Transformátor pre halogénové žiarovky: prečo je to potrebné, princíp fungovania a pravidlá pripojenia
Halogénové žiarovky možno považovať za vylepšenú verziu bežných žiaroviek.Fungujú rovnako, ale vďaka niektorým vlastnostiam halogénov sú ekonomickejšie, odolnejšie a produkujú svetlo, ktoré je príjemné na pohľad, no zároveň jasné.
Výrobcovia ponúkajú pre halogénové osvetľovacie zariadenia dve možnosti: vysokonapäťové a nízkonapäťové. Aby tieto správne fungovali, je potrebný transformátor pre halogénové žiarovky. Povieme vám, ako vybrať a správne pripojiť určené zariadenie.
Obsah článku:
Prečo halogén potrebuje transformátor?
Halogénové žiarovky úspešne konkurujú LED. Napriek ich najlepším výkonnostným charakteristikám často vyhrávajú halogény, čo sa vysvetľuje ich nižšou cenou, a teda dostupnosťou, ako aj niektorými vlastnosťami svetelného lúča LED diód, ktoré môžu unaviť oči.
Hlavnou „trumfovou kartou“ LED je prevádzka bez vykurovania, čo umožňuje ich široké využitie. Halogénové žiarovky majú rovnakú výhodu, ale len pre nízkonapäťové žiarovky. Môžu byť inštalované v oblastiach citlivých na vysoké teploty. Napríklad v svietidlách zabudovaných do stropu.
Musíte však pochopiť, že nízkonapäťové halogénové žiarovky môžu pracovať iba s transformátormi. Tie sú potrebné na premenu sieťového napätia na prijateľnú hodnotu pre svietidlo. Zvyčajne je to 12 V.
Okrem toho transformátor chráni svetelný zdroj pred prepätím, prehriatím a skratom a môže tiež poskytnúť možnosť plynule zapnúť osvetlenie. Treba priznať, že v priemere svietidlá s transformátormi vydržia oveľa dlhšie. Aj keď veľa závisí od ich kvality.
Aké typy transformátorov existujú?
Transformátory sú zariadenia elektromagnetického alebo elektronického typu. Trochu sa líšia v princípe fungovania a niektorých ďalších charakteristikách.
Elektromagnetické možnosti menia parametre štandardného sieťového napätia na charakteristiky vhodné pre prevádzku nízkonapäťové halogény, elektronické zariadenia okrem určenej práce vykonávajú aj aktuálnu konverziu.
Toroidné elektromagnetické zariadenie
Najjednoduchší toroidný transformátor je zostavený z dvoch vinutí a jadra. Ten sa tiež nazýva magnetický obvod. Je vyrobený z feromagnetického materiálu, zvyčajne ocele. Vinutia sú umiestnené na tyči.
Primárna je napojená na zdroj energie, sekundárna, resp. na spotrebiteľa. Medzi sekundárnym a primárnym vinutím nie je žiadne elektrické spojenie.
Výkon sa teda medzi nimi prenáša len elektromagneticky. Na zvýšenie indukčnej väzby medzi vinutiami sa používa magnetický obvod.Keď sa na svorku pripojenú k prvému vinutiu privádza striedavý prúd, vytvára sa vo vnútri jadra striedavý typ magnetického toku.
Ten zapadá do oboch vinutí a indukuje v nich elektromotorickú silu alebo emf. Pod jeho vplyvom vzniká v sekundárnom vinutí striedavý prúd s iným napätím, ako bolo v primárnom vinutí.
V závislosti od počtu závitov sa určuje typ transformátora, ktorý môže byť zostupný alebo zostupný, a transformačný pomer. Pre halogénové žiarovky sa vždy používajú iba znižovacie zariadenia.
Výhody navíjacích zariadení sú:
- Vysoká prevádzková spoľahlivosť.
- Jednoduché pripojenie.
- Nízke náklady.
