями, так что проблем с заменой не должно возникать. Отличает их от большинства аналогов только массивная конструкция самого светящего элемента – колбы в оплётке и крупных ферритовых колец, собственно и провоцирующих магнитную индукцию.

Достаточно габаритные индукционные лампы идеально подходят для внутренней подсветки крупных объектов (производственных цехов, складских помещений, хранилищ и пр.). Промышленные индукционные светильники обеспечивают высокую яркость свечения при относительно небольшом расходе энергии. Как уже упоминалось, по уровню потребления такие системы сопоставимы со светодиодами. Вот только LED-лампы аналогичной мощности обойдутся собственнику в разы дороже.
Кроме того индукционные осветительные системы распространяют свет во все стороны, в результате он рассеивается по помещению более равномерно. У диодов же угол рассеивания гораздо уже. Поэтому при сопоставимой мощности эффективность свечения LED-систем будет ниже.

Благодаря устойчивости к температурным изменениям они могут успешно использоваться и для наружного освещения – подсветки трасс, промплощадок, зон отдыха и мест общего пользования.
Индукционный уличный светильник обеспечит равномерный световой поток высокой интенсивности, да ещё и с адекватной цветопередачей. Благодаря бесконтактной схеме энергообмена, он способен проработать много лет без вмешательства человека. А это важная составляющая общей экономии. Ведь известно, что обслуживание высоких уличных фонарей дело не дешёвое. Требуется привлечение спецтехники и бригады работников с допуском к выполнению работ на высоте.

Биспектральные колбы

Ещё один плюс таких ламп в том, что они выделяют ультрафиолет, максимально походящий на естественный, излучаемый солнцем. А потому такие системы идеально подходят для искусственной подсветки растений. Имеется даже отдельная линейка – фито — лампы. Рекомендуется регулярно подсвечивать ими крытые теплицы, так как даже через прозрачные стёкла перегородок естественный поток ультрафиолета не доходит до саженцев.
Такие светильники успешно используются для обеспечения нормального протекания фотосинтеза у рассады в теплицах или у домашних растений, расположенных в затенённых участках или в квартирах на северной стороне здания.
Под воздействием излучения индукционных фито — ламп заметно улучшается вегетация растений, наблюдается заметный прирост урожайности.

Особенности использования индукционных ламп: устройство

Культуры меньше болеют и становятся более устойчивыми к вредителям, так как исходящий от ламп ультрафиолет мягко дезинфицирует верхний почвенный слой.

Поскольку такие системы практически не нагреваются во время работы — они не пересушивают воздух. А значит, можно использовать менее мощные модели ламп, и устанавливать их поближе к местам посадки растений (подвешивать на длинных проводах, к примеру).

Таким образом, благодаря использованию фито – светильников можно своими руками регулировать всхожесть и урожайность взращиваемых культур.

Светотерапии

Для подсветки растений идеально использовать биспектральные индукционные колбы. Они генерируют световой поток одновременно с двумя спектрами: тёплым красным и холодным синим. Благодаря этому создаются оптимальные условия для роста стеблей и листьев (при температуре 6400 К) и для цветения (2700 К). Выглядят эти фито — колбы так:

Такое сочетание позволяет уподобить их свечение солнечным лучам. Под их воздействием фотосинтез у растений происходит максимально эффективно. Нормальная вегетация достигается даже в полностью закрытых помещениях теплиц. Так что неспроста такая линейка ламп в названии имеет приписку » фито » — это такой себе световой стимулятор роста.
Рекомендуем установить индукционку над домашней оранжереей, и понаблюдать за результатом. Убеждены, уже в ближайшее время Вы своими руками будете пожинать плоды «светотерапии».

