ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЙ АППАРАТ

1. ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Электромагнитный пускорегулирующий аппарат.
Электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) предназначен для обеспечения работоспособности ртутных ламп типа ДРЛ, применяемых в светильниках уличного освещения, а также в светильниках производственных помещений и в другой аппаратуре.
Технические и экономические параметры разрядных ламп, установленных в светильниках и в других установках, существенно зависят от электрических параметров пускорегулирующих аппаратов, без которых не могут работать практически все разрядные лампы. Почти все ртутные лампы работают в комплекте с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ПРА). Известные ПРА, выпускаемые в настоящее время по ГОСТ 16.809.88, имеют низкий коэффициент мощности Cos Y. Светильники, оснащенные ртутными лампами типа ДРЛ, работающие с существующими ПРА имеют при работе:
1. Низкий коэффициент мощности CosY, а следовательно большие потери электроэнергии.
2. Повышенную температуру магнитопровода до 70С и даже выше (см. ГОСТ 16.809.88 методы испытания), которая возникает вследствии перенасыщения магнитопровода магнитным потоком.
3. Повышение температуры магнитопровода до 70С и выше производит нагрев обмоточного провода, что приводит к разрушению изоляции провода.
4. Повышение температуры магнитопровода до 70С и выше ослабляет магнитопроводимость магнитопровода, что приводит к ухудшению работоспособности ПРА, так например:
Для ртутных ламп ДРЛ-250 выпускаются аппараты пускорегулирующие:
250 - Н37 - 001 VI ТУ 16535 - 503. U = 220в; У=2,15A 0,1; CosY= 0,53. Другие пускорегулирующие аппараты имеют следующие характеристики: 1И - 250; ДНА ТУ 6Н, 001 УХЛ2 ТУ 3451 - 005 - 0501 4352 - 95; U = 220в; У = 3,1A; Cos Y = 0,32; t W = 120 С; t = 75; 01 - 99. 1И - 250; ДНА; Т - 40, 001 УХЛ2 НППН - 675 - 841; 001 ТУ; U = 220в; У = 1,8A; Cos Y= 0,4; 50гц t =70; 1ДБИ - 250 ДРЛ/220 - В - 033; У=2.15А; Cos Y=0,53.
Номинальные параметры светильника с ртутной лампой ДРЛ - 250 и соответсвующим ПРА выпускающегося по ГОСТ 16.809.88 составляют: Исети=220в; Усети=2,15А; CosY=0,53; 50гц
1. Полная потребляемая мощность светильником Sп=U×У=220в×2,15А= 473ВА
2. Потребляемая активная полезная мощность светильника Р=Sп×Cos Y=473ВА×0,53=250,7вт
3. Реактивная составляющая мощность светильника
Номинальные параметры лампы ДРЛ -250.
Р=250вт up=130B У=2,13А
Известно, что если Cos Y электроустановки равен 0,5, то она в два раза больше потребляет ток от источника питания, чем, например, электропечь сопротивления той же мощности. Потери мощности на нагрев проводов линии пропорциональны квадрату тока.
Р=У×R
Поэтому при CosY=0,5 электроустановки, потери электроэнергии в линии электропередач, по которой передается электроэнергия потребителям, больше в 4 раза, чем при Cos Y=1.
Таким образом, общие потери электроэнергии выше указанных светильников при их работе от сети напряжением 220в будут составлять около 50%.
Поэтому, выпускаемые в настоящее время пускорегулирующие аппараты по ГОСТ 16.809.88 и имеющие низкий коэффициент мощности
Cos Y требуют наличия повышенной установочной мощности питающих установок - трансформаторов.
По разработанной электросхеме полезной модели изготовлен электромагнитный пускорегулирующий аппарат для ртутной лампы ДРЛ-250 со следующими параметрами:
Uceти = 220в; Усети = 1,275А; Cos Y = 0,99 50 гц
Цвыходное на лампу = 131в, Увых = 1,950А
Потребляемая мощность светильником из сети:
Р = 220×1,275×0,99 = 277,7вт Потребляемая мощность лампой:
Р = 131×1,950×0,99 = 252,9вт
Задачей заявленной полезной модели является повышение экономической эффективности, которая выражается в экономии электрической энергии за счет сокращения безвозвратных электрических потерь, а также улучшения работоспособности электромагнитных пускорегулирующих аппаратов.
Технический результат полезной модели достигается:
1. За счет реализации автотрансформаторной, комбинированной схемы электропитания лампы. Для осуществления работы схемы изготовлен специальный трансформатор-дроссель, а также подобраны параметры всех остальных элементов схемы, совокупность взаимодействия работы которых позволило осуществить надежную работоспособность схемы в целом при коэффициенте мощности Cos Y=0,99.
2. Трансформатор-дроссель имеет две обмотки рабочую W1 и вспомогательную W2. Вспомогательная обмотка W2 расчитана, при нормальной работе, на рабочее напряжение 150в, которое обеспечивает работоспособность лампы при включении питания на ПРА, а также при колебаниях питающего напряжения, и даже при понижении питающего напряжения до 180в.
3. В существующих ПРА перегревается магнито-провод, на что затрачивается большая часть электроэнергии. В предлагаемой электроэхеме ПРА такого перегрева магнито-провода не происходит, так как трансформатор-дроссель имеет две обмотки, рабочую W2 и вспомогательную W2. При работе электросхемы в рабочей обмотке Wl наводится ЭДС1, в во вспомогательной обмотке W2 наводится противо ЭДС2 и при их взаимодействии в соответствии с правилом Ленца перенасыщения магнито-провода магнитным потоком, а следовательно и перегрева не происходит.
Разработанная электросхема позволяет изготовлять электромагнитные пускорегулирующие аппараты для ртутных ламп: ДРЛ-125; ДРЛ-250; ДРЛ-400 и другие на питающее напряжение 220В.
Существенный признак полезной модели, влияющий на достижение высокоэффективного экономического результата является включение лампы ДРЛ-250 по автотрансформаторной электросхеме питания, которая обуславливается наличием комбинированного соединения обмоток трансформатора Wl и W2 через фазосдвигающую емкость С4 и при их совокупном взаимодействии с элементами схемы C1-С3 обеспечивает надежную работоспособность электросхемы электромагнитного пускорегулирующего аппарата в целом.
Работа электросхемы осуществляется следующим образом. В момент включения схемы ПРА в электросеть 220в холостой ток трансформатора проходит по контуру схемы R1 - С3 - обмотку W2-С4 и обмотку Wl, выделяемое напряжение на элементах R1 - С3 - W2 - С4 - обеспечивает зажигание лампы, так как лампа подключена параллельно этим элементам. В момент зажигания лампы рабочий ток проходит через лампу и рабочую обмотку трансформатора W1, что обеспечивает работоспособность лампы.
Совокупность взаимодействия элементов электросхемы R1 - С3 - W2 - С4 - W1 при работе ПРА надежно обеспечивает работоспособность электросхемы, как при нормальном напряжении 220в, так и при
колебаниях питающего напряжения, особенно при понижении напряжения до 180в.
Емкость C1, подключаемая контактами реле тока, обеспечивает компенсацию фазового сдвига тока индуктивной нагрузкой, т.е. обеспечивает работу электросхемы ПРА с коэффициентом мощности Cos Y=0,99.
Резистор R1 предохраняет лампу от мгновенного повышенного амплитудного тока, возникающего в момент включения или выключения питающего напряжения.
Изготовленный электромагнитный пускорегулирующий аппарат опробован в работе и состоит из следующих элементов:
2
1. Трансформатора-дросселя, собранного на Ш - образном магнитопроводе сечением 18 см.
2. Четырех конденсаторов: 1шт.-25мкФ, 160в; 2 шт.- 10мкФ, 160в; 1 шт.- 2мкФ,400в.
3. Баластного резистора 40ом, 25вт.
4. Реле тока.
Трансформатор-дроссель имеет две обмотки: рабочую W1 и вспомогательную W2, которые соединены через фазосдвизающую емкость С4.