Toroidné transformátory však možno nájsť v moderných obvodoch s halogénové žiarovky dosť zriedkavé. Vysvetľuje to skutočnosť, že vďaka svojim konštrukčným vlastnostiam majú takéto zariadenia celkom pôsobivé rozmery a hmotnosť. Preto je ťažké ich zamaskovať napríklad pri rozmiestnení nábytku alebo stropného osvetlenia.
Medzi nevýhody zariadení tohto typu patrí aj zahrievanie počas prevádzky a citlivosť na možné poklesy napätia v sieti, čo negatívne ovplyvňuje životnosť halogénových žiaroviek.
Okrem toho môžu vinuté transformátory počas prevádzky bzučať, čo nie je vždy prijateľné. Preto sa zariadenia používajú väčšinou v nebytových priestoroch alebo v priemyselných objektoch.
Pulz alebo elektronické zariadenie
Transformátor pozostáva z magnetického jadra alebo jadra a dvoch vinutí. V závislosti od tvaru jadra a spôsobu umiestnenia vinutia na ňom sa rozlišujú štyri typy takýchto zariadení: tyčové, toroidné, pancierové a pancierové.
Počet závitov sekundárneho a primárneho vinutia môže byť tiež odlišný. Zmenou ich pomerov sa získajú zariadenia na zníženie a zvýšenie.
Princíp činnosti transformátora pulzného typu je trochu odlišný. Krátke unipolárne impulzy sú aplikované na primárne vinutie, vďaka čomu je jadro neustále v stave magnetizácie.
Impulzy na primárnom vinutí sú charakterizované ako krátkodobé pravouhlé signály. Generujú indukčnosť s rovnakými charakteristickými poklesmi.
Tie zase vytvárajú impulzy na sekundárnej cievke.
Táto vlastnosť dáva elektronickým transformátorom množstvo výhod:
- Nízka hmotnosť a kompaktnosť.
- Vysoká úroveň účinnosti.
- Možnosť zabudovania dodatočnej ochrany.
- Rozšírený rozsah prevádzkového napätia.
- Počas prevádzky nedochádza k zahrievaniu ani hluku.
- Možnosť nastavenia výstupného napätia.
Medzi nevýhody stojí za zmienku regulované minimálne zaťaženie a pomerne vysoká cena. Toto je spojené s určitými ťažkosťami vo výrobnom procese takýchto zariadení.
Pravidlá pre výber zostupného vybavenia
Pri výbere transformátora pre halogénové svetelné zdroje musíte brať do úvahy veľa faktorov.Stojí za to začať s dvoma dôležitými charakteristikami: výstupné napätie zariadenia a jeho menovitý výkon.
Prvý musí presne zodpovedať prevádzkovému napätiu svietidiel pripojených k zariadeniu. Druhý určuje celkový výkon svetelných zdrojov, s ktorými bude transformátor pracovať.
Pre presné určenie požadovaného menovitého výkonu je vhodné urobiť jednoduchý výpočet. Aby ste to dosiahli, musíte spočítať výkony všetkých svetelných zdrojov, ktoré budú pripojené k zariadeniu na zníženie výkonu. K výslednej hodnote pripočítajte 20% „rezervy“ potrebnej na správnu činnosť zariadenia.
Ukážme si to na konkrétnom príklade. Na osvetlenie obývacej izby sa plánuje inštalácia troch skupín halogénových žiaroviek: sedem kusov v každej. Ide o bodové zariadenia s napätím 12 V a výkonom 30 W. Pre každú skupinu budú potrebné tri transformátory. Vyberme si tú správnu. Začnime výpočtom menovitého výkonu.
Vypočítajme a zistíme, že celkový výkon skupiny je 210 W. Ak vezmeme do úvahy požadovanú svetlosť, dostaneme 241 W. Pre každú skupinu teda budete potrebovať transformátor, ktorého výstupné napätie je 12 V, menovitý výkon zariadenia je 240 W.
Elektromagnetické aj impulzné zariadenia zodpovedajú týmto vlastnostiam. Pri výbere druhého je potrebné venovať osobitnú pozornosť menovitému výkonu. Musí byť prezentované ako dve čísla. Prvý označuje minimálny prevádzkový výkon.