Выбор именно индукционных ламп для тепличных хозяйств оправдан по многим параметрам:

  • они генерируют самый приемлемый для растений тип излучения;
  • светят очень ярко и при этом весьма экономичны, поэтому могут использоваться на больших площадях и работать непрерывно;
  • они не нагреваются, а значит, не влияют на температурный режим внутри теплиц;
  • могут работать очень долго, без какого бы то ни было вмешательства человека;

Эффективность и окупаемость

Всё хорошо, вот только далеко не всегда можно найти подходящую модель ИЛ в наших магазинах. Вы спросите, можно ли сделать индукционку своими руками? Теоретически можно взять за основу люминесцентную лампу с колбой кольцевидной формы. Прямо на колбе выполнить обмотку, состоящую, например, из 8 витков, и под 90 градусов к ней – сделать 13 витков вокруг ферритового кольца. И затем начать подавать на неё ток, с частотой порядка 2-3 МГц.
Однако эффективность и безопасность такой модели будет сомнительной. Кроме того достаточно сложно будет подобрать количество витков намотки для обеспечения необходимых параметров свечения. Поэтому лучше приобретать уже готовые изделия.
Скорее всего, придётся делать заказ на иностранных торговых интернет-площадках. У нас ИЛ появились относительно недавно, и то используются преимущественно на крупных производствах. Поэтому население мало с ними знакомо, а напрасно. Во многих сферах обычной жизни они могут пригодиться. Они надёжны, эффективны и долговечны. Минимальный гарантийный срок в пять лет также о чём-то говорит.

Индукционные лампы окупят затраты на приобретение уже в течение 1-1,5 лет. Всё зависит от того модель какой мощности Вы выберете, как часто и долго она будет работать.

Кроме того применение индукционок опосредовано влияет на сетевые перегрузки – они заметно уменьшаются. Ведь потребление, а значит и нагрузки на проводку будет минимальны — даже при условии подсветки больших территорий или тех же хозяйств по разведению растений.
Это особенно актуально для тепличных комплексов со старыми электросетями, рассчитанными на небольшую нагрузку. Также при проектировании, когда в новом объекте закладываются экономные фито – лампы, можно использовать менее мощные КТП, и провода с меньшим сечением. Это позволит снизить расходы на светотехническую составляющую проекта.

Выводы

Подытоживая сказанное можно сказать, что лампы индукционного типа скорее пригодны для освещения больших закрытых помещений или просторных открытых площадок. Наличие электромагнитного и уф-излучения, сопутствующих свечению, большие габариты колб — вынуждают ограничивать их применение для бытовых нужд.
Это скорее перспективные производственные светильники, способные эффективно выполнять свою функцию при минимальных затратах для собственника. Установленные на уличных объектах или под высокими сводами производственных помещений они не будут причинять вреда работникам.
Самый удачный пример их применения — использование индукционных фито – ламп для освещения теплиц. Обслуживающий персонал подвергается минимальному облучению, и при этом интенсивность вегетации растений, их урожайность — значительно возрастают, и удобрения не нужны.

Сегодня потребители все чаще выбирают энергоэффективные бытовые и промышленные осветительные устройства. Однако помимо экономии важную роль играет и качество подсветки. Достойной альтернативой традиционным источникам освещения являются индукционные лампы.

Они излучают приятный для глаз мягкий свет, не меняющий объективное восприятие предметов. Давайте вместе разберемся в устройстве и принципах работы индукционных ламп.

Устройство и принцип работы

Первичным источником света в индукционной лампочке служит плазма, искусственно созданная в результате ионизации газовой смеси ВЧ электромагнитным полем.

Ток порождает переменное электрическое поле, обуславливая возникновение газового разряда в стеклянной колбе. Возбужденная ртуть генерирует УФ-излучение, которое благодаря люминофору конвертируется в видимый свет.

Индукционные лампы относятся к категории газоразрядных источников освещения, подробнее о которых написано в этом материале.

Конструкция индукционной лампы включает три базовые функциональные элементы:

  • газоразрядную трубку;
  • индукционную катушку с ферритовым кольцом;
  • электронный балласт.

Внутри трубки находятся капли амальгамы ртути. Сама колба заполнена газом с низкой химической реактивностью – аргоном/криптоном, а ее внутренняя поверхность покрыта неорганическим люминофором.

Индукционная катушка и электромагнит формируют высокочастотное магнитное поле, под воздействием которого свободные электроны ускоряются, сталкиваются и возбуждают атомы ртути.

В результате образуется ультрафиолетовое излучение. Люминофором оно трансформируется в видимое яркое свечение.

