Lâmpadas de indução: dispositivo, tipos, âmbito e regras de escolha

Hoje, os consumidores estão cada vez mais escolhendo dispositivos de iluminação domésticos e industriais com eficiência energética. No entanto, além de economizar, a qualidade da luz de fundo também desempenha um papel importante. Uma alternativa digna às fontes de luz tradicionais são as lâmpadas de indução.

Eles emitem uma luz suave, agradável aos olhos, que não altera a percepção objetiva dos objetos. Vamos entender juntos o dispositivo e os princípios de operação das lâmpadas de indução.

Dispositivo e princípio de operação

A fonte de luz primária no bulbo de indução é um plasma criado artificialmente como resultado da ionização da mistura de gases pelo campo eletromagnético de RF.

A corrente gera um campo elétrico alternado, causando a ocorrência de uma descarga de gás em um balão de vidro. O mercúrio excitado gera radiação UV, que, graças ao fósforo, é convertida em luz visível.

As lâmpadas de indução pertencem à categoria de fontes luminosas de descarga em gás, mais sobre o que está escrito em essas coisas.

O design da lâmpada de indução inclui três elementos funcionais básicos:

• tubo de descarga de gás;
• bobina de indução de anel de ferrite;
• reator eletrônico.

Dentro do tubo existem gotas de amálgama de mercúrio. O balão em si é preenchido com um gás com baixa reatividade química - argônio / criptônio, e sua superfície interna é coberta com um fósforo inorgânico.

Uma bobina de indução e um eletroímã formam um campo magnético de alta frequência, sob a influência de que elétrons livres aceleram, colidem e excitam átomos de mercúrio.

Como resultado, a radiação ultravioleta é formada. Por um fósforo, ele se transforma em um brilho visível.

Como nas lâmpadas fluorescentes simples, a combinação de diferentes fósforos no revestimento do balão fornece uma iluminação de várias cores. Na maioria das vezes, são encontrados dispositivos com temperatura colorimétrica de 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K

O reator eletrônico é conectado a uma fonte de tensão de 12 V / 24 V DC ou a uma rede de tensão senoidal de 120 V / 220 V / 380 V.

O sistema de controle de partida transforma uma corrente alternada de 50 Hz em corrente contínua e, em seguida, em corrente de alta frequência de 190 kHz a 2,65 MHz.

Essa corrente de RF cria um campo magnético. Além disso, o motor de partida gera um forte pulso de partida, que acende uma fonte de luz de indução.

Para garantir uma operação estável do dispositivo de iluminação sem eletrodos, o sistema de controle também pode alterar a força da corrente elétrica e sua frequência através da bobina do indutor.

Para reduzir a dispersão do campo eletromagnético de alta frequência, as lâmpadas são equipadas com telas de ferrite e / ou núcleos especiais.

A principal diferença entre lâmpadas economizadoras de energia por indução de outras fontes de luz é a ausência de filamentos e cátodos térmicos de contato. Nas lâmpadas de indução, os eletroímãs estão localizados fora, ou seja, não há contato direto dos eletrodos com o meio de gás ionizado

Isso torna o cilindro do dispositivo de iluminação mais uniforme e aproximadamente igualmente carregado em temperatura.

Durante uma operação prolongada dessa iluminação, não é observado o rompimento do bulbo de vidro; com o tempo, o material do eletrodo não se deposita nas paredes.

A ausência de eletrodos incandescentes necessários para acender as lâmpadas convencionais permite uma vida incrivelmente longa das lâmpadas de indução - até 120.000 horas de operação.

Alguns fabricantes ainda reivindicam uma vida útil de até 150.000 horas. Este valor é 10 vezes a durabilidade do simples lâmpadas fluorescentes, descarga de gás LVD, mercúrio-tungstênio e iluminação de sódio.

Além disso, a vida útil das fontes de luz de indução é aproximadamente 2-3 vezes maior que a vida útil dos LEDs.

Variedades de lâmpadas de indução

Pela primeira vez, uma lâmpada sem eletrodos de contato foi demonstrada por Nikola Tesla em 1893 na Exposição Mundial em Chicago. O dispositivo de iluminação apresentado ao público foi alimentado pelo campo magnético da bobina de Tesla. E o primeiro protótipo confiável de uma fonte de luz de indução foi criado por John Melvin Anderson em 1967.

Classificação de lâmpadas sem eletrodos

Em 1994, a General Electric apresentou a lâmpada compacta de economia de energia GENURA com um gerador integrado de alta frequência na base.

A produção serial de lâmpadas fluorescentes de indução começou nos anos 90.