Musíte vedieť, že celkový výkon svietidiel musí byť väčší ako táto hodnota, inak zariadenie nebude fungovať.A ešte malá poznámka od odborníkov ohľadom výberu sily. Upozorňujú, že výkon transformátora, ktorý je uvedený v technickej dokumentácii, je maximálny.
To znamená, že v normálnom stave bude produkovať niekde o 25-30% menej. Preto je potrebná takzvaná „rezerva“ moci. Pretože ak prinútite zariadenie pracovať na hranici svojich možností, dlho nevydrží.
Ďalšia dôležitá nuansa sa týka veľkosti vybraného transformátora a jeho umiestnenia. Čím je zariadenie výkonnejšie, tým je masívnejšie. To platí najmä pre elektromagnetické jednotky. Je vhodné okamžite nájsť vhodné miesto na jeho inštaláciu.
Ak existuje niekoľko svietidiel, používatelia často uprednostňujú ich rozdelenie do skupín a inštaláciu samostatného transformátora pre každú z nich. Toto je vysvetlené veľmi jednoducho.
Po prvé, ak zlyhá znižovacie zariadenie, zostávajúce skupiny osvetlenia budú fungovať normálne. Po druhé, každý z transformátorov inštalovaných v takýchto skupinách bude mať menší výkon ako ten bežný, ktorý by bolo potrebné inštalovať pre všetky svietidlá. V dôsledku toho budú jeho náklady výrazne nižšie.
Dve možnosti pripojenia transformátora
Pred pripojením znižovacieho zariadenia by ste mali dokončiť rozloženie svietidiel, ak sú viac ako dve. Okrem toho musíte vybrať miesto pre inštaláciu transformátora.
Posledne uvedené sa vykonáva s prihliadnutím na tieto pravidlá:
- K zariadeniu musí byť zabezpečený voľný prístup, ktorý je nevyhnutný pre jeho údržbu alebo výmenu.
- Ak je transformátor umiestnený v uzavretom priestore, jeho objem nemôže byť menší ako 10 litrov. Je to potrebné na odstránenie tepla vznikajúceho počas prevádzky zariadenia.
- Vzdialenosť od zariadenia k najbližšej halogénovej žiarovke by nemala byť menšia ako 250 mm. Deje sa tak, aby sa predišlo nechcenému dodatočnému ohrevu svetelného zdroja.
Až po určení umiestnenia transformátora a svietidiel môže začať inštalácia a pripojenie.
V tomto prípade sú možné dve hlavné možnosti, ktoré možno upraviť a použiť na pripojenie nielen dvoch skupín svietidiel, ale aj troch alebo viacerých.
Obvod svietidiel s jedným transformátorom
Táto možnosť sa považuje za optimálnu pre štyri, maximálne päť svetelných zdrojov. Ak je svietidiel viac, najlepšie by bolo rozdeliť ich do skupín. Halogény sú zapojené len paralelne. Toto je potrebné vziať do úvahy pri zostavovaní schémy. Ďalší dôležitý bod.
Je potrebné umiestniť svietidlá tak, aby vzdialenosť od každého z nich k transformátoru bola približne rovnaká. Je to potrebné pre správnu činnosť zariadení.
Ak sú drôty rôznych dĺžok, svietidlá budú svietiť inak. Ten s kratším drôtom bude svietiť výraznejšie. Zariadenie s dlhým káblom bude svietiť slabo.
Okrem toho sa v druhom prípade môže drôt počas prevádzky zahriať, čo je mimoriadne nežiaduce.Odborníci odporúčajú zostaviť obvod tak, aby dĺžka každého z drôtov vedúcich k svietidlám nepresiahla 200 mm. V tomto prípade musí byť prierez kábla najmenej 1,5 metra štvorcového. mm.
Na tele transformátora sú výstupné a vstupné svorky. Primárne sú označené N a L alebo Input. Ide o vstup umiestnený na strane 220 V. Treba pamätať na to, že pripojenie sa tu vykonáva pomocou jednokľúčového spínača.
Ďalej sú nulové a fázové vodiče modrej a oranžovej alebo hnedej farby vystupujúce z rozvodnej skrine pripojené k príslušným svorkám transformátora. Halogénové žiarovky sú pripojené k sekundárnym výstupným svorkám alebo k výstupu znižovacieho zariadenia.
Na tento účel sa používajú iba medené drôty s rovnakým prierezom. Dôležitá poznámka. Ak z nejakého dôvodu nie je dostatok svoriek transformátora, mali by sa nainštalovať ďalšie svorky. Môžu byť zakúpené v akomkoľvek špecializovanom obchode.
Dve skupiny svietidiel s dvoma transformátormi
Toto pripojenie je optimálne, ak je viac ako päť svietidiel. Skupiny môžu pozostávať z rovnakého počtu lámp alebo rôznych. To je jedno. Hlavná vec je, že transformátor je pre každý správne vybraný. Rovnako ako vo vyššie opísanej možnosti by ste mali začať spustením diagramu.
Pri výbere umiestnenia svietidiel platia podobné pravidlá. To znamená, že dĺžka všetkých vodičov, ktoré k nim vedú z transformátora, by mala byť približne rovnaká.
To môže byť dosť ťažké. Potom budete musieť urobiť nejaké úpravy. Musíte vedieť, že pre medené drôty s prierezom 1,5 metra štvorcového. mm, čo sa v tomto prípade odporúča použiť, optimálna dĺžka sa pohybuje od 150 do 300 cm.Na takú vzdialenosť bude energia prenášaná s minimálnymi stratami a bez rušenia.
Niekedy táto dĺžka zjavne nestačí. V tomto prípade budete musieť zvoliť drôt s väčším prierezom. Pre vzdialenosť od 300 do 400 cm sa vyberie kábel s prierezom do 2,5 metrov štvorcových. mm. Ak sa očakáva ešte väčšia dĺžka, čo je nežiaduce, je potrebné vykonať špeciálny výpočet a pomocou špeciálnej tabuľky určiť vhodný prierez.
Pripojenie každého z transformátorov a skupín svietidiel k nemu sa vykonáva podobne ako vyššie opísaná metóda. To znamená, že neutrálne jadro z rozvodnej skrine je pripojené k neutrálnym svorkám transformátorov.
Fázový vodič zo spínača je pripojený k fázovým káblom zariadení na zníženie. Teoreticky možno takto spojiť viac ako dve skupiny svietidiel, no každá z nich má vlastný transformátor.
Dôležitá poznámka. Pre každé znižovacie zariadenie je položený samostatný kábel a sú pripojené výlučne vo vnútri spojovacej skrinky. Niektorí „remeselníci“ radšej pripájajú drôty niekde pod stropom, ale nepoužívajú spojovaciu skrinku.
Toto je vážna chyba, ktorá je v rozpore s PUE, ktorá uvádza, že ku každej časti káblového pripojenia musí byť zabezpečený voľný prístup na kontrolu, údržbu a prípadné opravy. Preto je jedinou správnou možnosťou pripojenie v spojovacom boxe.
Odborníci zdôrazňujú, že ak máte v úmysle pripojiť skupinu pozostávajúcu z veľkého počtu svietidiel, je možné medzi svietidlá a výstup transformátora umiestniť rozvodnú skriňu. To platí najmä vtedy, ak na zariadení znižovania nie je dostatok svoriek alebo ak existujú obmedzenia na jeho umiestnenie.
Pri výbere tejto možnosti musíte vedieť, že s rovnakým výkonom prechádza nízkonapäťový obvod väčší prúd ako vysokonapäťový obvod. Na základe toho je potrebný presný výpočet na určenie prierezu drôtu. To sa vykonáva výpočtom celkového prúdu.
Ilustrujme si to na príklade. Sedem svetelných zdrojov 12V 35W je potrebné pripojiť cez transformátor. Svietidlá sú namontované paralelne s rozvodnou skriňou. Potrebné zistiť prierez drôtu, ktorý bude položený medzi rozvádzačom a výstupom bloku.