Как и в простых флуоресцентных лампочках, сочетание разных люминофоров в покрытии колбы ИЛ дает свечение различных цветов. Чаще всего встречаются устройства с колориметрической температурой 3500 К, 4100 К, 5000 К, 6500 К

Электронный балласт подключается к источнику постоянного напряжения 12 В/24 В или же к сети синусоидального напряжения 120 В/220 В/380 В.

Система управления пускателем трансформирует переменный ток 50 Гц в постоянный, а потом – в ток высокой частоты от 190 кГц до 2,65 МГц.

Этот ВЧ ток и создает магнитное поле. Кроме того, пускатель генерирует стартовый сильный импульс, который зажигает индукционный источник света.

Чтобы обеспечить стабильную работу безэлектродного осветительного устройства, система управления также может изменять силу электрического тока и его частоту через катушку индуктора.

С целью уменьшить рассеяние высокочастотного электромагнитного поля лампы оснащают ферритовыми экранами и/или специальными сердечниками.

Основное отличие индукционных энергосберегающих ламп от других источников света – отсутствие нитей накала и контактных термокатодов. В индукционных светильниках электромагниты расположены снаружи, то есть прямого контакта электродов с ионизированной газовой средой нет

Это делает баллон осветительного устройства более однородным и примерно одинаково нагруженным по температуре.

При продолжительной работе такого освещения растрескивание стеклянной колбы не наблюдается, со временем материал электрода не осаждается на стенках.

Отсутствие электродов накаливания, необходимых для зажигания обычных лампочек, позволяет достичь невероятно длительного срока эксплуатации индукционных светильников – до 120000 часов работы.

Некоторые производители даже заявляют ресурс работы до 150000 часов. Этот показатель в 10 раз превышает долговечность простых люминесцентных лампочек, газоразрядных ЛВД, ртутно-вольфрамовых и натриевых осветительных приборов.

Кроме того, ресурс работы индукционных источников света примерно в 2-3 раза превышает срок эксплуатации светодиодов.

Разновидности индукционных ламп

Впервые лампу без контактных электродов продемонстрировал Никола Тесла в далеком 1893 году на Всемирной выставке в Чикаго. Презентованный публике осветительный прибор питался от магнитного поля катушки Тесла. А первый надежный прототип индукционного источника света создал Джон Мелвин Андерсон в 1967 году.

Классификация безэлектродных лампочек

В 1994 году компанией General Electric была представлена компактная энергосберегающая лампа GENURA со встроенным высокочастотным генератором в цоколе.

Серийный выпуск индукционных люминесцентных ламп стартовал в 1990-х годах.

Сегодня лидером в производстве безэлектродных энергоэффективных осветительных устройств являются корпорации PHILIPS Lighting, GE Lighting и OSRAM Licht AGO. В таблице указаны параметры и стоимость разных моделей ламп этих производителей

В зависимости от типа конструкции, индукционные источники света бывают:

  • со встроенным балластом – электрический генератор и лампа совмещены в одном блоке;
  • с отдельным электронным пускателем – наружный генератор и лампа являются разнесенными приборами.

В зависимости от способа размещения катушки эти лампы также делят на устройства с внешним (низкочастотные) и внутренним (высокочастотные) индуктором.

В первом случае катушка с ферромагнитным стержнем обвита вокруг баллона. Рабочая частота лампочек с внешней индукцией лежит в диапазоне 190-250 кГц.

Они имеют лучшие условия для интенсивного теплообмена с окружающей средой, поскольку катушка снаружи герметичной колбы легко рассеивает выделяемое устройством тепло. Срок службы низкочастотных приборов – до 120000 часов.

Во втором случае индукционная катушка с намотанным сердечником расположена внутри стеклянной колбы. Выделяемое тепло оказывается в полости осветительного устройства, поэтому и нагреваются лампы с внутренней индукцией сильнее.

Их рабочая частота находится в интервале 2-3 МГц. Ресурс таких источников света не превышает 75000 часов.

По внешнему виду приборы с внутренним индуктором напоминают вакуумные лампочки. А вот модели с внешним индуктором имеют форму кольца или прямоугольника

Как высокочастотные, так и низкочастотные лампы имеют большой запас прочности и отличаются длительным сроком службы.

