Transformator do lamp halogenowych: dlaczego jest potrzebny, zasada działania i zasady podłączenia
Lampy halogenowe można uznać za ulepszoną wersję zwykłych lamp żarowych.Działają w ten sam sposób, jednak ze względu na pewne cechy halogenów są bardziej ekonomiczne, trwalsze i dają światło przyjemne dla oka, ale jednocześnie jasne.
Producenci oferują dwie opcje halogenowych urządzeń oświetleniowych: wysokie i niskie napięcie. Aby ten ostatni działał poprawnie, wymagany jest transformator do lamp halogenowych. Powiemy Ci, jak wybrać i poprawnie podłączyć określone urządzenie.
Treść artykułu:
Dlaczego halogen potrzebuje transformatora?
Lampy halogenowe z powodzeniem konkurują z diodami LED. Pomimo najlepszych właściwości użytkowych tych ostatnich, często wygrywają halogeny, co tłumaczy się ich niższym kosztem i, co za tym idzie, dostępnością, a także niektórymi cechami wiązki światła diod LED, które mogą męczyć oczy.
Główną „kartą atutową” diod LED jest działanie bez ogrzewania, co umożliwia ich szerokie zastosowanie. Lampy halogenowe mają tę samą zaletę, ale tylko w przypadku lamp niskonapięciowych. Można je montować w pomieszczeniach wrażliwych na działanie wysokich temperatur. Na przykład w lampach wbudowanych w sufit.
Ale musisz zrozumieć, że niskonapięciowe lampy halogenowe mogą współpracować tylko z transformatorami. Te ostatnie są niezbędne do konwersji napięcia sieciowego na wartość akceptowalną dla lampy. Zwykle jest to 12 V.
Dodatkowo transformator chroni źródło światła przed skokami napięcia, przegrzaniem i zwarciami, a także może zapewnić możliwość płynnego włączania oświetlenia. Trzeba przyznać, że średnio lampy z transformatorami wytrzymują znacznie dłużej. Chociaż wiele zależy od ich jakości.
Jakie są rodzaje transformatorów?
Transformatory to urządzenia typu elektromagnetycznego lub elektronicznego. Różnią się nieco zasadą działania i niektórymi innymi cechami.
Opcje elektromagnetyczne zmieniają parametry standardowego napięcia sieciowego na charakterystykę odpowiednią do pracy halogeny niskonapięcioweurządzenia elektroniczne oprócz określonej pracy wykonują także konwersję prądu.
Toroidalne urządzenie elektromagnetyczne
Najprostszy transformator toroidalny składa się z dwóch uzwojeń i rdzenia. Ten ostatni nazywany jest również obwodem magnetycznym. Jest wykonany z materiału ferromagnetycznego, zwykle ze stali. Uzwojenia są umieszczone na pręcie.
Pierwotny jest podłączony odpowiednio do źródła energii, wtórny do konsumenta. Nie ma połączenia elektrycznego pomiędzy uzwojeniem wtórnym i pierwotnym.
Zatem moc jest przekazywana między nimi wyłącznie elektromagnetycznie. Aby zwiększyć sprzężenie indukcyjne między uzwojeniami, stosuje się obwód magnetyczny.Kiedy prąd przemienny jest przykładany do zacisku podłączonego do pierwszego uzwojenia, wytwarza on zmienny rodzaj strumienia magnetycznego wewnątrz rdzenia.
Ten ostatni zazębia się z obydwoma uzwojeniami i indukuje w nich siłę elektromotoryczną lub emf. Pod jego wpływem w uzwojeniu wtórnym powstaje prąd przemienny o napięciu innym niż napięcie w uzwojeniu pierwotnym.
W zależności od liczby zwojów określa się typ transformatora, który może być podwyższający lub obniżający, oraz współczynnik transformacji. W przypadku lamp halogenowych zawsze stosuje się wyłącznie urządzenia obniżające napięcie.
Zaletami urządzeń nawijających są:
- Wysoka niezawodność działania.
- Łatwe podłączenie.
- Niska cena.
Jednak transformatory toroidalne można znaleźć w nowoczesnych obwodach z lampy halogenowe dość rzadkie. Wyjaśnia to fakt, że ze względu na cechy konstrukcyjne takie urządzenia mają dość imponujące wymiary i wagę. Dlatego trudno je zamaskować np. przy aranżacji mebli czy oświetlenia sufitowego.
Do wad urządzeń tego typu należy również nagrzewanie się podczas pracy i wrażliwość na możliwe spadki napięcia w sieci, co negatywnie wpływa na żywotność lamp halogenowych.
Ponadto transformatory uzwojeniowe mogą buczeć podczas pracy, co nie zawsze jest dopuszczalne. Dlatego też urządzenia te stosowane są najczęściej w pomieszczeniach niemieszkalnych lub w obiektach przemysłowych.
Urządzenie impulsowe lub elektroniczne
Transformator składa się z rdzenia lub rdzenia magnetycznego i dwóch uzwojeń. W zależności od kształtu rdzenia i sposobu ułożenia na nim uzwojeń wyróżnia się cztery typy takich urządzeń: prętowe, toroidalne, pancerne i pancerne.
Liczba zwojów uzwojenia wtórnego i pierwotnego może być również inna. Zmieniając ich stosunki, uzyskuje się urządzenia obniżające i podwyższające.
Zasada działania transformatora impulsowego jest nieco inna. Do uzwojenia pierwotnego przykładane są krótkie impulsy jednobiegunowe, dzięki czemu rdzeń znajduje się stale w stanie namagnesowania.
Impulsy na uzwojeniu pierwotnym charakteryzują się krótkotrwałymi sygnałami prostokątnymi. Generują indukcyjność z tymi samymi charakterystycznymi spadkami.
One z kolei wytwarzają impulsy na uzwojeniu wtórnym.
Ta funkcja daje transformatorom elektronicznym szereg zalet:
- Lekki i kompaktowy.
- Wysoki poziom wydajności.
- Możliwość wbudowania dodatkowego zabezpieczenia.
- Rozszerzony zakres napięcia roboczego.
- Brak ogrzewania i hałasu podczas pracy.
- Możliwość regulacji napięcia wyjściowego.
Wśród wad warto zwrócić uwagę na regulowane minimalne obciążenie i dość wysoką cenę. To ostatnie wiąże się z pewnymi trudnościami w procesie wytwarzania takich urządzeń.
Zasady doboru sprzętu obniżającego
Wybierając transformator do halogenowych źródeł światła, należy wziąć pod uwagę wiele czynników.Warto zacząć od dwóch ważnych cech: napięcia wyjściowego urządzenia i jego mocy znamionowej.
Pierwszy musi ściśle odpowiadać napięciu roboczemu lamp podłączonych do urządzenia. Drugi określa całkowitą moc źródeł światła, z którymi będzie współpracował transformator.
Aby dokładnie określić wymaganą moc znamionową, zaleca się wykonanie prostych obliczeń. Aby to zrobić, należy zsumować moc wszystkich źródeł światła, które zostaną podłączone do urządzenia obniżającego napięcie. Do otrzymanej wartości należy dodać 20% „rezerwy” niezbędnej do prawidłowej pracy urządzenia.
Zilustrujmy to konkretnym przykładem. Aby oświetlić salon, planuje się montaż trzech grup lamp halogenowych: po siedem sztuk w każdej. Są to urządzenia punktowe o napięciu 12 V i mocy 30 W. Dla każdej grupy wymagane będą trzy transformatory. Wybierzmy ten właściwy. Zacznijmy od obliczenia mocy znamionowej.
Obliczmy i stwierdzmy, że całkowita moc grupy wynosi 210 W. Uwzględniając wymagany zapas mocy, otrzymujemy 241 W. Zatem dla każdej grupy potrzebny będzie transformator, którego napięcie wyjściowe wynosi 12 V, moc znamionowa urządzenia wynosi 240 W.
Te cechy spełniają zarówno urządzenia elektromagnetyczne, jak i impulsowe. Wybierając ten ostatni, należy zwrócić szczególną uwagę na moc znamionową. Należy go przedstawić w postaci dwóch liczb. Pierwszy wskazuje minimalną moc roboczą.
Musisz wiedzieć, że całkowita moc lamp musi być większa niż ta wartość, w przeciwnym razie urządzenie nie będzie działać.I mała uwaga od ekspertów dotycząca wyboru mocy. Ostrzegają, że moc transformatora podana w dokumentacji technicznej jest maksymalna.
Oznacza to, że w normalnych warunkach będzie produkować około 25-30% mniej. Dlatego konieczna jest tzw. „rezerwa” mocy. Ponieważ jeśli zmusisz urządzenie do pracy na granicy, nie będzie ono trwało długo.
Kolejny ważny niuans dotyczy wielkości wybranego transformatora i jego lokalizacji. Im mocniejsze urządzenie, tym jest ono masywniejsze. Dotyczy to zwłaszcza jednostek elektromagnetycznych. Wskazane jest natychmiastowe znalezienie odpowiedniego miejsca do jego instalacji.
Jeśli lamp jest kilka, użytkownicy często wolą podzielić je na grupy i zainstalować dla każdej osobny transformator. Wyjaśniono to bardzo prosto.
Po pierwsze, jeśli urządzenie obniżające ulegnie awarii, pozostałe grupy oświetleniowe będą działać normalnie. Po drugie, każdy z transformatorów zainstalowanych w takich grupach będzie miał mniejszą moc niż wspólny, który musiałby być zainstalowany dla wszystkich lamp. W związku z tym jego koszt będzie zauważalnie niższy.
Dwie możliwości podłączenia transformatora
Przed podłączeniem urządzenia obniżającego należy uzupełnić układ lamp, jeśli jest ich więcej niż dwie. Ponadto należy wybrać miejsce instalacji transformatora.
To ostatnie odbywa się z uwzględnieniem następujących zasad:
- Należy zapewnić swobodny dostęp do urządzenia, niezbędny do jego konserwacji lub wymiany.
- Jeżeli transformator znajduje się w zamkniętej przestrzeni, jego objętość nie może być mniejsza niż 10 litrów. Jest to konieczne, aby usunąć ciepło powstające podczas pracy urządzenia.
- Odległość urządzenia od najbliższej lampy halogenowej nie powinna być mniejsza niż 250 mm. Ma to na celu uniknięcie niepożądanego dodatkowego nagrzewania źródła światła.
Dopiero po ustaleniu lokalizacji transformatora i lamp można przystąpić do montażu i podłączenia.
W tym przypadku możliwe są dwie główne opcje, a tę drugą można zmodyfikować i wykorzystać do połączenia nie tylko dwóch grup lamp, ale także trzech lub więcej.
Obwód lamp z jednym transformatorem
Ta opcja jest uważana za optymalną dla czterech, maksymalnie pięciu źródeł światła. Jeśli lamp jest więcej, najlepiej podzielić je na grupy. Halogeny są połączone tylko równolegle. Należy to wziąć pod uwagę przy sporządzaniu diagramu. Kolejny ważny punkt.
Konieczne jest umieszczenie lamp tak, aby odległość od każdej z nich do transformatora była w przybliżeniu taka sama. Jest to niezbędne do prawidłowego działania urządzeń.
Jeśli są przewody o różnej długości, lampy będą świecić inaczej. Ten z krótszym drutem będzie świecił jaśniej. Urządzenie z długim kablem będzie świecić słabo.
Ponadto w tym drugim przypadku drut może również nagrzewać się podczas pracy, co jest wyjątkowo niepożądane.Eksperci zalecają zbudowanie obwodu tak, aby długość każdego z przewodów prowadzących do lamp nie przekraczała 200 mm. W takim przypadku przekrój kabla musi wynosić co najmniej 1,5 metra kwadratowego. mm.
Na korpusie transformatora znajdują się zaciski wyjściowe i wejściowe. Podstawowe są oznaczone N i L lub Wejście. Jest to wejście umieszczone po stronie 220 V. Trzeba pamiętać, że połączenie tutaj odbywa się za pomocą przełącznika jednoprzyciskowego.
Następnie przewody neutralny i fazowy w kolorze niebieskim i pomarańczowym lub brązowym wychodzące ze skrzynki rozdzielczej podłącza się do odpowiednich zacisków transformatora. Lampy halogenowe podłącza się do wtórnych zacisków wyjściowych lub do wyjścia urządzenia obniżającego napięcie.
W tym celu stosuje się wyłącznie druty miedziane o tym samym przekroju. Ważna uwaga. Jeżeli z jakiegoś powodu nie ma wystarczającej liczby zacisków transformatora, należy zamontować dodatkowe zaciski zaciskowe. Można je kupić w każdym specjalistycznym sklepie.
Dwie grupy lamp z dwoma transformatorami
To połączenie jest optymalne, jeśli jest więcej niż pięć lamp. Grupy mogą składać się z tej samej liczby lamp lub z różnych. To nie ma znaczenia. Najważniejsze jest to, że transformator jest odpowiednio wybrany dla każdego. Podobnie jak w przypadku opcji opisanej powyżej, należy zacząć od wykonania diagramu.
Przy wyborze miejsca na lampy obowiązują podobne zasady. Oznacza to, że długość wszystkich przewodów rozciągających się do nich od transformatora powinna być w przybliżeniu taka sama.
Może to być dość trudne. Następnie będziesz musiał dokonać pewnych korekt. Musisz to wiedzieć w przypadku drutów miedzianych o przekroju 1,5 metra kwadratowego. mm, co zaleca się stosować w tym przypadku, optymalna długość waha się od 150 do 300 cm Na taką odległość energia będzie przesyłana przy minimalnych stratach i bez zakłóceń.
Czasami ta długość jest wyraźnie niewystarczająca. W takim przypadku będziesz musiał wybrać drut o większym przekroju. Dla odległości od 300 do 400 cm wybiera się kabel o przekroju do 2,5 metra kwadratowego. mm. Jeżeli spodziewana jest jeszcze większa długość, co jest niepożądane, należy przeprowadzić specjalne obliczenia i określić odpowiedni przekrój za pomocą specjalnej tabeli.
Podłączenie do niego każdego z transformatorów i grup lamp odbywa się podobnie do metody opisanej powyżej. Oznacza to, że rdzeń neutralny ze skrzynki rozdzielczej jest podłączony do zacisków neutralnych transformatorów.
Przewód fazowy z przełącznika jest podłączony do kabli fazowych urządzeń obniżających napięcie. Teoretycznie można w ten sposób połączyć więcej niż dwie grupy lamp, jednak każda z nich posiada własny transformator.
Ważna uwaga. Dla każdego z urządzeń obniżających ułożony jest oddzielny kabel, który jest podłączony wyłącznie w skrzynce przyłączeniowej. Niektórzy „rzemieślnicy” wolą podłączać przewody gdzieś pod sufitem, ale nie korzystają ze skrzynki przyłączeniowej.
Jest to poważny błąd, który stoi w sprzeczności z PUE, które stanowi, że do każdego z odcinków połączeń kablowych należy zapewnić swobodny dostęp w celu kontroli, konserwacji i ewentualnych napraw. Dlatego jedyną słuszną opcją jest połączenie w puszce przyłączeniowej.
Eksperci podkreślają, że jeśli zamierza się połączyć grupę składającą się z dużej liczby lamp, istnieje możliwość umieszczenia skrzynki rozdzielczej pomiędzy lampami a wyjściem transformatora. Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli na urządzeniu obniżającym nie ma wystarczającej liczby zacisków lub jeśli istnieją ograniczenia w jego rozmieszczeniu.
Wybierając tę opcję, musisz wiedzieć, że przy tej samej mocy obwód niskiego napięcia przepuszcza więcej prądu niż obwód wysokiego napięcia. Na tej podstawie wymagane są dokładne obliczenia w celu określenia przekroju drutu. Dokonuje się tego poprzez obliczenie całkowitego prądu.
Zilustrujmy przykładem. Siedem źródeł światła 12V 35W należy podłączyć poprzez transformator. Lampy montuje się równolegle do skrzynki rozdzielczej. Trzeba się dowiedzieć przekrój drutu, który zostanie ułożony pomiędzy dystrybutorem a wyjściem bloku.