Za týmto účelom najskôr vynásobte počet žiaroviek ich výkonom. Potom výslednú hodnotu vydelíme prevádzkovým napätím. Dostaneme približne 29 A. To je sila prúdu, ktorá prejde cez nízkonapäťové vedenie.
Pomocou tabuľky závislosti prierezu vodiča od prevádzkového napätia uvedeného v PUE určíme vhodnú veľkosť vodiča. V našom prípade to bude minimálne 4 metre štvorcové. mm. Ako vidíte, náklad je pomerne veľký. Možno má zmysel rozdeliť túto skupinu svietidiel na ďalšie dve.
Pri inštalácii dvoch skupín halogénových žiaroviek cez transformátor je možné použiť dva typy spínačov.Ak nainštalujete model s jedným kľúčom, obe skupiny je možné zapnúť/vypnúť iba súčasne. Ak je potrebné samostatné ovládanie skupín osvetľovacích zariadení, môžete nainštalovať dvojkľúčový spínač.
Odporúčania od odborníkov z praxe
Praktizujúci elektrikári sa často stretávajú s potrebou inštalovať nízkonapäťové halogény, keď už bola elektroinštalácia nainštalovaná a úspešne prevádzkovaná. V tomto prípade nie je vždy možné paralelne pripojiť lampy k transformátoru bez radikálnej zmeny zapojenia.
Aby sa minimalizovali náklady, odborníci v tomto prípade odporúčajú pripojiť každé svietidlo s vlastným transformátorom. Spravidla pôjde o zariadenia, ktoré majú malý výkon a veľkosť.
Ak sa vám to zdá zbytočné, môžete namiesto nízkonapäťových žiaroviek umiestniť halogénové žiarovky s vysokým napätím 220 V. V takom prípade ich však budete musieť vybaviť zariadením s jemným štartom. Alebo, ak to dizajn svietidla umožňuje, môžete halogénové žiarovky nahradiť LED diódami ekonomickej triedy.
S orientačnými bodmi výber halogénov na inštaláciu osvetľovacej sústavy nájdete článok, ktorý dôkladne skúma všetky aspekty problematiky.
Veľmi často sa plánuje regulácia intenzity osvetlenia, na tento účel sa pridáva do celkovej schémy Stmievač. Musíte vedieť, že väčšina impulzných transformátorov nie je navrhnutá tak, aby spolupracovala so stmievačom.
Keďže to negatívne ovplyvňuje fungovanie elektronického meniča, v konečnom dôsledku to výrazne znižuje životnosť pripojených halogénových žiaroviek.
Z tohto dôvodu je najlepšou možnosťou pre prácu v spojení so stmievačom toroidný elektromagnetický transformátor. A ešte jedna poznámka.
Elektrikári dôrazne odporúčajú nezabudnúť na servis už nainštalovaných zariadení na zníženie výkonu. Optimálne je každých šesť mesiacov vykonať ich bežnú kontrolu, aby sa skontrolovala ich funkčnosť. Ak sa zistia problémy, zariadenia sa opravia alebo vymenia.
Závery a užitočné video na túto tému
Video #1. Poďme sa zoznámiť - transformátory Osram:
Video č. 2. Ako správne pripojiť transformátor:
Video č. 3. Všetko, čo potrebujete vedieť o transformátoroch pre halogénové svetelné zdroje:
Nízkonapäťové halogénové žiarovky sú praktickým riešením pre vstavané osvetlenie. Sú považované za lacný analóg LED diód, výrazne lepšie ako v kvalite vyžarovaného svetla.
Hlavnou ťažkosťou pri používaní nízkonapäťových halogénov je potreba pripojiť znižovací transformátor. Ak je však všetko vykonané správne, svietidlá vydržia dlho a bez problémov.
Máte skúsenosti s pripojením transformátora na prevádzku halogénovej žiarovky s nízkym výkonom? Poznáte technologické jemnosti, ktoré budú užitočné pre návštevníkov stránky? Do bloku nižšie píšte komentáre, zdieľajte užitočné informácie a uverejňujte fotografie.
