Индукционные светильники принцип работы

Индукционная лампа, как альтернатива светодиодной

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.

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 высокочастотное электромагнитное поле, 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 светодиодными, 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 энергосберегающая лампа той же мощности, стоит 100-150 руб. Делайте свой выбор сами.

Виды и характеристики индукционных ламп, достоинства и недостатки

Индукционная лампа (ИЛ) – это газоразрядная лампа без электродов внутри колбы. Принцип действия и свечение основано на плазме, которая формируется под действием высокочастотного магнитного поля. Более подробно индукционные лампы разберем в статье.

Немного истории индукционных ламп

Первый безэлектродный разряд был получен немецким ученым И. В. Хитторфом в 1884 году. Несколько десятилетий другие ученые пытались повторить эксперимент Хитторфа, не у всех это получалось. В начале 20 века американский изобретатель П.С. Хьюитт получил патент на безэлектродный источник света, но выпускать такие световые приборы начали только в 30-х годах. В 1938 году третий ученый К. Ле Бел придумал заполнять колбу безэлектродного светильника парами ртути.

В 60-х годах 20 века индукционные источники света уже разделились на три типа: лампа с «внутренней полостью», трансформаторная лампа и компактная люминесцентная лампа со встроенным пускорегулирующим устройством (ЭПРА).

В 80-х годов разрабатываются безэлектродные источники света, в которых свечение основано на плазме индукционного разряда, возбуждаемого высокочастотным индуктором. Такие ИЛ довольно просты в конструкции, хорошо светят, долго служат и экономят электроэнергию.

Устройство и принцип работы индукционных ламп

Конструкция ИЛ с внутренним и внешним индуктором

Индукционная лампа состоит из газоразрядной трубки, индукционной катушки и генератора высокочастотного тока. В некоторых моделях добавляется сердечник или ферромагнитный экран для снижения рассеивания магнитного поля.

Колба ИЛ покрыта изнутри люминофором и обычно заполнена смесью аргона с парами ртути. В особых случаях применяется другая смесь: ксенон-аргон-криптон-неон.

Индукционная катушка является первичной обмоткой трансформатора, а полость колбы с ионизированным газом – вторичный виток.

Подключение ИЛ к сети происходит через балласт:

Электрическая схема подключения ИЛ

Балласт подключается к источникам напряжения: постоянного или переменного. Балласты работают при разных значениях напряжения.

Генератор нужен для запитывания катушки индуктивности высокочастотным током (от 190 кГц до 2,65 МГц). При этом напряженность электрического поля повышается до степени возникновения электрического пробоя – газовая смесь переходит в низкотемпературную плазму. Плазма – хороший проводник тока. Внутри колбы начинает протекать ток, и от этого выделяется энергия. Выделенная энергия возбуждает атомы газовой смеси, которые начинают излучать фононы. Причем длина волны излучения атомов ртути лежит в ультрафиолетовом спектре, то есть не видимом человеческому глазу. Для перевода излучения в видимое световое применяют люминофор, который наносится на внутреннюю поверхность колбы.

Отсутствие в конструкции ИЛ электродов предотвращает их постепенное разрушение и осаждение материала электродов на стенках колбы. За счет этого значительно вырастает период использования индукционных источников света: до 120000 часов, что является максимальным из всех видов осветительных приборов.

Классификация и технические характеристики

Разные формы ИЛ

ИЛ разделяют по форме колбы, способам установки электронных устройств: генераторов и катушек.

По способу размещения электронных устройств выделяют ИЛ с:

• Внешним генератором: лампа и генератор являются раздельными устройствами;
• Встроенным генератором: лампа и генератор объединены в одном корпусе;
• Внешней индукции: катушка располагается вокруг колбы;
• Внутренней индукции: катушка размещается внутри колбы.

По форме колбы изготавливают следующие источники света:

• Круглые (ИЛК). Представляют собой кольцо. Характеризуются высокой светоотдачей, различными цветовыми температурами, равномерным световым потоком.
• Шаровидные (ИЛШ). Изготавливаются для замены ламп накаливания большой мощности.
• U-образные (ИЛУ). Чаще всего изготавливаются с внешним генератором, светят белым светом.
• Кольцеобразные (ИЛБ, ИЛБК). Запускаются при низких температурах (-35⁰), спектр свечения — мягкий белый. Все электронные устройства встроены в колбу.

Характеристики ИЛ

Фитолампы светят синим и розовым спектром

Срок службы. Очень большой: 60000-150000 часов. Кроме высокочастотных серий ФБ и ВКсШ (50-150 часов).

Светоотдача. Высокая: 80-160 лм/Вт. Причем, чем выше мощность, тем больше световой поток. В течение эксплуатации светоотдача снижается незначительно: по заявлению производителей после 60000 часов наработки световой поток составляет более 70% от номинального.

