Индукционные лампы: особенности, виды, области применения и советы по выбору

На сегодняшний день всё больше пользователей отдают предпочтение энергоэффективным осветительным решениям как для быта, так и для промышленности. Однако кроме экономии, важен и качественный свет. Индукционные лампы являются отличной альтернативой традиционным источникам света.

Эти лампы излучают мягкий и приятный свет, который не нарушает восприятие цветов. Давайте подробнее рассмотрим их устройство и принцип работы.

Структура и принцип функционирования

Главным источником света в индукционной лампе является плазма, образуемая в результате ионизации газовой смеси высокочастотным электромагнитным полем.

Переменный ток создает электрическое поле, что приводит к возникновению газового разряда внутри стеклянной колбы. Возбужденный ртутный пар производит ультрафиолетовое излучение, которое с помощью люминофора преобразуется в видимый свет.

Индукционные лампы считаются газоразрядными источниками освещения, и в данном материале можно узнать об этом подробнее.

Конструкция индукционной лампы включает три основные компонента:

• газоразрядная трубка;
• индукционная катушка с ферритовым сердечником;
• электронный балласт.

Внутри трубки находятся небольшие капли амальгамы ртути. Колба заполнена газами с низкой реакцией, такими как аргон или криптон, а её внутренние стенки покрыты неорганическим люминофором.

Индукционная катушка вместе с электромагнитом формирует высокочастотное магнитное поле, которое ускоряет свободные электроны, заставляя их сталкиваться и возбуждать атомы ртути.

В результате этого процесса появляется ультрафиолетовое излучение, которое, попадая на люминофор, преобразуется в яркий видимый свет.

Точно так же, как и у обычных флуоресцентных ламп, сочетания различных люминофоров на внутренней поверхности колбы ИЛ создают различные цвета свечения. Наиболее распространены лампы с колориметрическими температурами 3500 К, 4100 К, 5000 К и 6500 К.

Электронный балласт может подключаться к источникам постоянного напряжения 12 В или 24 В, а также к сетям с синусоидальным напряжением 120 В, 220 В или 380 В.

Система управления пускателя преобразует переменный ток частотой 50 Гц в постоянный, а затем – в ток высокой частоты от 190 кГц до 2,65 МГц.

Этот высокочастотный ток создает магнитное поле. Также пускатель выдает стартовый импульс, который запускает индукционный источник света.

Для обеспечения стабильной работы безэлектродного осветительного устройства система управления может регулировать силу тока и его частоту, используя индукционную катушку.

Чтобы уменьшить рассеяние высокочастотного электромагнитного поля, лампы часто оснащают ферритовыми экранами или специальные сердечниками.

Основное отличие индукционных энергосберегающих ламп от других вариантов освещения – отсутствие нить накала и контактов термокатодов. В индукционных устройствах электромагниты расположены снаружи, и контакта электродов с ионизированной газовой средой нет.

Это обеспечивает равномерное распределение температуры по всему светильнику.

При длительной эксплуатации таких ламп стеклянные колбы не трескаются, и со временем на стенках не образуется осадок от электродов.

Избыток электродов накаливания, необходимых для работы обычных ламп, позволяет индукционным светильникам иметь очень длительный срок службы – до 120000 часов.

Некоторые производители утверждают, что ресурс может достигать 150000 часов. Этот показатель в 10 раз превышает срок служения традиционных люминесцентных, газоразрядных ЛВД, ртутно-вольфрамовых и натриевых источников освещения.

Кроме того, срок действия индукционных источников света примерно в 2-3 раза превышает срок службы светодиодов.

Типы индукционных ламп

Первую безэлектродную лампу показал Никола Тесла на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году. Экспонат, который стал сенсацией, работал на энергии магнитного поля катушки Тесла. А первый надежный образец индукционного источника света был создан Джоном Мелвином Андерсоном в 1967 году.

Классификация безэлектродных ламп

В 1994 году компания General Electric представила компактную энергосберегающую лампу GENURA, которая имела встроенный высокочастотный генератор в цоколе.

С серийным производством индукционных люминесцентных ламп начали в 1990-х годах.

На сегодняшний день ведущими производителями безэлектродных энергоэффективных светильников являются компании PHILIPS Lighting, GE Lighting и OSRAM Licht AGO. В таблице указаны характеристика и цены на различные модели светильников этих брендов.