Варианты исполнения и маркировка

В настоящее время компаниями, которые специализируются на освещении, налажено серийное производство индукционных лампочек разных форм. Конструктивные особенности и варианты исполнения прослеживаются в их маркировке.

Первые два азбучных знака в шифре определяют вид устройства (ИЛ – индукционная лампа), третий указывает на форму. После буквенного обозначения обычно объявляют мощность.

ИЛК – индукционные лампочки круглой формы. Обладают высокими показателями световой отдачи и большим диапазоном спектрофотометрических температур. Подходят для установки в круглых и овальных светильниках.

Такие источники света активно используются для освещения складов, просторных производственных и ремонтных цехов, торговых комплексов, спортивных баз.

ИЛШ – лампы в форме шара. Выполнены в традиционной форме обычных вакуумных осветительных устройств большой мощности. Создают мягкий свет и зажигаются практически мгновенно.

Подходят для замены лампочек накаливания на энергоэффективные источники света без необходимости смены самого светильника.

ИЛШ устанавливают в прожекторах для освещения гостиниц и ресторанов, супермаркетов, а также в уличных и промышленных светильниках

ИЛУ – лампочки U-образной формы. Представляют собой приборы с отдельным генератором. Излучают яркий белый свет, при работе не мерцают.

Их задействуют для освещения стадионов, туннелей, метро и автомагистралей, рекламных стендов, вывесок и других объектов.

ИЛБ, ИЛБК – лампы с кольцеобразной формой колбы. В них генератор, катушка и трубка совмещены в едином блоке. Генерируют мягкий свет, который не ослепляет, быстро и легко зажигаются при температурах до -35 °C.

Подобные конструкции используют для подсветки отелей и торговых площадок, парковых зон и скверов, частных приусадебных территорий.

Отдельно стоит сказать об индукционных фитолампах для растений. Они отличаются формой стеклянной колбы и цветом излучения.

Разные модели индукционных фитоламп подходят для освещения зеленых насаждений в определенный период роста и развития. Серии таких изделий обозначают ТИЛ. Следующие две буквы указывают на конкретную модель лампы

Фитолампы индукционные ГП и ВГ предназначены для подсветки растений на стадии вегетативного роста. В них преобладает синий спектр излучения.

Устройства ФЛ используют на начальной фазе образования плодов, а также для ускорения формирования цветов. Они излучают красный свет.

Лампочки модели КЛ являются универсальными. Такие источники света дают возможность управлять ростом насаждений. Они генерируют насыщенный красный свет, необходимый для полноценного развития плодов растений и обильного цветения.

Примеры маркировки:

  • ИЛК-40 – круглая индукционная лампочка мощностью 40 Вт;
  • ТИЛПВГ-120 – прямоугольная фитолампа индукционная с мощностью в 120 Вт, модель ВГ для начального этапа вегетативного роста растений.

Излучение индукционной лампочки на 97% соответствует солнечному спектру, а потому отлично подходит для искусственного освещения тепличных комплексов.

Преимущества использования ИЛ

Безэлектродные лампы генерируют мягкий свет, комфортный для восприятия глазами. Оттенки цветов при этом не искажаются.

Яркость таких ламп можно изменять в пределах 30-100% с помощью простого диммера для устройств с нитью накаливания.

Содержание твердотельной ртути в современных индукционных светильниках в несколько раз ниже, чем в обычных люминесцентных газонаполненных лампах

Даже после 75000 часов работы индукционные приборы сохраняют уровень световой мощности на отметке 80-85% от первоначальной.

Обычные ЛЛ дневного света ближе к концу срока эксплуатации теряют до 55% яркости. На их колбах со временем образуются темные непрозрачные круги.

Преимущества использования индукционных безэлектродных ламп:

  • КПД 90%;
  • ресурс работы до 150 000 часов;
  • светоотдача больше 90-160 лм/Вт;
  • оптимальные условия для зрительного восприятия предметов;
  • диапазон рабочих температур в интервале от -35 °C до +50 °C;
  • коэффициент цветопередачи Ra˃80;
  • высокие показатели энергоэффективности;
  • минимальное нагревание колбы;
  • неограниченное количество циклов запуска/выключения;
  • отсутствие пульсации;
  • возможность регулировать интенсивность свечения;
  • гарантийный срок эксплуатации составляет 5 лет.