Мощность. Диапазон составляет от 15 до 500 Вт. (Впрочем, иногда выпускаются более мощные исключительно промышленного назначения).

Индекс цветопередачи: выше 80.

Цветовая температура. Цвет свечения зависит от люминофора, применяемого для покрытия колбы. Как и у люминесцентных источников света цветовой диапазон довольно широк. Чаще всего встречаются лампы с теплым (3500 К), нейтральным (4100К, 5000 К) и холодным (6500 К) светом. Фитолампы для растений светят синим или розовым спектром в зависимости от назначения подсветки.

Диапазон рабочих температур: от -40⁰ до +60⁰С. Низкий нагрев колбы: 40-60⁰С.

Диммирование: яркость регулируется от 30 до 100%. ИЛ не требуют диммеров особых конструкций: подойдет простой регулятор, как для лампы накаливания.

Нечувствительность к скачкам напряжения электросети, так как безэлектродные источники света специально защищены от коротких замыканий и перепадов сети. Мгновенный розжиг.

Область применения

Ил могут использоваться как для внутреннего освещения, так и для внешнего. Их используют:

• для уличного освещения;
• в торговых центрах и гостиницах;
• в офисах;
• для освещения больших площадей цехов, промышленных зон и т.п.;
• для освещения оранжерей и теплиц; фитолампы;
• в спектрометрии для точечных источников ультрафиолетового излучения.

Однако из-за наличия электромагнитного излучения индукционные лампы не применяют в аэропортах, на железной дороге, в лабораториях и медицинских учреждениях.

Уличное и дорожное освещение

Одна из самых эффективных сфер применения ИЛ – дорожное освещение. При такой подсветке пешеходам и водителям обеспечивается хорошая видимость. А сами индукционные светильники энергоэффективны.

Индукционные дорожные светильники обеспечиваются надежным консольным креплением. Их монтируют на стандартные столбы и опоры в парках, скверах, площадях, дворах, шоссе, стоянках и т.д.

Поскольку ИЛ зажигаются мгновенно, то они хорошо совмещаются с датчиками движения и программируемым включением и выключением.

Преимущества и недостатки

Главными достоинствами индукционных ламп можно назвать:

• яркость;
• очень высокую светоотдачу;
• энергосбережение;
• моментальный розжиг и нечувствительность к частым включениям-выключениям;
• технически несложное диммирование;
• долгий срок службы;
• небольшая потеря яркости со временем эксплуатации;
• маленький нагрев колбы;
• разные цветовые температуры.

К недостаткам относятся:

• небезопасность при нарушении целостности колбы из-за паров ртути;
• сложности с утилизацией отработавших устройств;
• большие габариты ИЛ – не подходят для обычных бытовых светильников;
• механическая хрупкость колбы;
• невозможность работы в помещениях, оборудованных чувствительными электронными приборами из-за электромагнитных излучений ИЛ;
• ограничение по минимальному расположению вблизи людей из-за электромагнитного и ультрафиолетовых излучений: не менее метра от головы стоящего человека;
• высокая цена.

Индукционная лампа своими руками

При желании и наличии опыта работы с электротехникой можно попытаться сделать индукционную лампу самостоятельно. Однако качество самостоятельно изготовленного источника света будет сомнительным, так как в основе будет лежать обычная люминесцентная лампа со свойственными ей недостатками. Поэтому лучше потратиться и купить промышленно изготовленную индукционную лампу, чтобы наверняка получить заявляемые преимущества.

Выводы

Один из главных недостатков ИЛ – высокая цена. Стоят такие лампы от 1000 рублей. Производители дают большой гарантийный срок – целых 5 лет. Расчеты показывают, что затраты на приобретение одной ИЛ окупаются в течение 1-1,5 лет в зависимости от мощности и продолжительности работы.

Индукционное освещение заметно снижает потребление электричества. Следовательно, нагрузки на проводку будут минимальными. Это особенно актуально для освещения больших территорий: городских, промышленных и т.п.

В целом можно отметить, что наиболее перспективной областью применения ИЛ является именно освещение больших пространств. Использование ИЛ в быту ограничивается габаритами и вредным излучением: электромагнитного и ультрафиолетового. А для промышленных предприятий, народного хозяйства индукционные лампы хороший способ качественно и относительно недорого освещать большие территории.

Полезные видео

Особенности использования индукционных ламп: устройство

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.

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).

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.

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. 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.

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.