Hoje, os líderes na produção de iluminação com eficiência energética sem eletrodos são PHILIPS Lighting, GE Lighting e OSRAM Licht AGO. A tabela mostra os parâmetros e o custo de diferentes modelos de lâmpadas desses fabricantes

Dependendo do tipo de construção, as fontes de luz de indução são:

• com reator embutido - um gerador elétrico e uma lâmpada são combinados em uma unidade;
• com partida eletrônica separada - o gerador externo e a lâmpada são dispositivos explodidos.

Dependendo do método de colocação da bobina, essas lâmpadas também são divididas em dispositivos com um indutor externo (baixa frequência) e interno (alta frequência).

No primeiro caso, uma bobina com uma haste ferromagnética é torcida ao redor do cilindro. A frequência de operação de lâmpadas com indução externa está na faixa de 190-250 kHz.

Eles têm melhores condições para a troca intensa de calor com o meio ambiente, uma vez que a bobina fora da lâmpada selada dissipa facilmente o calor gerado pelo dispositivo. A vida útil dos dispositivos de baixa frequência é de até 120.000 horas.

No segundo caso, uma bobina de indução com um núcleo de ferida está localizada dentro de um bulbo de vidro. O calor gerado está na cavidade do dispositivo de iluminação e, portanto, as lâmpadas com indução interna são aquecidas com mais força.

Sua frequência de operação está na faixa de 2-3 MHz. O recurso dessas fontes de luz não excede 75.000 horas.

Na aparência, os dispositivos com um indutor interno se assemelham a lâmpadas de vácuo. Mas os modelos com um indutor externo têm a forma de um anel ou retângulo

As lâmpadas de alta e baixa frequência têm uma grande margem de segurança e uma longa vida útil.

Opções de execução e marcação

Atualmente, as empresas especializadas em iluminação lançaram a produção em massa de lâmpadas de indução de várias formas. Recursos de design e variantes de execução são rastreados em suas marcações.

Os dois primeiros caracteres alfabéticos do código determinam o tipo de dispositivo (lâmpada de indução IL), o terceiro indica a forma. Após a designação da carta, o poder é geralmente declarado.

ILK - lâmpadas de indução redondas. Eles têm alta emissão de luz e uma ampla gama de temperaturas espectrofotométricas. Adequado para instalação em lâmpadas redondas e ovais.

Tais fontes de luz são usadas ativamente para armazéns de iluminação, espaçosas lojas de produção e reparo, shopping centers, bases esportivas.

ILSH - lâmpadas em forma de bola. Eles são fabricados na forma tradicional de dispositivos convencionais de iluminação a vácuo de alta potência. Crie uma luz suave e acenda quase instantaneamente.

Adequado para substituição lâmpadas fontes de luz com baixo consumo de energia sem a necessidade de trocar a lâmpada.

O ILSH é instalado em holofotes para iluminação de hotéis e restaurantes, supermercados, bem como em lâmpadas de rua e industriais

ILU - lâmpadas em forma de u. Eles são dispositivos com um gerador separado. Eles emitem uma luz branca brilhante, não piscam durante a operação.

Eles são usados ​​para iluminar estádios, túneis, metrôs e rodovias, estandes de publicidade, letreiros e outros objetos.

ILB, ILBK - lâmpadas com a forma anular de uma lâmpada. Neles, o gerador, a bobina e o tubo são combinados em uma única unidade. Gera luz suave que não cega, de forma rápida e fácil, acende a temperaturas de até -35 ° C.

Construções semelhantes são usadas para iluminar hotéis e pregões, áreas e praças de parques e territórios domésticos particulares.

Separadamente, deve-se dizer sobre os fitolamps de indução para plantas. Eles diferem na forma do bulbo de vidro e na cor da radiação.

Diferentes modelos de phytolamps de indução são adequados para iluminar espaços verdes durante um certo período de crescimento e desenvolvimento. Séries desses produtos indicam TIL. As duas letras seguintes indicam um modelo de lâmpada específico.

A indução Phytolamps GP e VG destinam-se à iluminação de plantas na fase de crescimento vegetativo. O espectro de radiação azul prevalece neles.

Os dispositivos FL são utilizados na fase inicial da formação dos frutos, bem como para acelerar a formação das cores. Eles emitem luz vermelha.

As lâmpadas modelo KL são universais. Tais fontes de luz permitem controlar o crescimento das plantações. Eles geram luz vermelha saturada, necessária para o pleno desenvolvimento dos frutos das plantas e floração abundante.

Exemplos de rotulagem:

• ILK-40 - lâmpada de indução redonda de 40 W;
• O TILPVG-120 é um phytolamp de indução retangular com uma potência de 120 W, um modelo VG para o estágio inicial do crescimento vegetativo das plantas.

A radiação de uma lâmpada de indução corresponde ao espectro solar em 97% e, portanto, é excelente para a iluminação artificial de complexos de efeito estufa.

Benefícios do uso de IL

As lâmpadas sem eletrodos geram luz suave, confortável para a percepção dos olhos. Os tons das cores não estão distorcidos.