Производители заявляют, что индукционные источники света имеют лучшие технические характеристики, чем светодиоды и стоят в несколько раз дешевле. Энергопотребление у этих видов лампочек примерно одинаковое.

Применение безэлектродных ламп

Модернизованные осветительные приборы, не содержащие термокатодов и нити накала, используют как для внутреннего, так и для наружного освещения.

Сфера использования ИЛ

Безэлектродные лампы имеют встроенную защиту от КЗ (короткого замыкания) и скачков напряжения.

Индукционные светильники отличаются устойчивостью к вибрационным нагрузкам и случайным ударам, стабильно работают даже при пониженной температуре воздуха

Благодаря высоким показателям светоотдачи при небольшом потреблении электричества их используют в разных сферах:

  • для организации качественной подсветки улиц;
  • в торгово-развлекательных и гостиничных комплексах;
  • в офисных центрах и бытовых помещениях;
  • для освещения просторных цехов и складов на промышленных объектах;
  • для подсветки тепличных хозяйств и оранжерей;
  • для освещения автомагистралей и туннелей;
  • для организации взрывозащищенной подсветки на АЗС.

Благодаря стабильности параметров ртутные безэлектродные лампы используют в качестве прецизионно точечных источников УФ-излучения в спектрометрии.

Кроме этого, принцип индукционного возбуждения газа применяется в процессе перекачки энергии от внешних источников в рабочую среду лазеров.

Однако из-за наличия высокочастотного электромагнитного излучения индукционные светильники не устанавливают на железнодорожных станциях и в аэропортах.

Также эти лампочки способны вызывать помехи при одновременной работе со сверхчувствительным лабораторным и медицинским оборудованием. Поэтому в помещениях с подобной спецтехникой их не рекомендовано использовать.

Уличное и дорожное освещение

Наиболее эффективное дорожное освещение могут обеспечить уличные светильники с индукционными энергоэффективными лампами. Этот тип подсветки гарантирует комфортную видимость как для водителей, так и для пешеходов.

Дорожные светильники имеют прочное консольное крепление и монтируются на столбы, а также стандартные опоры. Их задействуют для освещения парковых зон и скверов, улиц и площадей, шоссе и автостоянок, набережных, дворов.

Мгновенный запуск ИЛ минимизирует потери электроэнергии и позволяет максимально эффективно использовать систему освещения.

Как выбирать индукционные лампы — виды, устройство, использование

Это дает возможность организовать подсветку с задействованием датчиков движения

Как пример – мгновенный запуск освещения на автотранспортных магистралях в местах, где происходит движение машин и пешеходов.

Помимо этого, чувствительный датчик движения может быть совмещен с программируемым сумеречным выключателем.

Устройство настраивают под конкретные значения освещенности. При недостаточном уровне света датчик даст команду на включение ламп.

Возможность диммирования позволяет успешно применять интеллектуальные системы для эффективного управления уличной подсветкой.

За счет управления яркостью индукционных ламп с помощью регулятора мощности и астрономического таймера можно добиться реальной экономии электрической энергии, а также значительно сократить затраты на техобслуживание.

Внедрение интеллектуальных систем дает возможность контролировать состояние освещения, измерять и анализировать данные об энергопотреблении светильников.

Безопасные промышленные источники света

Использование устройств на базе индукционной технологии – экономически выгодное решение для модернизации систем освещения промышленных предприятий.

Индукционные светильники отличаются высоким качеством сборки и не нуждаются в регулярном обслуживании. Они существенно снижают потребление электричества и помогают повысить рентабельность производства.

Промышленные осветительные приборы имеют класс защиты IP54, что позволяет эксплуатацию даже в условиях загрязнения и повышенной влажности. Их можно устанавливать в неотапливаемых и плохо вентилируемых помещениях.

Закаленное стекло в сочетании с силиконовой изоляцией надежно защищает корпус от попадания внутрь инородных примесей и воды.

Существуют также промышленные взрывозащищенные модели ИЛ. Они не только обеспечивают качественное освещение, но и предотвращают возникновение пожароопасных ситуаций. Такие приборы повышают уровень безопасности на производстве

На корпус индукционных взрывозащищенных светильников наносят антистатическое полимерное покрытие.

Благодаря этому составу осветительные устройства характеризуются ударопрочностью и устойчивостью к воздействию минусовых температур.

Специальное искробезопасное покрытие не разрушается даже в щелочной и кислотной среде и способно сохранять свои свойства в течение 30 лет.

Подсветка в теплицах и оранжереях

Спектр индукционной лампы на 75% соответствует фотосинтетически активной радиации, необходимой для активного роста и длительного цветения растений.

Именно поэтому лампочки безэлектродного типа задействуют в качестве дополнительных источников в оранжереях и теплицах, для освещения стандартных и компактных гроу-боксов, прямой, боковой и междурядной досветки растений.

Рабочая температура индукционных осветительных приборов не превышает 60 градусов по шкале Цельсия, что позволяет располагать их близко к зеленым насаждениям

Использование таких ламп в гроу-боксах дает возможность значительно сократить расходы на охлаждение резервуаров.

Применение ИЛ также позволяет предварительно проектировать и раздельно устанавливать освещение для каждой зоны теплицы.

Чтобы скорректировать и направить максимум света в нужный сектор используют оптические поверхности – экраны. Они фокусируют излучение на конкретном участке.

А с помощью специальных отражателей равномерно распределяют искусственный свет по всей высоте зеленых насаждений.

Правила выбора ИЛ

Выбирая индукционные устройства освещения, важно учитывать их конструктивные особенности, эксплуатационные характеристики, а также степень безопасности.

Лишь при соблюдении такого подхода ИЛ можно считать целесообразным приобретением.

Сегодня в специализированных магазинах несложно найти индукционные безэлектродные лампы мощностью от 15 Вт до 500 Вт. Но существуют и более мощные, предназначенные для различных производственных нужд.

Лампы с овальной колбой выпускаются для светильников со стандартными патронами E14, E27 и E40.

Также есть специальные прямоугольные и кольцевые виды индукционных осветительных устройств, которые могут работать как в сети переменного тока, так и постоянного.

Стоит отметить, что индукционные лампочки в форме шара по размерам будут крупнее, чем обычные приборы с нитью накаливания, поскольку генератор ВЧ тока спрятан в цоколе. Это важно учитывать при покупке

Все индукционные светильники и безэлектродные лампы проходят обязательную сертификацию.

Поэтому можно с уверенностью говорить об их безопасности. Амальгама находится в запаянной колбе и при соблюдении базовых правил эксплуатации ее утечки исключены.

Однако нужно понимать, как и стандартные люминесцентные лампы, индукционные требуют соответствующей утилизации из-за наличия ртутных соединений и электронных комплектующих.

Твердую амальгаму – сплав ртути с другими металлами — можно использовать повторно. Стекло из лампы также сдают на переработку, но отдельно от люминофора.

Светильники с индукционной технологией не относятся к экологически безопасным видам освещения и в этом критерии сильно уступают светодиодам.

Необходимо добавить, что лампочка индукционного типа выходит на свой стабильный световой поток не сразу. На старте она выдает около 80% от полного излучения.

Чтобы этот показатель дошел до максимума, безэлектродной лампе нужно 2-3 минуты. За это время достаточно разогревается амальгама и испаряется необходимое количество ртути.

Выводы и полезное видео по теме

Индукционные светильники – новое поколение газоразрядных ламп. Принцип функционирования такого типа освещения:

Что делает лампы индукционными, особенности светильников этого вида и сфера применения:

Преимущества использования современных индукционных источников света на промышленных предприятиях:

Правильная установка ламп индукционного типа с соблюдением всех стандартов и норм позволяет эффективно использовать энергосберегающую технологию. Сегодня подобные источники света – разумная альтернатива традиционным подходам к организации освещения.

Не только светодиодные лампы могут похвастаться сегодня высокими техническими характеристиками. Еще один вариант экономичного источника света — индукционная лампа. Индукционные лампы относятся к люминесцентным лампам, но отличаются более совершенной конструкцией в силу отсутствия внутри колбы электродов.

Для создания необходимой электрической напряженности (переменного электрического поля с частотой от 190кГц до 250кГц), заставляющей газ внутри колбы излучать электромагнитные волны, служит явление электромагнитной индукции. Поэтому лампа и называется индукционной лампой.

Такие лампы выпускаются на низкое постоянное (12 В или 24 В) и на сетевое переменное (120 В, 220 В, 277 В, 347 В) напряжение, при номинальной мощности от 12 до 500 Вт, и при цветовой температуре из диапазона от 2700 К до 6500 К, характерного для обычных люминесцентных ламп.

В процессе работы индукционной лампы проявляются одновременно несколько явлений: электромагнитная индукция, электрический разряд в газе, свечение люминофора — результат получается аналогичным обычной люминесцентной лампе, однако срок службы индукционных ламп приблизительно в 10 раз превосходит компактные люминесцентные лампы и газоразрядные лампы популярных типов, достигая 100000 часов.

Кроме того светоотдача индукционных ламп выше 70 Лм/Вт, и падает максимум на 30% даже через 60000 часов работы, то есть данный источник света превосходит по энергоэффективности и качеству света электродные люминесцентные лампы. Индекс цветопередачи индукционных ламп больше 80, и человеческий глаз отлично воспринимает такой свет как комфортный и ровный. Нагрев колбы в процессе работы лампы минимален.

Сегодня на рынке представлены индукционные лампы со вешней и внутренней индукцией, в зависимости от расположения индуктора. У ламп со внешней индукцией индуктор располагается вокруг трубки колбы, а у ламп с индукцией внутренней — внутри колбы. Кроме того электронный балласт может быть расположен отдельно от колбы или быть встроенным в корпус. Электронный балласт индукционной лампы представляет собой высокочастотный преобразователь, у которого роль вторичной обмоткой ВЧ-трансформатора играет газ внутри колбы лампы.

Пример индукционной лампы с внутренней индукцией — лампа Венера Е40 на 80 ватт. Лампа имеет стандартный цоколь Е40, благодаря чему ее сразу можно установить в уже имеющийся осветительный прибор, без необходимости приобретать какой-то особенный — достаточно просто заменить лампу. Колба имеет обычную форму, как у лампы накаливания. Цветовая температура может варьироваться от 3000 до 5000 К — оптимально для восприятия человеком.

Индукционные лампы: устройство, виды, сфера применения + правила выбора

Гарантированный срок службы лампы, заявленный производителем, — 14 лет при ежедневной работе по 12 часов.

Конструкция лампы традиционная для индукционных — безэлектродная. Электроника лампы расположена в цоколе, который соединен с индукционной катушкой. Разъемное соединение колбы и основания-балласта позволяет удобно транспортировать такие лампы и легко их устанавливать.

Электронный балласт изготовлен из высококачественных компонентов, которые не выйдут из строя даже при многократном включении-выключении. Объем колбы достаточно велик, чтобы лампа значительно не нагревалась в процессе работы, то есть проблемы перегрева элементов электронного балласта не возникнет.

Заменив лампу накаливания на индукционную мощностью 80 ватт, например в прожекторе ангара, в цеху, в офисе, или в любом помещении муниципального учреждения, потребитель получит световой поток в 6000 люмен при световой отдаче до 75 Лм/Вт, и сократит расходы на электроэнергию потребляемую освещением в 4-10 раз. Человек сможет надолго забыть о необходимости обслуживания и замены лампы.

Такая лампа прослужит до 8 раз дольше компактной люминесцентной лампы и до 60 раз дольше лампы накаливания. Данные индукционные лампы без проблем работают как в летнее, так и в зимнее время, даже в неотапливаемых помещениях, таких как гаражи или склады стройматериалов.