Индукционный светильник: устройство и принцип работы

Растущие требования к современным системам освещения заставляют потребителей искать новые технические средства обеспечения столь важной функции. Некоторое время назад состоялся переходный этап от классических ламп накаливания к ртутным и натриевым приборам. Такие устройства используются по сей день в разных вариантах, но их эксплуатация сопровождается существенными недостатками. В частности, ртутные светильники имеют серьезные ограничения по использованию и высокие требования к технической организации установки с дальнейшим обслуживанием из-за токсичности рабочей среды. Натриевые модели, в свою очередь, характеризуются перекосом в цветовых спектрах свечения. Двух обозначенных недостатков лишен индукционный светильник, который вполне может заменить и полноценные ртутные модели, и приборы с натриевой основой.

Устройство индукционных светильников

Несмотря на множество отличий в непосредственном рабочем процессе, индукционные устройства все же относятся к сегменту распространенных газоразрядных ламп. Главной же особенностью таких светильников является отсутствие электродов. Впрочем, и это отличие носит условный характер. Основу конструкции также составляет колба, в которой содержится плазма – она и выступает в качестве генератора световой энергии. Кроме того, индукционные лампы дополняются газовым баллоном, который располагается рядом с магнитной катушкой. Безэлектродными такие устройства называют по той причине, что прямой контакт рабочего элемента с газовой средой не предусматривается. Также отсутствие классических электродов из металла внутри баллона повышает эксплуатационный срок прибора. Как показывает практика, светильники такого типа не утилизируются вплоть до момента, пока не будет истрачен ресурс люминофора. Это соответствует примерно 100 000 часов эксплуатации устройства.

Принцип работы моделей с наружным генератором

Все светильники индукционного типа так или иначе работают в связке с генератором. Наиболее распространены устройства, которые эксплуатируются с подключением внешнего электронного прибора, вырабатывающего ток на высокой частоте. Энергия протекает по обмотке катушки, которой оснащен индукционный светильник, после чего лампа загорается. Атомы газа, возбуждаемые электричеством, наполняют ламповую полость, излучая фотоны с волнами, длина которых соответствует частицам наполняющей светильник плазмы.

Как правило, такие лампы содержат смеси, включающие аргон и ртуть. Первый газ добавляется как раз с целью упрощения зажигания при пониженной температуре. Эта функция уместна, если давления ртути недостаточно для выработки разряда, который активизирует индукционные светильники. Принцип работы таких устройств во многом схож с люминесцентными приборами по той причине, что в обоих случаях предполагается возможность люминофора, который обеспечивает формирование ультрафиолетового излучения.

Особенности устройств с интегрированным генератором

Светильники, работающие от внешнего отдельного генератора, зачастую не дополняются люминофорным покрытием. По этой причине они рассеивают только тот свет, выработку которого осуществляет ионизированная газообразная плазма. По общей классификации подобные модели можно отнести к газосветным лампам. К слову, индукционные светильники уличные нередко выполняются как раз по этому принципу — с наружным размещением электрогенератора. Связано это с высоким сроком эксплуатации и повышенной надежностью таких приборов – соответственно, они более устойчивы к повреждениям и другим внешним воздействиям.

Основные характеристики

Одной из главных характеристик светотехнических устройств является светоотдача. В данном случае номинальный показатель составляет порядка 80 лм/Вт. Производители также в некоторых версиях стремятся повышать мощность светильников, но это сказывается на сокращении рабочего ресурса приборов. К слову, по заявлениям изготовителей, средний эксплуатационный диапазон варьируется от 80 до 100 тысяч часов. Сами же пользователи в последние годы все чаще обращают внимание на временные ожидания включений и выключений светотехнических приборов. В этом плане индукционный светильник имеет преимущество даже в среде газоразрядных аналогов. Так, время полного остывания лампы после отключения электроэнергии составляет всего 5 мин. Что касается цветопередачи, то индукционные модели соответствуют по этой характеристике ртутным светильникам, так как содержат практически аналогичный наполнитель.

Эксплуатационные свойства индукционных ламп

Среди эксплуатационных особенностей выделяется способность ламп к диммированию, то есть изменению интенсивности излучения в широком спектре от 30 до 100%. Такая возможность, кстати, расширяет опции систем интеллектуального управления, которые могут применяться к тем же уличным приборам. Из этого преимущества следует еще одна отличительная черта. Связка прибора с автоматическими системами регуляции мощности и астрономическим таймером обеспечивает возможность оптимальной настройки светильника с точки зрения экономии энергии. Кроме того, индукционные лампы предусматривают расширение диапазона цветовых температур. Пользователь может выбирать мягкое и естественное излучение для жилого помещения или же холодную подсветку для уличных систем. Также предусматривается и возможность автоматической настройки в некоторых моделях.