O brilho dessas lâmpadas pode ser alterado dentro de 30-100% com um simples interruptor mais não ofuscante para dispositivos com um filamento.

O teor de mercúrio no estado sólido nas lâmpadas de indução modernas é várias vezes menor do que nas lâmpadas a gás fluorescentes convencionais

Mesmo após 75.000 horas de operação, os dispositivos de indução mantêm o nível de potência da luz em cerca de 80-85% do original.

A luz do dia convencional LL perto do final de sua vida útil perde até 55% do brilho. Nos frascos, círculos escuros e opacos se formam com o tempo.

As vantagens do uso de lâmpadas sem eletrodo de indução:

• Eficiência de 90%;
• vida útil de até 150.000 horas;
• a saída de luz é superior a 90-160 lm / W;
• condições ideais para a percepção visual dos objetos;
• faixa de temperatura operacional de -35 ° C a +50 ° C;
• coeficiente de rendição de cores Ra˃80;
• indicadores de alta eficiência energética;
• aquecimento mínimo do frasco;
• número ilimitado de ciclos de partida / desligamento;
• falta de ondulação;
• a capacidade de ajustar a intensidade do brilho;
• O período de garantia é de 5 anos.

Os fabricantes afirmam que as fontes de luz de indução têm melhores características técnicas do que os LEDs e são várias vezes mais baratas. O consumo de energia desses tipos de lâmpadas é praticamente o mesmo.

Aplicação de lâmpadas sem eletrodos

Dispositivos de iluminação modernizados que não contêm cátodos e filamentos térmicos são usados ​​para iluminação interna e externa.

O escopo de uso de IL

As lâmpadas sem eletrodo possuem proteção integrada contra curto-circuito (curto-circuito) e picos de energia.

As luminárias de indução são resistentes a cargas de vibração e choques acidentais, funcionam de forma estável mesmo a baixas temperaturas do ar

Devido à alta emissão de luz com um pequeno consumo de eletricidade, eles são usados ​​em vários campos:

• organizar iluminação pública de alta qualidade;
• em complexos comerciais e hoteleiros;
• em centros de escritórios e instalações domésticas;
• para iluminar amplas oficinas e armazéns em instalações industriais;
• destacar estufas e estufas;
• para iluminar auto-estradas e túneis;
• para a organização de iluminação à prova de explosão no posto de gasolina.

Devido à estabilidade dos parâmetros, lâmpadas de mercúrio sem eletrodos são usadas como fontes pontuais de precisão da radiação UV na espectrometria.

Além disso, o princípio da excitação de gás de indução é aplicado no processo de bombeamento de energia de fontes externas para o ambiente de trabalho dos lasers.

No entanto, devido à presença de radiação eletromagnética de alta frequência, as lâmpadas de indução não são instaladas nas estações ferroviárias e nos aeroportos.

Além disso, essas lâmpadas podem causar interferência ao trabalhar com equipamentos médicos e de laboratório ultrassensíveis. Portanto, em salas com equipamentos especiais semelhantes, não é recomendável usá-los.

Iluminação rodoviária e rodoviária

A iluminação rodoviária mais eficaz pode fornecer às lâmpadas de rua lâmpadas com eficiência energética de indução. Esse tipo de iluminação garante visibilidade confortável para motoristas e pedestres.

As luzes de estrada têm uma montagem sólida em consola e são montadas em postes, bem como em postes padrão. Eles são usados ​​para iluminar áreas e praças do parque, ruas e praças, rodovias e estacionamentos, aterros, pátios.

O início instantâneo da IL minimiza as perdas de energia e permite que você use o sistema de iluminação da maneira mais eficiente possível. Isso torna possível organizar a iluminação usando sensores de movimento.

Um exemplo é o lançamento instantâneo de iluminação nas auto-estradas em locais onde carros e pedestres se deslocam.

Além disso, um sensor de movimento sensível pode ser combinado com um interruptor crepuscular programável.

O dispositivo é ajustado para valores de iluminação específicos. Se o nível de luz for insuficiente, o sensor dará um comando para acender as lâmpadas.

A capacidade de escurecer permite o uso bem-sucedido de sistemas inteligentes para o gerenciamento eficaz da iluminação pública.

Ao controlar o brilho das lâmpadas de indução com um regulador de energia e um temporizador astronômico, você pode obter economias reais em energia elétrica, além de reduzir significativamente os custos de manutenção.

A introdução de sistemas inteligentes permite monitorar o estado da iluminação, medir e analisar dados sobre o consumo de energia das luminárias.

Fontes de luz industriais seguras

O uso de dispositivos baseados em tecnologia de indução é uma solução econômica para a modernização de sistemas de iluminação de empresas industriais.

As lâmpadas de indução são de alta qualidade de construção e não requerem manutenção regular. Eles reduzem significativamente o consumo de eletricidade e ajudam a aumentar a lucratividade da produção.

Os dispositivos de iluminação industrial possuem uma classe de proteção IP54, que permite a operação mesmo em condições de poluição e alta umidade. Eles podem ser instalados em salas sem aquecimento e com pouca ventilação.

O vidro temperado em combinação com o isolamento de silicone protege de forma confiável a carcaça contra a entrada de impurezas e água estranhas.

Existem também modelos industriais de IL à prova de explosão. Eles não apenas fornecem iluminação de alta qualidade, mas também evitam a ocorrência de situações de risco de incêndio. Esses dispositivos aumentam o nível de segurança no local de trabalho.

Um revestimento de polímero anti-estático é aplicado ao caso de equipamentos à prova de explosão por indução.

Graças a esta composição, os dispositivos de iluminação são caracterizados por resistência ao choque e resistência a temperaturas negativas.

O revestimento especial intrinsecamente seguro não se deteriora, mesmo em um ambiente alcalino e ácido, e é capaz de manter suas propriedades por 30 anos.

Luz de fundo em estufas e estufas

O espectro da lâmpada de indução corresponde a 75% da radiação fotossinteticamente ativa necessária para o crescimento ativo e a longa floração das plantas.

É por isso que as lâmpadas do tipo sem eletrodo são usadas como fontes adicionais em estufas e estufas para iluminar caixas de cultivo padrão e compactas, iluminação direta, lateral e entre linhas das plantas.

A temperatura de operação dos dispositivos de iluminação por indução não excede 60 graus Celsius, o que permite que eles sejam localizados próximos a espaços verdes

O uso de tais lâmpadas em caixas de cultivo permite reduzir significativamente o custo dos tanques de refrigeração.

O uso de IL também permite pré-projetar e instalar separadamente a iluminação para cada zona da estufa.

Para corrigir e direcionar o máximo de luz para o setor desejado, use superfícies ópticas - telas. Eles focam a radiação em um site específico.

E com a ajuda de refletores especiais, a luz artificial é distribuída uniformemente por toda a altura dos espaços verdes.

Regras para escolher IL

Ao escolher dispositivos de iluminação por indução, é importante considerar seus recursos de design, características operacionais e o grau de segurança.

Somente com essa abordagem, a IL pode ser considerada uma aquisição que vale a pena.

Hoje em lojas especializadas não é difícil encontrar lâmpadas sem eletrodo de indução com potência de 15 W a 500 W. Mas existem outros mais poderosos projetados para várias necessidades de produção.

As lâmpadas ovais de bulbo estão disponíveis para equipamentos com os porta-lâmpadas E14, E27 e E40 padrão.

Existem também tipos retangulares e circulares especiais de dispositivos de iluminação por indução que podem funcionar em CA e CC.

Vale a pena notar que as lâmpadas de indução em forma de bola terão um tamanho maior do que os filamentos incandescentes convencionais, uma vez que o gerador de RF está escondido na base. Isso é importante a considerar ao comprar.

Todas as lâmpadas de indução e lâmpadas sem eletrodos passam por certificação obrigatória.

Portanto, podemos falar com segurança sobre sua segurança. O amálgama está em um frasco selado e, sujeito às regras básicas de operação, seu vazamento é excluído.

No entanto, deve ser entendido que, como lâmpadas fluorescentes padrão, as lâmpadas de indução requerem descarte apropriado devido à presença de compostos de mercúrio e componentes eletrônicos.

Uma amálgama sólida - uma liga de mercúrio com outros metais - pode ser reutilizada. O vidro da lâmpada também é entregue para reciclagem, mas separadamente do fósforo.

As lâmpadas com tecnologia de indução não são consideradas tipos de iluminação ambientalmente amigáveis ​​e, nesse critério, são muito inferiores aos LEDs.

Deve-se acrescentar que a lâmpada do tipo indução não atinge imediatamente seu fluxo luminoso estável. No início, distribui cerca de 80% da radiação total.

Para esse indicador atingir o máximo, uma lâmpada sem eletrodo precisa de 2 a 3 minutos. Durante esse período, a amálgama é aquecida o suficiente e a quantidade necessária de mercúrio é evaporada.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Lâmpadas de indução - uma nova geração de lâmpadas de descarga. O princípio de operação deste tipo de iluminação:

O que torna as lâmpadas de indução, características de lâmpadas desse tipo e escopo:

Vantagens do uso de fontes de luz de indução modernas em empresas industriais:

A instalação correta de lâmpadas de indução em conformidade com todos os padrões e normas permite o uso eficiente da tecnologia de economia de energia. Hoje, essas fontes de luz são uma alternativa razoável às abordagens tradicionais para a organização da iluminação.

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