Aby to zrobić, najpierw pomnóż liczbę żarówek przez ich moc. Następnie wynikową wartość dzielimy przez napięcie robocze. Otrzymujemy około 29 A. Jest to siła prądu, która przejdzie przez okablowanie niskiego napięcia.
Korzystając z tabeli zależności przekroju przewodu od napięcia roboczego podanej w PUE, określamy odpowiedni przekrój przewodu. W naszym przypadku będzie to co najmniej 4 metry kwadratowe. mm. Jak widać obciążenie jest dość duże. Być może warto podzielić tę grupę lamp na jeszcze dwie.
Podczas instalowania dwóch grup żarówek halogenowych przez transformator można zastosować dwa rodzaje przełączników.Jeśli zainstalujesz model z jednym klawiszem, obie grupy można włączyć/wyłączyć tylko w tym samym czasie. Jeżeli wymagane jest oddzielne sterowanie grupami urządzeń oświetleniowych, można zamontować przełącznik dwuprzyciskowy.
Zalecenia praktyków
Praktykujący elektrycy często stają przed koniecznością zainstalowania halogenów niskiego napięcia, gdy okablowanie zostało już zainstalowane i działa prawidłowo. W takim przypadku nie zawsze możliwe jest równoległe podłączenie lamp do transformatora bez radykalnej zmiany okablowania.
Aby zminimalizować koszty, eksperci zalecają w tym przypadku podłączenie każdej lampy z własnym transformatorem. Z reguły będą to urządzenia o małej mocy i rozmiarach.
Jeśli wydaje się to marnotrawstwem, zamiast lamp niskonapięciowych można umieścić lampy halogenowe wysokiego napięcia 220 V. Ale w tym przypadku będziesz musiał wyposażyć je w urządzenie łagodnego rozruchu. Lub, opcjonalnie, jeśli pozwala na to konstrukcja lampy, można zastąpić lampy halogenowe diodami LED klasy ekonomicznej.
Z zabytkami dobór halogenów w sprawie montażu systemu oświetleniowego znajdziesz artykuł, który szczegółowo analizuje wszystkie aspekty tego zagadnienia.
Bardzo często planuje się regulację natężenia oświetlenia, w tym celu dodaje się je do ogólnego schematu Opornik. Trzeba wiedzieć, że większość transformatorów impulsowych nie jest przeznaczona do współpracy ze ściemniaczem.
Ponieważ to ostatnie negatywnie wpływa na działanie konwertera elektronicznego, ostatecznie znacznie skraca to żywotność podłączonych lamp halogenowych.
Z tego powodu najlepszą opcją do współpracy ze ściemniaczem jest toroidalny transformator elektromagnetyczny. I jeszcze jedna uwaga.
Elektrycy zdecydowanie zalecają, aby nie zapominać o serwisowaniu już zainstalowanych urządzeń obniżających napięcie. Optymalne jest przeprowadzanie ich rutynowego przeglądu co sześć miesięcy w celu sprawdzenia ich funkcjonalności. W przypadku zidentyfikowania problemów urządzenia są naprawiane lub wymieniane.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Wideo nr 1. Zapoznajmy się - transformatory Osram:
Wideo nr 2. Jak prawidłowo podłączyć transformator:
Wideo nr 3. Wszystko, co musisz wiedzieć o transformatorach do halogenowych źródeł światła:
Praktycznym rozwiązaniem do oświetlenia wpuszczanego są niskonapięciowe lampy halogenowe. Są uważane za budżetowy odpowiednik diod LED, znacznie przewyższający je jakością emitowanego światła.
Główną trudnością przy stosowaniu halogenów niskonapięciowych jest konieczność podłączenia transformatora obniżającego napięcie. Jeśli jednak wszystko zostanie wykonane poprawnie, oprawy oświetleniowe będą działać długo i bez problemów.
Czy masz doświadczenie w podłączaniu transformatora do obsługi żarówki halogenowej małej mocy? Czy znasz subtelności technologiczne, które przydadzą się odwiedzającym witrynę? Prosimy o pisanie komentarzy, udostępnianie przydatnych informacji i zamieszczanie zdjęć w bloku poniżej.