В зависимости от конструкции индукционные источники света делятся на:

• лампы с встроенным балластом – генератор и лампа объединены в одном блоке;
• лампы с отдельным электронным пускателем – генератор и лампа являются отдельными устройствами.

По способу размещения катушки индукционные лампы также делятся на устройства с внешним (низкочастотные) и внутренним (высокочастотные) генераторами.

В случае внешней индукции катушка с ферромагнитным сердечником обвивает колбу. Рабочая частота ламп с внешней индукцией колеблется между 190-250 кГц.

Эти лампы обеспечивают более эффективный теплообмен с окружающей средой, так как внешняя катушка легче отводит тепло. Срок службы низкочастотных моделей составляет до 120000 часов.

При внутреннем размещении индукционная катушка с сердечником находится внутри стеклянной колбы. Тепло остается в осветительном устройстве, поэтому лампы с внутренней индукцией более подвержены нагреву.

Их рабочая частота колеблется в диапазоне 2-3 МГц. Ресурс таких моделей обычно не превышает 75000 часов.

Лампы с внутренним индуктором имеют вид, схожий с вакуумными устройствами, в то время как модели с внешним выглядят как кольца или прямоугольники.

Как высокочастотные, так и низкочастотные лампы обладают высокой прочностью и долговечностью.

Форматы и маркировка

На сегодняшний день производители, специализирующиеся на освещении, запустили серийное производство индукционных ламп различных форм. Конструктивные различия и варианты исполнения заметны по их маркировке.

Первые две буквы в обозначении указывают на тип устройства (ИЛ – индукционная лампа), а третья свидетельствует о форме. После буквенного указания, как правило, указывается мощность лампы.

ИЛК – круглые индукционные лампы, которые отличаются высокими показателями световой отдачи и широким диапазоном спектрофотометрических температур. Они отлично подходят для установки в круглые и овальные светильники.

Эти источники света широко используются для освещения складских помещений, просторных производственных и ремонтных цехов, торговых комплексов и спортивных объектов.

ИЛШ – лампы в шарообразной форме. Они выполнены в традиционном дизайне обычных высокомощных светильников. Эти устройства создают мягкий свет и включаются почти мгновенно.

Подходят для замены обычных ламп накаливания на светодиоды без необходимости замены светильников.

ИЛШ используют в прожекторах для освещения гостиниц и ресторанов, супермаркетов, а также в уличных и промышленных светильниках.

ИЛУ – U-образные лампы. Это устройства с отдельным генератором, которые излучают яркий белый свет и не мерцают во время работы.

Их применяют для освещения стадионов, тоннелей, метро, дорожно-транспортных артерий, рекламных щитов и других объектов.

ИЛБ, ИЛБК – лампы с кольцеобразной формой колбы. Они имеют комбинацию генератора, катушки и лампы в одном устройстве. Эти устройства создают мягкий свет, не ослепляющий глаз, и быстро включаются даже при низких температурах до -35 °C.

Такую конструкцию используют для подсветки в гостиницах, торговых площадках, парковых зонах и частных садах.

Также интересно отметить индукционные фитолампы, предназначенные для растений. Они отличаются формой стеклянной колбы и спектром светового излучения.

Разные модели фитоламп подходят для освещения зелёных насаждений в определенные фазы роста. Серии этих изделий обозначаются как ТИЛ, а следующие две буквы указывают на конкретную модель лампы.

Например, фитолампы моделей ГП и ВГ предназначены для поддержки растений на стадии вегетации и преимущественно излучают синий свет.

Устройства модели ФЛ активно используются на начальных этапах плодоношения и для ускорения формирования цветов; они излучают красный свет.

Модели КЛ являются универсальными; такие источники света позволяют управлять ростом растений, обеспечивая их качественным красным светом для их полноценного роста и обильного цветения.

• ИЛК-40 – круглая индукционная лампа мощностью 40 Вт;
• ТИЛПВГ-120 – прямоугольная фитолампа с мощностью 120 Вт, модель ВГ для начальной стадии вегетативного роста.

Излучение индукционной лампы на 97% соответствует солнечному спектру, что делает её идеальной для искусственного освещения тепличных комплексов.

Преимущества индукционных ламп

Безэлектродные лампы обеспечивают мягкий свет, который приятно воспринимается глазами, при этом не искажая оттенки цветов.

Яркость таких ламп можно регулировать в диапазоне 30-100% с помощью стандартного диммера для ламп с нитью накаливания.

Содержание твердой ртути в современных индукционных светильниках значительно ниже, чем в обыкновенных люминесцентных лампах.

Даже спустя 75000 часов функционирования индукционные осветительные приборы сохраняют яркость на уровне 80-85% по сравнению с исходной мощностью.

В отличие от них обычные лампы дневного света теряют до 55% своей яркости к окончанию срока службы, а на поверхности их колб появляются темные непрозрачные области.

Преимущества индукционных безэлектродных ламп заключаются в следующем:

• Коэффициент полезного действия достигает 90%;
• Срок службы составляет до 150 000 часов;
• Светоотдача превышает 90-160 лм/Вт;
• Создание оптимальных условий для восприятия объектов;
• Рабочий диапазон температур от -35 °C до +50 °C;
• Коэффициент цветопередачи Ra˃80;
• Высокая энергоэффективность;
• Минимальное теплоотдача колбы;
• Неограниченное количество циклов включения и выключения;
• Отсутствие пульсаций в свете;
• Возможность регулировки яркости;
• Гарантия на эксплуатацию — 5 лет.

Производители уверяют, что индукционные источники света превосходят светодиоды по своим характеристикам и стоят значительно дешевле. При этом потребление энергии у обоих типов ламп сопоставимо.

Сферы применения безэлектродных ламп

Современные освещительные устройства, лишенные термокатодов и нити накаливания, подходят как для внутреннего, так и для наружного освещения.

Области применения индукционных ламп

Безэлектродные лампы оснащены защитными механизмами от короткого замыкания и скачков напряжения.

Индукционные светильники имеют высокую устойчивость к вибрациям и ударам, обеспечивая стабильную работу даже при низких температурах.

Благодаря высокой светоотдаче и низкому потреблению электроэнергии, их успешно применяют в различных областях:

• Для качественного освещения улиц;
• В торгово-развлекательных и гостиничных комплексах;
• В офисных помещениях и жилых зонах;
• Для освещения больших цехов и складов на промышленных предприятиях;
• Для подсветки тепличных комплексов и оранжерей;
• Для оформления автомагистралей и тоннелей;
• Для организации взрывозащищенного освещения на автомобильных заправках.

Благодаря своей стабильности, ртутные безэлектродные лампы служат прецизионными источниками УФ-излучения для спектрометрии.

Кроме того, принцип индукционного возбуждения используется для передачи энергии от внешних источников в лазеры.

Тем не менее, из-за генерируемого высокочастотного электромагнитного излучения индукционные автоматические светильники не применяются на железнодорожных станциях и в аэропортах.

Также эти лампы могут создавать помехи для чувствительного лабораторного и медицинского оборудования, поэтому их использование в таких помещениях не рекомендуется.

Освещение улиц и дорог

Наиболее качественное освещение дорог обеспечивают уличные светильники с индукционными энергосберегающими лампами. Такой свет гарантирует хорошую видимость для водителей и пешеходов.

Дорожные светильники монтируются на прочные консольные крепления, которые устанавливаются на столбах и стандартных опорах. Они используются для освещения парков, скверов, улиц, площадей, шоссе и автостоянок.

Быстрый запуск индукционных ламп снижает потери электроэнергии и позволяет эффективно использовать систему освещения, что особенно актуально для мест с большим движением транспорта и пешеходов.

Так, например, мгновенный запуск осветительных приборов на автотранспортных магистралях активируется при наличии движения.

Кроме того, можно совместить датчик движения с программируемым сумеречным выключателем.

Такое устройство можно настроить на определенные уровни освещения. Когда уровень света падает, датчик отправляет команду на включение ламп.

Возможность диммирования позволяет эффективно управлять уличным освещением с помощью интеллектуальных систем.

Регулируя яркость индукционных ламп посредством контроллера мощности и астрономического таймера, можно значительно сократить потребление электроэнергии и расходы на обслуживание.

Использование интеллектуальных систем позволяет контролировать работу освещения, а также собирать и анализировать статистику по энергопотреблению светильников.

Безопасные источники света для промышленных объектов

Применение индукционных технологий – это экономически обоснованное решение для обновления систем освещения на промышленных предприятиях.

Индукционные светильники имеют высококачественную сборку и не требуют регулярного обслуживания. Они значительно снижают затраты на электроэнергию и способствуют повышению рентабельности производств.

Осветительные устройства для промышленных нужд обладают классом защиты IP54, что делает их пригодными для работы в условиях загрязненной и влажной среды. Их можно устанавливать даже в неотапливаемых и плохо вентилируемых помещениях.

Закаленное стекло в сочетании с силиконовой изоляцией надежно защищает от попадания пыли и влаги.

Кроме того, существуют взрывозащищенные промышленные модели индукционных ламп, которые не только обеспечивают качественное освещение, но и предотвращают риск возникновения пожаров. Эти устройства значительно повышают безопасность на производственных площадках.

Корпус таких взрывозащищенных светильников покрыт антистатическим полимером.

Благодаря этому, освещение становится ударопрочным и устойчивым к интенсивным морозам.

Специальное искробезопасное покрытие не разрушается даже в кислой или щелочной среде и сохраняет свои качества на протяжении 30 лет.

Освещение теплиц и оранжерей

Спектр излучения индукционных ламп на 75% соответствует радиации, активной для фотосинтеза, необходимой для активного роста и цветения растений.

По этой причине безэлектродные лампы часто используют как дополнительные источники света в оранжереях и теплицах, для освещения стандартных и компактных гроу-боксов, а также для боковой и междурядной подсветки растений.

Рабочая температура индукционных освещительных устройств не превышает 60 градусов по Цельсию, что позволяет размещать их близко к растительности.

Применение этих ламп в гроу-боксах позволяет заметно сократить расходы на охлаждение резервуаров.

Использование индукционных ламп также обеспечивает возможность предварительного проектирования и установки освещения для каждой отдельной зоны теплицы.

Для концентрации и направления света на конкретные участки применяют оптические экраны, которые фокусируют излучение.

С помощью специальных отражателей можно равномерно распределить искусственный свет по всей высоте растений.

Рекомендации по выбору индукционных ламп

При выборе индукционных осветительных приборов важно учитывать их конструктивные особенности, технические параметры и уровень безопасности.

Только такой подход позволит сделать рациональный выбор.

В специализированных магазинах можно легко найти индукционные безэлектродные лампы мощностью от 15 Вт до 500 Вт, а также более мощные, предназначенные для различных производственных задач.

Лампы с овальной формой подходят для светильников с патронами E14, E27 и E40.

Также доступны специальные прямоугольные и кольцевые индукционные осветительные устройства, совместимые как с переменным, так и с постоянным током.

Важно отметить, что шарообразные индукционные лампы будут больше по размеру, чем стандартные лампы с нитью накаливания, так как генератор высокочастотного тока находится в цоколе. Об этом следует помнить при покупке.

Все индукционные светильники и безэлектродные лампы проходят обязательное сертификационное тестирование.

Это позволяет убедиться в их безопасности. Амальгама помещена в герметичную колбу, и при соблюдении основных правил эксплуатации риск ее утечки крайне мал.

Тем не менее, стоит помнить, что, как и стандартные люминесцентные лампы, индукционные требуют корректной утилизации из-за наличия ртутных соединений и электронных компонентов.

Твердую амальгаму, которая представляет собой сплав ртути с другими металлами, можно повторно использовать. Стекло от ламп также подлежит переработке, но отдельно от люминофора.

Индукционные светильники не могут считаться экологически безопасным вариантом освещения и значительно уступают по этому критерию светодиодным лампам.

Кроме того, стоит учесть, что индукционные лампы не сразу достигают своего стабильного светового потока. В начале использования они выдают примерно 80% от максимального значения.

Чтобы достичь максимальной яркости, безэлектродной лампе требуется 2-3 минуты для прогрева амальгамы и испарения необходимого количества ртути.

Заключение и полезное видео по теме

Индукционные светильники представляют собой новое поколение газоразрядных ламп. Их принцип работы основан на:

Что делает светильники индукционными, их особенности и области применения:

Преимущества внедрения индукционных источников света в промышленных условиях:

Корректная установка индукционных ламп с учетом всех стандартов и норм позволяет эффективно использовать энергосберегающие технологии. Сегодня эти источники света являются разумной альтернативой традиционным методам освещения.

Вы уже сталкивались с индукционными лампами? Или, возможно, у вас возникли некоторые вопросы после ознакомления с материалом? Не стесняйтесь оставить их в комментариях под этой статьей. Также будет замечательно, если вы поделитесь своим опытом или предложите полезные рекомендации другим пользователям нашего сайта.