Розглянемо вплив виду баластового опору на роботу газорозрядних ламп
При живленні газорозрядних ламп від мережі змінного струму зберігають значення розглянуті вище основні положення стабілізації розряду, але виникає ряд додаткових специфічних обставин [7].
 |
 |
Рис.1.21. Осцилограми миттєвих значень напруги, струму та світлового потоку газорозрядної лампи:
а- при активному баластному опорі;б- при індуктивному баластному опорі;в– при ємнісному баластному опорі.
Зокрема, взаємозв'язок між показниками роботи джерела випромінювання та параметрами баластного опору стає різноманітнішим і складнішим.
Для забезпечення нормального терміну служби лампи в ланцюгах змінного струму форма кривої миттєвих значень струму повинна бути, можливо, ближчою до синусоїди. Ступінь спотворення форми кривої струму залежить в основному від виду баластного опору та оцінюється значенням коефіцієнта амплітуди:
(1.34)
Баластний пристрій повинен забезпечувати коефіцієнт амплітуди, що не перевищує 1,7. При kа > 1,7 тривалість роботи люмінесцентної лампи значно скорочується.
Стабілізація розряду на змінному струмі за допомогою активного опоруздійснюється просто і дешево, але має низку принципових недоліків, які обмежують використання її спеціальними випадками. Деякі їх розглянуті далі.
На малюнку 1.21б наведені криві миттєвих значень напруг і струму лампи при включенні її з активним баластним опором в ланцюг змінного струму стандартної частоти. Розряд у лампі виникає після досягнення напругоюмиттєвого значення рівного Uз. У процесі розряду напруга на лампі значно знижується до значення Uг, потрібного підтримки розряду, і залишається незмінним до моменту, коли миттєве значення напруги мережі зменшиться до значення Uн. після цього розряд гасне, струм у ланцюзі припиняється. У наступний напівперіод процес запалювання та згасання розряду повторюється. Як випливає з розглянутого графіка, перезапалювання розряду в кожний напівперіод супроводжується паузами струму: початкової φні кінцевої φк. загальна пауза φн +φкможе досягати 1 ∕3 періоду. Наявність пауз розрядного струму значно погіршує показники роботи джерела випромінювання та є причиною виникнення пульсацій потоку випромінювання та стробоскопічного ефекту. Крива миттєвих значень струму втрачає форму синусоїди (спотворюється). Якщо у своїй збільшується коефіцієнт амплітуди [див. формулу (1.34)], то термін служби електродів зменшується внаслідок прискореного розпилення оксидного шару та втрати емісійних властивостей. Особливо великим недоліком є велика витрата електричної енергії в активному баластному опорі, що різко знижує енергетичні показники роботи схеми.
Стабілізація розряду за допомогою індуктивного опору має ряд переваг перед стабілізацією за допомогою активного опору та широко застосовується. На малюнку 1.21.бпоказані криві миттєвих значень тих самих величин, як і малюнку 1.21.а, але при індуктивному баластному опорі. Завдяки зсуву по фазі між напругами мережі та на затискачах лампи значно полегшується процес перезапалювання розряду в кожен напівперіод, так як у момент переходу струму через нульове значення до затискачів лампи виявляється доданим значне миттєвенапруга мережі. Перезапалювання розряду тому відбувається без помітної паузи. Форма кривої струму наближається до синусоїди. Режим роботи електродів полегшується. Втрати потужності в індуктивному баластному опорі зазвичай значно нижчі, ніж в активному, і становлять від 10 до 35% потужності джерела випромінювання. Поруч із зазначеними перевагами індуктивного баластного опору слід зазначити і його недоліки: великий витрата металу, низький коефіцієнт потужності, високу вартість.
Стабілізація розряду за допомогою ємностізастосовується рідко. Відповідні цьому випадку криві показані малюнку 1.21,в.Крива струму набуває надзвичайно спотворену форму. Термін служби електродів різко знижується. Великі паузи та сплески струму призводять до значного зниження світлотехнічних показників роботи лампи.
Дуже перспективним є застосування ємнісного баластного опору живлення джерела випромінювання від мережі змінного струму підвищеної частоти.
Повернемося ще раз до малюнку 1.21 для того, щоб звернути увагу на таку важливу обставину. При будь-якому вигляді баластного опору зсув по фазі між напругою на лампі та її струмом практично відсутня. Однак, потужність лампи не дорівнюватиме добутку діючих значень напруги на лампі і струму. Справа в тому, що криві миттєвих значень цих величин істотно відрізняється за формою одна від одної і від синусоїди і, отже, для обчислення істинного значення потужності розряду міжелектродному проміжку необхідно розкласти криві струму і напруги на гармонійні складові. Справжня потужність дорівнюватиме сумі потужностей для отриманих гармонік струму і напруги. У практиці користуються поняттям коефіцієнта потужності газорозрядної лампи, непов'язуючи його з кутом зсуву фаз. Той самий сенс має і вживаний термін «коефіцієнт спотворення»:
. (1.35)
p align="justify"> Коефіцієнт потужності лампи залежить від величини і виду баластного опору і, отже, не є постійним для даної лампи.
Зазвичай коефіцієнт потужності газорозрядних ламп становить 0,7…0,9, а коефіцієнт потужності комплекту газорозрядна лампа – баластовий опір – 0,4…0,9.