Сферы применения

Высокая стабильность рабочих параметров газоразрядных ламп позволяет их использовать даже в узкоспециализированных сферах – к примеру, в спектрометрии, которая требует применения ультрафиолетового излучения. Также приборы индукционного типа задействуются в накачке лазерных установок для возбуждения газа. Но чаще всего такие модели все-таки используются в более привычных условиях. Например, для обеспечения внутреннего домашнего и наружного садового освещения. Отдельную нишу занимают светильники индукционные промышленные, которые отличаются высокой мощностью и более продолжительным сроком службы. Таким оборудованием оснащаются уличные коммуникации, тоннели с магистралями, производственные и складские объекты, стадионы и автостоянки.

Сколько стоит индукционный светильник?

Технологически процесс изготовления индукционных ламп достаточно сложен и небезопасен, если не соблюсти все требования к организации производства. Этим обуславливается узость сегмента, в котором реализуется данная продукция, а также высокая стоимость, по которой реализуются индукционные светильники. Цены в начальном классе варьируются в диапазоне 4-5 тыс. руб. Такой уровень заметно превышает стоимость светодиодных моделей. Даже в премиальных линейках LED-светильники для бытового использования оцениваются в 2-3 тыс. руб.

Впечатляют и ценники на специализированные и промышленные устройства индукционного типа. В частности, индукционные светильники ITL для уличного использования доступны в среднем за 10-15 тыс. руб.

Заключение

Оснащение больших площадей индукционной светотехникой, возможно, обойдется недешево – особенно по сравнению с традиционными прожекторами. Тем не менее, в долгосрочной перспективе такие лампы себя оправдывают и по финансовым показателям, и по удобству содержания. Кроме того, индукционный светильник обеспечивает качественный свет. Если стандартные галогенные или даже энергосберегающие устройства не идеальны с точки зрения восприятия глазом их излучения, то газоразрядные индукционные модели могут подстраивать параметры свечения под конкретные нужды. Причем регулируется и цветопередача, и степень интенсивности излучения.

Индукционная лампа чем отличается обычной. Индукционные светильники: принцип устройства и работы ламп

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 люминесцентной лампой, 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 светильника 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.

Принцип работы моделей с наружным генератором

Все светильники индукционного типа так или иначе работают в связке с генератором. Наиболее распространены устройства, которые эксплуатируются с подключением внешнего электронного прибора, вырабатывающего ток на высокой частоте. Энергия протекает по обмотке катушки, которой оснащен индукционный светильник, после чего лампа загорается. Атомы газа, возбуждаемые электричеством, наполняют ламповую полость, излучая фотоны с волнами, длина которых соответствует частицам наполняющей светильник плазмы.

Как правило, такие лампы содержат смеси, включающие аргон и ртуть. Первый газ добавляется как раз с целью упрощения зажигания при пониженной температуре. Эта функция уместна, если давления ртути недостаточно для выработки разряда, который активизирует индукционные светильники. Принцип работы таких устройств во многом схож с люминесцентными приборами по той причине, что в обоих случаях предполагается возможность люминофора, который обеспечивает формирование ультрафиолетового излучения.

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.

• О различных вариантах светильников для натяжных потолков читайте по этой ссылке.
• Об отечественных светильниках Технолюкс расскажет данная публикация.
• Выбору уличных настенных светильников посвящена эта статья.

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.

Основные характеристики

Одной из главных характеристик светотехнических устройств является светоотдача. В данном случае номинальный показатель составляет порядка 80 лм/Вт. Производители также в некоторых версиях стремятся повышать мощность светильников, но это сказывается на сокращении рабочего ресурса приборов. К слову, по заявлениям изготовителей, средний эксплуатационный диапазон варьируется от 80 до 100 тысяч часов. Сами же пользователи в последние годы все чаще обращают внимание на временные ожидания включений и выключений светотехнических приборов. В этом плане индукционный светильник имеет преимущество даже в среде газоразрядных аналогов. Так, время полного остывания лампы после составляет всего 5 мин. Что касается цветопередачи, то индукционные модели соответствуют по этой характеристике ртутным светильникам, так как содержат практически аналогичный наполнитель.

Преимущества и недостатки индукционных светильников

Основным недостатком индукционных светильников пользователи называют высокую стоимость. 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 трещин 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 перепады напряжения, 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.

Сферы применения

Высокая стабильность рабочих параметров газоразрядных ламп позволяет их использовать даже в узкоспециализированных сферах — к примеру, в спектрометрии, которая требует Также приборы индукционного типа задействуются в накачке лазерных установок для возбуждения газа. Но чаще всего такие модели все-таки используются в более привычных условиях. Например, для обеспечения внутреннего домашнего и наружного садового освещения. Отдельную нишу занимают светильники индукционные промышленные, которые отличаются высокой мощностью и более продолжительным сроком службы. Таким оборудованием оснащаются уличные коммуникации, тоннели с магистралями, производственные и складские объекты, стадионы и автостоянки.

Где можно устанавливать индукционные светильники?

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 освещения 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 в парниках и теплицах 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.

Принцип работы индукционной лампы.

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 (
— 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: