Transformator för halogenlampor: varför du behöver det, funktionsprincipen och anslutningsregler

Relaterade videoklipp

Som ni vet används parallellkoppling av lampor ofta i vardagen. En seriekrets kan emellertid också användas och vara användbar.

Låt oss titta på alla nyanser av båda systemen, misstag som kan göras under montering och ge exempel på deras praktiska genomförande hemma.

Tänk i början på den enklaste monteringen av två glödlampor kopplade i serie.

• två lampor fastskruvade i socklar

• två strömkablar kommer ut ur patronerna

Vad behöver du för att seriekoppla dem? Det är inget komplicerat här. Ta bara vardera änden av tråden från varje glödlampa och vrid ihop dem.

På de två återstående ändarna måste du applicera en spänning på 220 volt (fas och noll).

Hur skulle ett sådant system fungera? När en fas appliceras på tråden passerar den genom glödtråden i en lampa, genom vridningen kommer den in i den andra glödlampan. Och möter sedan noll.

Varför används en så enkel anslutning praktiskt taget inte i lägenheter och hus? Detta förklaras av det faktum att lamporna i det här fallet kommer att brinna vid mindre än full värme.

I det här fallet kommer stressen att fördelas jämnt över dem. Till exempel, om dessa är vanliga glödlampor på 100 watt med en driftspänning på 220 volt, kommer var och en av dem att ha plus eller minus 110 volt.

Följaktligen kommer de att lysa mindre än hälften av sin ursprungliga kraft.

Grovt sett, om du kopplar två 100W lampor parallellt så kommer du att få en 200W lampa. Och om samma krets är monterad i serie, kommer lampans totala effekt att vara mycket mindre än effekten av bara en glödlampa.

Baserat på beräkningsformeln får vi att två glödlampor lyser med en effekt lika med: P=I*U=69,6W

Om de skiljer sig, låt oss säga att en av dem är 60W och den andra är 40W, då kommer spänningen på dem att fördelas annorlunda.

Vad ger detta oss i praktisk mening vid genomförandet av dessa system?

En lampa kommer att brinna bättre och ljusare, där glödtråden har mer motstånd.

Ta till exempel glödlampor som är radikalt olika i effekt - 25W och 200W och seriekopplade.

Vilken av dem kommer att lysa nästan med full intensitet? Den med P=25W.

Beräkning av transformatoreffekt för lampor och anslutningsschema

Olika transformatorer säljs idag, så det finns vissa regler för att välja önskad effekt. Ta inte en transformator för kraftfull.Den kommer att gå nästan tomgång. Brist på ström kommer att leda till överhettning och ytterligare fel på enheten.

Du kan själv beräkna kraften på transformatorn. Problemet är ganska matematiskt och inom varje nybörjare elektrikers makt. Till exempel måste du installera 8 spothalogener med en spänning på 12 V och en effekt på 20 watt. Den totala effekten i detta fall blir 160 watt. Vi tar med en marginal på 10% ungefär och skaffar oss en effekt på 200 watt.

Schema nr 1 ser ut ungefär så här: det finns en engångsomkopplare på linje 220, medan de orangea och blå ledningarna är anslutna till transformatoringången (primära terminaler).

På 12-voltsledningen är alla lampor anslutna till en transformator (till de sekundära terminalerna). De anslutande koppartrådarna måste nödvändigtvis ha samma tvärsnitt, annars kommer ljusstyrkan på glödlamporna att vara annorlunda.

Ett annat villkor: tråden som ansluter transformatorn till halogenlamporna måste vara minst 1,5 meter lång, helst 3. Om du gör den för kort kommer den att börja värmas upp och ljusstyrkan på glödlamporna minskar.

Schema nr 2 - för anslutning av halogenlampor. Här kan du göra det annorlunda. Bryt till exempel sex lampor i två delar. För varje, installera en nedtrappningstransformator. Riktigheten av detta val beror på det faktum att om en av strömförsörjningarna går sönder kommer den andra delen av armaturerna fortfarande att fungera. Effekten för en grupp är 105 watt. Med en liten säkerhetsfaktor får vi att du behöver köpa två 150-watts transformatorer.

Råd! Driv varje nedtrappningstransformator med dina egna ledningar och anslut dem i kopplingsdosan. Lämna anslutningarna fria.

Regler för val av nedtrappningsutrustning

Att välja en transformator för halogenljuskällor typ, finns det många faktorer att ta hänsyn till. Det är värt att börja med två viktigaste egenskaperna: enhetens utspänning och dess märkeffekt. Den första måste strikt överensstämma med driftsspänningen för lamporna som är anslutna till enheten. Den andra bestämmer den totala effekten av ljuskällorna som transformatorn kommer att arbeta med.

Det finns alltid en märkning på transformatorhöljet, efter att ha studerat vilket du kan få fullständig information om enheten

För att exakt bestämma den erforderliga märkeffekten är det önskvärt att göra en enkel beräkning. För att göra detta måste du lägga till kraften för alla ljuskällor som kommer att anslutas till nedtrappningsenheten. Till det erhållna värdet, lägg till 20% av "marginalen" som krävs för att enheten ska fungera korrekt.

Låt oss illustrera med ett specifikt exempel. För att belysa vardagsrummet är det planerat att installera tre grupper av halogenlampor: sju i varje. Dessa är punktenheter med en spänning på 12 V och en effekt på 30 watt. Du behöver tre transformatorer för varje grupp. Låt oss välja rätt. Låt oss börja med beräkningen av märkeffekten.

Vi räknar ut och får att den totala effekten för gruppen är 210 watt. Med hänsyn till den nödvändiga marginalen får vi 241 watt. För varje grupp krävs alltså en transformator, vars utspänning är 12 V, enhetens märkeffekt är 240 W.

Både elektromagnetiska och pulsanordningar är lämpliga för dessa egenskaper.

Om du stoppar ditt val på det senare måste du vara särskilt uppmärksam på märkeffekten.Det måste presenteras som två siffror.

Den första indikerar den lägsta drifteffekten. Du måste veta att lampornas totala effekt måste vara större än detta värde, annars fungerar inte enheten.

Och en liten notis från experterna angående val av kraft. De varnar för att transformatorns effekt, som anges i den tekniska dokumentationen, är maximal. Det vill säga, i normalt tillstånd kommer det att ge ut någonstans 25-30% mindre. Därför är den så kallade "reserven" av makt nödvändig. För om du tvingar enheten att arbeta på gränsen för dess kapacitet, kommer den inte att hålla länge.

För långvarig drift av halogenlampor är det mycket viktigt att korrekt välja kraften hos nedtrappningstransformatorn. Samtidigt måste den ha en viss "marginal" så att enheten inte fungerar på gränsen för dess kapacitet. En annan viktig nyans gäller dimensionerna på den valda transformatorn och dess placering.

Ju kraftfullare enheten är, desto mer massiv är den. Detta gäller särskilt för elektromagnetiska enheter. Det är tillrådligt att omedelbart hitta en lämplig plats för installationen. Om det finns flera armaturer föredrar användare ofta att dela in dem i grupper och installera en separat transformator för varje

En annan viktig nyans gäller storleken på den valda transformatorn och dess placering. Ju kraftfullare enheten är, desto mer massiv är den. Detta gäller särskilt för elektromagnetiska enheter. Det är tillrådligt att omedelbart hitta en lämplig plats för installationen. Om det finns flera armaturer föredrar användare ofta att dela in dem i grupper och installera en separat transformator för varje.

Detta förklaras väldigt enkelt. För det första, om nedtrappningsanordningen misslyckas, kommer resten av belysningsgrupperna att fungera normalt.För det andra kommer var och en av transformatorerna som installeras i sådana grupper att ha mindre effekt än den totala som skulle behöva levereras för alla lampor. Därför kommer dess kostnad att bli märkbart lägre.

Vad är transformatorer

Transformatorer är enheter av elektromagnetisk eller elektronisk typ. De skiljer sig något i funktionsprincipen och några andra egenskaper. Elektromagnetiska alternativ ändrar parametrarna för standardnätspänningen till egenskaper som är lämpliga för drift av halogener, elektroniska enheter, förutom det specificerade arbetet, utför också strömomvandling.

Toroidformad elektromagnetisk anordning

Den enklaste ringkärltransformatorn är sammansatt av två lindningar och en kärna. Den senare kallas också en magnetisk krets. Den är gjord av ett ferromagnetiskt material, vanligtvis stål. Lindningarna placeras på stången. Den primära är kopplad till energikällan, den sekundära respektive till konsumenten. Det finns ingen elektrisk förbindelse mellan sekundär- och primärlindningarna.

Trots den låga kostnaden och tillförlitligheten i drift används den toroidformade elektromagnetiska transformatorn sällan idag vid anslutning av halogenlampor.

Således överförs kraften mellan dem endast elektromagnetiskt. För att öka den induktiva kopplingen mellan lindningarna används en magnetisk krets. När en växelström appliceras på terminalen som är ansluten till den första lindningen, bildar den ett magnetiskt flöde av växeltyp inuti kärnan. Den senare låser ihop med båda lindningarna och inducerar en elektromotorisk kraft eller EMF i dem.

Under dess inflytande skapas en växelström i sekundärlindningen med en spänning som skiljer sig från den som var i primärlindningen.Beroende på antalet varv ställs typen av transformator in, som kan vara steg upp eller ned, och transformationsförhållandet. För halogenlampor används alltid endast nedtrappningsanordningar.

Fördelarna med lindningsanordningar är:

• Hög tillförlitlighet i arbetet.
• Enkel anslutning.
• Låg kostnad.

Däremot kan ringkärltransformatorer hittas i modern kretsar med halogenlampor sällsynt nog. Detta beror på det faktum att på grund av designfunktionerna har sådana enheter ganska imponerande dimensioner och vikt. Därför är det svårt att dölja dem när man till exempel ordnar möbler eller takbelysning.

Den största nackdelen med toroidformade elektromagnetiska transformatorer är kanske massivitet och betydande dimensioner. De är extremt svåra att dölja om dold installation är nödvändig.

Också nackdelarna med enheter av denna typ inkluderar uppvärmning under drift och känslighet för eventuella spänningsfall i nätverket, vilket negativt påverkar halogenernas livslängd. Dessutom kan lindningstransformatorer brumma under drift, detta är inte alltid acceptabelt. Därför används enheterna mest i lokaler som inte är bostäder eller i industribyggnader.

Puls eller elektronisk enhet

Transformatorn består av en magnetisk kärna eller kärna och två lindningar. Beroende på kärnans form och hur lindningarna är placerade på den, urskiljs fyra typer av sådana anordningar: stång, toroidal, bepansrad och bepansrad stav. Antalet varv av sekundär- och primärlindningarna kan också vara olika. Genom att variera deras förhållanden erhålls nedstegs- och uppstegsanordningar.

I utformningen av en pulstransformator finns det inte bara lindningar med en kärna, utan också en elektronisk fyllning. Tack vare detta är det möjligt att integrera skyddssystem mot överhettning, mjukstart och annat

Funktionsprincipen för en transformator av pulstyp är något annorlunda. Korta unipolära pulser appliceras på primärlindningen, på grund av vilka kärnan ständigt är i ett magnetiseringstillstånd. Pulserna på primärlindningen karakteriseras som kortsiktiga fyrkantvågssignaler. De genererar induktans med samma karakteristiska fall.

De skapar i sin tur impulser på sekundärspolen. Denna funktion ger elektroniska transformatorer ett antal fördelar:

• Lätt vikt och kompakt.
• Hög effektivitetsnivå.
• Möjlighet att bygga ytterligare skydd.
• Utökat driftspänningsområde.
• Ingen värme eller buller under drift.
• Möjligheten att justera utspänningen.

Bland bristerna är det värt att notera den reglerade minimibelastningen och det ganska höga priset. Det senare är förknippat med vissa svårigheter i tillverkningsprocessen för sådana anordningar.

Förare

Användningen av en drivrutin istället för en transformatorenhet beror på särdragen i driften av LED, som en integrerad del av modern belysningsutrustning. Saken är att vilken lysdiod som helst är en icke-linjär belastning, vars elektriska parametrar ändras beroende på driftsförhållandena.

Ris. 3. Volt-ampere karakteristik för lysdioden

Som du kan se, även med små spänningsfluktuationer, kommer en betydande förändring i strömstyrkan att inträffa. Särskilt tydligt känns sådana skillnader av kraftfulla lysdioder.Det finns också ett temperaturberoende i arbetet, därför, från uppvärmning av elementet, minskar spänningsfallet och strömmen ökar. Detta driftsätt har en extremt negativ effekt på driften av lysdioden, varför den misslyckas snabbare. Du kan inte ansluta den direkt från nätlikriktaren, för vilken drivrutiner används.

Det speciella med LED-drivrutinen är att den producerar samma ström från utgångsfiltret, oavsett storleken på spänningen som appliceras på ingången. Strukturellt modernt drivrutiner för anslutning av lysdioder kan utföras både på transistorer och mikrochip baserad. Det andra alternativet vinner mer och mer popularitet på grund av förarens bättre egenskaper, enklare kontroll av driftsparametrarna.

Följande är ett exempel på ett driftschema för föraren:

Ris. 4. Exempel på drivrutinskrets

Här tillförs ett variabelt värde till ingången på nätspänningslikriktaren VDS1, sedan överförs den likriktade spänningen i drivenheten genom utjämningskondensatorn Cl och halvarmen R1 - R2 till BP9022-chippet. Den senare genererar en serie PWM-pulser och sänder den genom en transformator till utgångslikriktaren D2 och utgångsfiltret R3 - C3, som används för att stabilisera utgångsparametrarna. På grund av införandet av ytterligare motstånd i mikrokretsens kraftkrets kan en sådan förare justera uteffekten och styra ljusflödets intensitet.

Enhet och funktionsprincip

Elektroniska och elektromagnetiska modeller av transformatorer skiljer sig både i sin design och i funktionsprincipen, därför bör de övervägas separat:

Transformatorn är elektromagnetisk.

Som redan nämnts ovan är grunden för denna design en toroidkärna gjord av elektriskt stål, på vilken de primära och sekundära lindningarna är lindade. Det finns ingen elektrisk kontakt mellan lindningarna, anslutningen mellan dem utförs med hjälp av ett elektromagnetiskt fält, vars verkan beror på fenomenet elektromagnetisk induktion. Diagrammet för den nedtrappade elektromagnetiska transformatorn visas i figuren nedan, där:

• primärlindningen är ansluten till ett 220 volts nätverk (U1 i diagrammet) och en elektrisk ström "i1" flyter i den;
• när spänning appliceras på primärlindningen bildas en elektromotorisk kraft (EMF) i kärnan;
• EMF skapar en potentialskillnad på sekundärlindningen (U2 i diagrammet) och, som ett resultat, närvaron av en elektrisk ström "i2" med en ansluten last (Zn i diagrammet).

Elektronisk och kretsschema för en ringkärltransformator

Det specificerade spänningsvärdet på sekundärlindningen skapas genom att linda ett visst antal trådvarv på enhetens kärna.

Transformatorn är elektronisk.

Utformningen av sådana modeller ger förekomsten av elektroniska komponenter, genom vilka spänningsomvandling utförs. I diagrammet nedan appliceras spänningen på det elektriska nätverket till enhetens ingång (INPUT), varefter den omvandlas till en konstant med hjälp av en diodbrygga, på vilken enhetens elektroniska komponenter fungerar.

Styrtransformatorn är lindad på en ferritring (lindningar I, II och III), och det är dess lindningar som styr transistorernas drift och ger också kommunikation med utgångstransformatorn som matar ut den konverterade spänningen till enhetens utgång (PRODUKTION).Dessutom innehåller kretsen kondensatorer som ger den erforderliga formen på utspänningssignalen.

Schematisk bild av en elektronisk transformator 220 till 12 volt

Ovanstående elektroniska transformatorkrets kan användas för att ansluta halogenlampor och andra ljuskällor som arbetar med en spänning på 12 volt.

Hjälpsamma ledtrådar

När du ansluter halogenlampor måste du följa de användbara tipsen:

• Ofta tillverkas armaturer med icke-standardiserade trådmärkningar. Detta tas med i beräkningen vid anslutning av fas och noll. Fel anslutning kommer att orsaka problem.
• Vid installation av armaturer genom en dimmer bör speciella LED-lampor också användas.
• Ledningarna måste vara jordade.
• Utgångsledningen bör inte vara längre än 2 meter, annars kommer det att bli en strömförlust och lamporna lyser mycket svagare.
• Transformatorn bör inte överhettas, för detta installeras de inte närmare än 20 centimeter från själva belysningsanordningen.

• När transformatorn är placerad i ett litet hålrum måste belastningen minskas till 75 procent.
• Installation av spotlights görs efter fullständig ytbehandling.
• Installation av halogenstrålkastare kan göras oberoende, enligt installationsreglerna.
• Om lampan är fyrkantig skärs först en cirkel ut med en krona, och sedan skärs hörnen (för plast, gipsskivor undertak).
• När du installerar i badrummet måste du använda en transformator på 12 V. En sådan spänning kommer inte att skada en person.

Vi rekommenderar dig att titta på videoinstruktionen:

Steg-down transformator anslutningsschema

Hur man ansluter en 220 till 12 volts transformator är av intresse för många. Allt görs enkelt.Föreslår algoritmen för åtgärdsmarkering vid anslutningspunkterna. Utgångarna på anslutningspanelen med kontaktledningarna till konsumentenheten är markerade med latinska bokstäver. De terminaler som nollledaren är ansluten till är markerade med symbolerna N eller 0. Effektfasen är betecknad L eller 220. Utgångsterminalerna är markerade med siffrorna 12 eller 110. Det återstår att inte blanda ihop terminalerna och svara på frågan om hur man ansluter en nedtrappningstransformator 220 med praktiska åtgärder.

Fabriksmärkningen av terminalerna säkerställer säker anslutning av en person som inte är bekant med sådana åtgärder. Importerade transformatorer klarar inhemsk certifieringskontroll och utgör ingen fara under drift. Anslut produkten till 12 volt enligt principen som beskrivs ovan.

Nu är det klart hur en fabrikstillverkad nedtrappningstransformator ansluts. Det är svårare att bestämma sig för en hemgjord enhet. Svårigheter uppstår när de under installationen av enheten glömmer att markera terminalerna

För att göra anslutningen utan fel är det viktigt att lära sig hur man visuellt bestämmer tjockleken på ledningarna. Primärspolen är gjord av tråd med en mindre sektion än ändlindningen

Anslutningsschemat är enkelt.

Det är nödvändigt att lära sig regeln enligt vilken det är möjligt att erhålla en ökad elektrisk spänning, enheten är ansluten i omvänd ordning (spegelversion).

Principen för driften av en nedtrappningstransformator är lätt att förstå.Det har fastställts empiriskt och teoretiskt att kopplingen på elektronnivån i båda spolarna ska uppskattas som skillnaden mellan den magnetiska flödeseffekten som skapar kontakt med båda spolarna och elektronflödet som uppstår i en lindning med ett mindre antal varv . Genom att ansluta plintspolen finner man att en ström uppstår i kretsen. Det vill säga att de får el.

Och här är det en elektrisk kollision. Det beräknas att energin som tillförs från generatorn till primärspolen är lika med energin som riktas in i den skapade kretsen. Och detta händer när det inte finns någon metall, galvanisk kontakt mellan lindningarna. Energi överförs genom att skapa ett kraftfullt magnetiskt flöde med varierande egenskaper.

Inom elektroteknik finns en term "förlust". Det magnetiska flödet längs vägen tappar kraft. Och det är dåligt. Transformatorenhetens designfunktion korrigerar situationen. De skapade designerna av magnetiska metallbanor tillåter inte spridningen av det magnetiska flödet längs kretsen. Som ett resultat är de magnetiska flödena för den första spolen lika med värdena för den andra eller nästan lika.

Hur de fungerar

Strukturellt är alla belysningselement med glödtråd desamma och består av en bas, en glödtrådskropp med en glödtråd och en glaslampa. Men halogenlampor skiljer sig i innehållet av jod eller brom.

Deras funktion är som följer. Volframatomerna som utgör glödtråden frigörs och reagerar med halogener - jod eller brom (detta förhindrar att de avsätts på insidan av kolvens väggar), vilket skapar en ljusström. Att fylla med gas förlänger källans livslängd avsevärt.

Sedan sker den omvända utvecklingen av processen - hög temperatur gör att nya föreningar bryts ner i sina beståndsdelar. Volfram frigörs på eller nära ytan av filamentet.

Denna funktionsprincip gör ljusflödet mer intensivt och förlänger livslängden på halogenlampan (12 volt eller högre - det spelar ingen roll, påståendet är sant för alla typer)

Syftet med ballast

Obligatoriska elektriska egenskaper för en dagsljusarmatur:

1. Förbrukad ström.
2. startspänning.
3. Aktuell frekvens.
4. Nuvarande toppfaktor.
5. Belysningsnivå.

Induktorn ger en hög initial spänning för att initiera glödurladdningen och begränsar sedan snabbt strömmen för att säkert bibehålla den önskade spänningsnivån.

Huvudfunktionerna hos ballasttransformatorn diskuteras nedan.

Säkerhet

Ballasten reglerar växelströmmen för elektroderna. När växelström passerar genom induktorn stiger spänningen. Samtidigt är strömstyrkan begränsad, vilket förhindrar en kortslutning, vilket leder till att lysröret förstörs.

Katoduppvärmning

För att lampan ska fungera krävs en högspänningsstöt: det är då som gapet mellan elektroderna bryts ner och bågen tänds. Ju kallare lampan är, desto högre spänning krävs. Spänningen "skjuter" strömmen genom argon. Men gasen har ett motstånd som är högre ju kallare gasen är. Därför krävs det att skapa en högre spänning vid lägsta möjliga temperaturer.

För att göra detta måste du implementera ett av två scheman:

• med en startströmbrytare (starter) som innehåller en liten neon- eller argonlampa med en effekt på 1 W.Det värmer bimetallremsan i startmotorn och underlättar initieringen av en gasurladdning;
• volframelektroder genom vilka ström passerar. I detta fall värms elektroderna upp och joniserar gasen i röret.

Säkerställer en hög spänningsnivå

När kretsen bryts avbryts magnetfältet, högspänningspuls skickas genom lampan, och en urladdning exciteras. Följande högspänningsgenereringsscheman används:

1. Förvärmning. I detta fall värms elektroderna tills urladdningen initieras. Startomkopplaren stängs så att ström kan flyta genom varje elektrod. Startströmbrytaren kyls snabbt, öppnar strömbrytaren och startar matningsspänningen på ljusbågsröret, vilket resulterar i en urladdning. Under drift tillförs ingen hjälpström till elektroderna.
2. Snabbstart. Elektroderna värms upp konstant, så ballasttransformatorn inkluderar två speciella sekundärlindningar som ger en låg spänning på elektroderna.
3. Omedelbar start. Elektroderna värms inte upp innan arbetet påbörjas. För snabbstarter ger transformatorn en relativt hög startspänning. Som ett resultat exciteras urladdningen lätt mellan de "kalla" elektroderna.

Strömbegränsning

Behovet av detta uppstår när en belastning (till exempel en ljusbågsurladdning) åtföljs av ett spänningsfall vid terminalerna när strömmen ökar.

Processstabilisering

Det finns två krav för lysrör:

• för att starta ljuskällan behövs ett högspänningshopp för att skapa en båge i kvicksilverånga;
• när lampan väl startas ger gasen ett minskande motstånd.

Dessa krav varierar beroende på källans effekt.