Пример индукционной лампы с наружной индукцией — индукционная лампа Сатурн 40 Вт. Такая лампа отлично подойдет для настенного или потолочного, домашнего или офисного светильника, ее световой поток составляет 3200 люмен. Более мощные модели подобных индукционных ламп устанавливают в прожекторы уличного освещения. 80 Лм/Вт — весьма достойная светоотдача, говорящая о высокой экономичности лампы. Цветовая температура — 3000/5000 К. Гарантированный срок службы лампы — 100000 часов.

Электронный балласт сделан выносным, его устройство позволяет использовать лампу, включать и выключать ее на протяжении 23 лет при непрерывных рабочих циклах по 12 часов в сутки. Расходы на обслуживание снижаются при этом примерно в 5 раз по сравнению с другими типами ламп, а о регулярной замене ламп можно забыть очень надолго.

Что касается установки лампы, то она может быть установлена сразу над рабочим местом без расчета на обеспечение удобных условий для замены и обслуживания. Это же относится к лампам более мощным для дорожных прожекторов — их можно устанавливать непосредственно над дорожным полотном, без расчета на то, что нужно будет часто подниматься к прожектору чтобы своевременно заменить отработавшую лампу, как это обычно происходит с натриевыми лампами.

Таким образом, конструктивные особенности лампы типа «Сатурн» исключают проблему чрезмерного нагрева, делая срок службы рекордным, а эксплуатацию в целом весьма экономичной. Цветовая температура максимально близка к естественному освещению, индекс цветопередачи выше 80. При всем при этом окупится лампа за 1,5 года, а прослужит не один десяток лет. Производитель и сам дает пятилетнюю гарантию.

Лампы с внешней индукцией являются универсальными. Их без проблем можно устанавливать как внутри помещений, так и снаружи на открытом воздухе, где они с легкостью выдерживают зимние морозы до -40°C. В промышленных и бытовых помещениях индукционные лампы отчетливо конкурируют со светодиодными (смотрите — Светодиодные светильники для уличного освещения). В освещении мостов, дорог, туннелей, спортивных сооружений, стадионов, складов — всюду индукционные лампы займут достойное место, даже там, где требуется высокое качество цветопередачи.

Вообще преимущества индукционных ламп трудно переоценить. На самом деле они превосходят светодиодные лампы по реальному сроку службы, ведь светодиоды быстрее теряют световой поток, и обычно через 7 лет нуждаются в замене, в то время как индукционная лампа непрерывно прослужит более 15 лет, уверенно сохранив в среднем 85% изначального светового потока, причем циклов включения-выключения допускается неограниченное количество.

Светоотдача индукционных ламп достигает 160 Лм/Вт, и чем мощнее лампа — тем выше светоотдача, а следовательно и энергоэффективность (экономичность). КПД индукционных ламп составляет в среднем порядка 90%.

Помимо привычных ламп накаливания, а также светодиодных и люминесцентных ламп существуют и другие источники освещения.

>Устройство индукционной лампы

Индукционные лампы представляют собой колбу, заполненную смесью аргона с парами ртути, и со стенками, покрытыми люминофором.

Принцип работы индукционной лампы

Запитывается индукционная катушка от балласта, который представлен генератором высокочастотного тока. При индуцировании магнитного поля в полость колбы происходит ионизация газа, находящегося в колбе, что производит к образованию плазменной дуги. Энергия плазмы поглощается люминофором, нанесенным на стенки колбы, и он начинает излучать видимый глазу свет.
Как видно принцип работы тот же, что и в обычных люминесцентных лампах, но благодаря отсутствию внутри колбы электродов, которые являются слабым звеном системы, значительно повышается срок службы лампы.
Впрочем, существуют индукционные лампы с колбой без покрытия люминофором. В таких лампах видимый свет, исходящий наружу, излучается ионизированным газом, закаченным в колбу. Но такие лампы, относящиеся к газосветным, а не к газоразрядным, обычно используют как декоративные или для световой рекламы, а не как лампы освещения.

Индукционные виды ламп для освещения помещений имеют заявляемый производителями срок службы – 60 000 – 150 000 часов.
В основном индукционные лампы, применяемые именно для освещения помещений, являются разновидностью газоразрядных люминесцентных ламп.
Индукционные лампы, также как и люминесцентные, требуют специальной утилизации из-за находящихся внутри них ядовитых паров ртути.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *