ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СВЕТИЛЬНИК НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
ENERGY-SAVING LAMP FOR OUTDOOR LIGHTING

Изобретение относится к электроосветительным приборам, применяемым в системах с централизованным управлением наружным освещением дорог, улиц, парков, придомовых территорий с питанием от трехфазной сети и может быть использовано в однофазных питающих сетях с локальным управлением.
Известны светильники уличного освещения моделей ЖКУ, РКУ на основе дуговых ртутных ламп типа ДРЛ, ДНАТ, ДРИ, электротехническая часть которых представляет собой пускорегулирующий аппарат, подключаемый к фазному напряжению однофазной или трехфазной сети напряжением 380/220 В и питающий лампу. Управление освещением с использованием таких светильников в составе автоматизированных систем для задания энергосберегающего и ночного режимов сводится к отключению-включению отдельных фаз из диспетчерского пункта автоматически по астрономическому таймеру, фотореле, либо оператором.
Недостатком данного способа управления является то, что от ночной фазы остаются запитанными светильники через один или два в линии, что не обеспечивает равномерность освещения, и коммутация напряжения на линию с группой светильников вызывает большие токовые нагрузки на коммутационные аппараты.
Известны энергосберегающие уличные светильники на основе полупроводниковых источников света - ярких светодиодов, например: модель «SSU»- производитель ЗАО «ПРОТОН», «ДО-01», торг. марка «GALAD» - производитель -ЛЗСИ, «СУС-2»,«ТИС-У-40» - производитель ЗАО «СВЕТЛАНА-ОПТОЭЛЕКТРОНИКА», состоящие из источника питания - драйвера, представляющего собой AC/DC - преобразователь со стабилизатором выходного тока, к выходу которого подключен блок последовательно-параллельно включенных светодиодов.
Известны также энергосберегающие светильники, например «SIGMA», производитель - Leuchten-Pasewalk, Германия, на основе светодиодов со встроенным контроллером управления световым потоком и управляемые по радиоканалу или GSM-каналу. Такие светильники отличаются высокой стоимостью и уязвимостью, а также не совместимы с существующими системами управления наружным освещением, из-за чего не находят применения в системах уличного освещения в России.
Наиболее близким по технической сущности изобретению, прототипом, является светодиодный светильник, фиг.1, содержащий драйвер светодиодов - преобразователь переменного напряжения в постоянное со стабилизатором тока и блок последовательно-параллельно включенных светодиодов, при этом вход драйвера подключен к одной из фаз питающего напряжения трехфазной сети переменного тока - 220 В, а выход - к блоку светодиодов.
Указанный светильник имеет следующие недостатки:
1) управляемые линии уличного освещения с данными светодиодными светильниками в составе автоматизированных систем таким же образом, как и со светильниками на основе ртутных ламп не обеспечивают равномерность освещения улиц, вызывая дискомфорт, энергосберегающий и дежурный, «ночной», режимы задаются путем отключения светильников через один или два в линии;
2) переход в режим защиты драйвера, из-за превышения температуры наружного воздуха, что не предсказуемо в настоящее время, приводит к полному выключению светильника;
3) при выходе из строя драйвера, имеющего более низкую надежность в сравнении с блоком светодиодов, светильник полностью теряет работоспособность.
Изобретение решает задачу энергосбережения, обеспечивает равномерность освещения при переходе автоматизированной системы в энергосберегающий или дежурный «ночной» режимы, возможность трехступенчатого управления световым потоком каждого светильника в условиях существующих трехфазных систем электроснабжения, защиту драйверов и блока светодиодов в условиях превышения допустимой температуры наружного воздуха, двухступенчатое резервирование светового потока светильника при выходе из строя одного или двух драйверов, снижение расходов на модернизацию существующих систем, т.к. монтажная схема линий уличного освещения в условиях существующих автоматизированных систем управления наружным освещением не меняется.
Задача решается путем трехуровневого регулирования светового потока каждого светильника, входящего в линию уличного освещения, путем коммутации каждой из трех фаз сети от центрального или узлового пунктов управления в условиях трехфазной сети и отключения одной фазы при превышении допустимой температуры наружного воздуха.
Для решения этой задачи в схему светильника, содержащую драйвер светодиодов, к входу которого подключено фазное напряжение переменного тока, а к выходу - блок светодиодов, дополнительно введены второй и третий драйверы и термореле, при этом мощность каждого из трех драйверов в три раза меньше, чем мощность драйвера прототипа, первый вход первого драйвера соединен с выходом термореле, к входу которого подключается первая фаза трехфазной сети, первые входы второго и третьего драйверов подключаются соответственно к второй и третьей фазам трехфазной сети, вторые входы трех драйверов соединены с нулевым проводом питающей сети, а одноименные по знаку выходы трех драйверов соединены между собой и подключены к одноименным полюсам блока светодиодов.
Перечисленные признаки подтверждают соответствие заявляемого решения изобретательскому уровню.
В графических материалах на фиг.2 представлена блок-схема предлагаемого светильника.
Энергосберегающий управляемый светильник наружного освещения содержит драйверы светодиодов 1, 2 и 3, блок светодиодов 4 и термореле 5, при этом первый вход драйвера 1 соединен с выходом термореле 5, а вход термореле 5 соединен с первой фазой трехфазной сети, первые входы драйверов 2 и 3 соединены соответственно с второй и третьей фазами трехфазной сети, вторые входы драйверов 1, 2 и 3 соединены с нулевым проводом питающей сети, а одноименные по знаку выходы драйверов 1, 2 и 3 соединены между собой и с одноименными полюсами блока светодиодов 4.
Работает энергосберегающий управляемый светильник следующим образом.
При питании группы уличных светильников от трехфазной сети под управлением автоматизированной системы, при наступлении сумерек, напряжение подается по программе, в соответствие с астрономическим временем и снижением естественного освещения последовательно: от первой фазы - на вход термореле 5, с выхода которого - на первый вход драйвера 1, от второй и третьей фаз соответственно на первые входы драйверов 2 и 3. На параллельно соединенных выходах драйверов 1, 2 и 3 со стабилизацией выходного тока сигнал суммируется по току и подается на блок светодиодов 4, результатом чего является трехуровневое нарастание тока в блоке светодиодов и соответственно светового потока, излучаемого светильником. Переключение светильников в группе в энергосберегающий и дежурный «ночной» режимы производится путем отключения напряжения на одной или двух фазах, как и в существующих автоматизированных системах управления уличным освещением, но в отличие от последних регулированию подлежит световой поток каждого в группе светильника, что обеспечивает равномерность освещения. В случае перегрева светильника из-за превышения температуры наружного воздуха термореле 5, имеющее уставку срабатывания ниже, чем уставка термозащиты драйверов 1,2 и 3, отключает напряжение первой фазы, тем самым снижая мощность, рассеиваемую охладителем блока светодиодов 4. В случае срабатывания термозащиты одного или двух из драйверов 1, 2 или 3 от перегрева или выхода одного или двух из них из строя, оставшиеся драйверы обеспечивают питание блоку светодиодов 4 при сниженном световом потоке, так обеспечивается режим резервирования по питанию. В утренние часы, на рассвете, напряжение отключается по программе, в соответствии с астрономическим временем и возрастанием естественного освещения в последовательности, обратной включению.
Использование предлагаемого изобретения позволяет решить задачу энергосбережения при управлении в составе существующих автоматизированных систем управления наружным освещением, обеспечения равномерной освещенности дорог, улиц, парков и придомовых территорий при переключениях в энергосберегающий и дежурный «ночной» режимы, а также позволяет обеспечить ступенчатое трехуровневое включение и выключение светодиодных светильников в вечернее и утреннее время в зависимости от спада и нарастания естественного освещения, решает задачу повышения надежности работы светодиодных светильников путем защиты светильников от перегрева при отклонении температуры наружного воздуха выше допустимой и резервирования по питанию в случае отключения одного или двух драйверов из-за перегрева или выхода последних из строя, при этом снижаются затраты на модернизацию существующих систем освещения, так как монтажная схема электроснабжения не меняется.