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1、电器产品知识培训电器产品知识培训电器产品知识培训电器产品知识培训Ballast theory training 2007Ballast theory training 2007WLiDAC China,1-1-2007Control Gear Training 20072荧光灯系列荧光灯系列荧光灯电感镇流器基本系统构成及各部件作用系统的工作过程荧光灯电感镇流器结构及基本制造过程荧光灯电感镇流器性能指标及测试荧光灯电感镇流器相关标准飞利浦BTA电感镇流器产品选用Control Gear Training 20073基本系统图示基本系统图示镇流器-提供稳定的灯电流;辅助启动电容-校正功率因数,提高
2、电能使用效率电感回路电感回路电感回路电感回路LiveNeutral启动器-结合镇流器,提供触发电压Control Gear Training 20074 电感镇流器的正阻特性:电感镇流器的正阻特性:VmainsVlamp+VballastVballastVlampStabilization用于平衡荧光灯的负阻特性用于平衡荧光灯的负阻特性使整个系统工作于正阻状态使整个系统工作于正阻状态Control Gear Training 20075电感镇流器的工作过程:电感镇流器的工作过程:启动初始阶段,提供平滑启动初始阶段,提供平滑的主电源电压,使启辉器的主电源电压,使启辉器启辉。启辉。启辉器闭合后,限
3、制灯丝启辉器闭合后,限制灯丝的预热电流。的预热电流。启辉器断开时,产生高压启辉器断开时,产生高压使荧光灯点燃。使荧光灯点燃。灯管点燃后,限制工作电灯管点燃后,限制工作电流,起到镇流的作用。流,起到镇流的作用。000Control Gear Training 20076启辉器的工作过程:启辉器的工作过程:启动初始阶段闭合,使灯丝预热。启动初始阶段闭合,使灯丝预热。延时断开,使灯管点燃。延时断开,使灯管点燃。荧光灯的工作过程:荧光灯的工作过程:初始阶段灯丝通电预热。初始阶段灯丝通电预热。启动点燃后灯丝断电,汞蒸发电启动点燃后灯丝断电,汞蒸发电离,荧光粉受激发光。离,荧光粉受激发光。Control
4、Gear Training 20077产品结构及主要制造过程产品结构及主要制造过程BTATLD 36W/18WHalogen transformerHalogen 20-50WControl Gear Training 20078空气间隙和叠装厚度空气间隙和叠装厚度Air gap&stack heightBTA standardGapGap 0.5mm8W power loss60mm stack heightBTA LWGapGap 0.2mm6W power loss110mm stack heightHalogen transformerGapGap 0mm110mm stack hei
5、ghtControl Gear Training 20079检测后检测后成品制成成品制成主要制造过程主要制造过程浸渍浸渍烘焙烘焙底板安装底板安装后测试后测试E I叠叠片安装片安装线圈插入线圈插入 E型叠片型叠片绕制线圈绕制线圈I 片叠装片叠装E 片叠装片叠装Control Gear Training 200710电感镇流器技术指标电感镇流器技术指标灯管型号及数量灯管型号及数量电压电压:220V-230V-240V频率频率:50Hz-60Hz尺寸尺寸(几何尺寸及安装尺寸几何尺寸及安装尺寸)连接方式连接方式:螺钉端子螺钉端子 插入端子插入端子功率因数功率因数(PF)功耗功耗/能量功效指数能量功效指
6、数(EEI)绕组耐热温度绕组耐热温度(Tw)绕组温升绕组温升(T)Control Gear Training 2007110功率因数功率因数VmainsVlampIlamp=60 度度,主电压超前电流的角度主电压超前电流的角度功率因数功率因数(cos )=0.5Control Gear Training 200712功率因数补偿功率因数补偿荧光灯电感镇流器是一感性元件,导致系统荧光灯电感镇流器是一感性元件,导致系统电压电流间相位差,线路电压电流间相位差,线路功率因数较低功率因数较低(0.4-0.55)0.4-0.55),增加供电系统的无功负荷,增加供电系统的无功负荷为修正较低功率因数,必须用电
7、容对系统作为修正较低功率因数,必须用电容对系统作终端补偿,使功率因数大于终端补偿,使功率因数大于0.850.85Control Gear Training 200713功耗功耗/能量功效指数能量功效指数(EEI)欧洲欧洲CELMACELMA标准划分为:标准划分为:Class D(High loss)Class D(High loss)e.g.TLD 36W,e.g.TLD 36W,系统功耗系统功耗 45W 45WClass C(Standard)Class C(Standard)e.g.TLD 36W,43W e.g.TLD 36W,43W 系统功耗系统功耗 45 45W WClass B2(
8、Low loss)Class B2(Low loss)e.g.TLD 36W,41W e.g.TLD 36W,41W 系统功耗系统功耗 43 43W WClass B1(Extra low loss)Class B1(Extra low loss)e.g.TLD 36W,38W e.g.TLD 36W,38W 系统功耗系统功耗 41 41W W 荧光灯电感镇流器根据功耗可划分为三类:荧光灯电感镇流器根据功耗可划分为三类:高功耗高功耗 High loss标准功耗标准功耗Standard loss低功耗低功耗 Low lossControl Gear Training 200714系统功耗系统功耗
9、(校正校正)值的计算公式值的计算公式:(1)Ptot.ref =系统功耗系统功耗(校正校正)值值(2)Total input power of lamp-ballast circuit under test corrected to comparable reference conditions(2)Ptot.meas =测试镇流器测试镇流器系统功耗系统功耗 Total input power into ballast-lamp circuit under test(3)PLnom.=灯功率名义值灯功率名义值 Nominal lamp power of relevant reference l
10、amp according lamp data sheet(4)PLref.meas.=灯功率测试值灯功率测试值,在基准镇流器条件下在基准镇流器条件下(5)Measured lamp power in circuit with reference ballast(1)PLmeas =灯功率测试值灯功率测试值,在测试镇流器条件下在测试镇流器条件下1.is the measured lamp power in the circuit with test ballast2.功耗功耗/能量功效指数能量功效指数(EEI)Control Gear Training 200715绕组耐热温度绕组耐热温度 T
11、wTw定义:镇流器绕组的额定最高温度,在该温度时定义:镇流器绕组的额定最高温度,在该温度时 镇流器连续工作寿命至少镇流器连续工作寿命至少1010年。年。测试方法测试方法:七个样品,在烘箱内七个样品,在烘箱内,以正常工作电流以正常工作电流 连续通电连续通电3030天左右天左右(TwTw=130=130时,绕线时,绕线 温度达到温度达到222222)冷却后取出测试,绝)冷却后取出测试,绝 缘电阻大于缘电阻大于1 1M,M,能正常点灯,如有二能正常点灯,如有二 个样品不符合要求则该批试验不能通过。个样品不符合要求则该批试验不能通过。电感镇流器的两项重要参数指标Tw和TTControl Gear Tr
12、aining 200716定义:镇流器在正常状态下绕组的温升。定义:镇流器在正常状态下绕组的温升。测试方法:若干样品,在防风箱内(环境温度测试方法:若干样品,在防风箱内(环境温度25 25 22)在正常状态下达到热平衡时)在正常状态下达到热平衡时,用用 内阻法测定绕组温度内阻法测定绕组温度:t t2 2=R=R2 2(234.5+t1234.5+t1)/R/R1 1234.5234.5 t=tt=t2 2t t1 1=(R=(R2 2R R1 1)/R1/R1(234.5+t234.5+t1 1)T电感镇流器的两项重要参数指标Tw和TTControl Gear Training 200717绕
13、组温升绕组温升 T:线圈自身发热而引起温度上线圈自身发热而引起温度上升常标识如升常标识如55 K,70 K等等环境温度环境温度Ta:是镇流器周边的温度是镇流器周边的温度Tw,T,Ta关系关系:T+Ta Tw 低温升即允许较高的环境温度低温升即允许较高的环境温度,是镇流器寿命和安全是镇流器寿命和安全的保证的保证绕组耐热温度绕组耐热温度(Tw)绕组温升绕组温升(T)关系关系Control Gear Training 200718实例实例:镇流器标志为镇流器标志为 Tw 130,T 60 较热环境使镇流器局部温度为较热环境使镇流器局部温度为80 线圈温度将是线圈温度将是 60 +80 140 5 年
14、连续工作寿命年连续工作寿命30 Ta 80 Tcoil 140 BTLTLControl Gear Training 200719叠片厚度叠片厚度(Stackheight)与各主要参数关系与各主要参数关系叠厚的大小关联以下参数叠厚的大小关联以下参数:价格价格功耗功耗powerlosses/EEI绕组温升绕组温升 T通常通常(当使用同规格矽片时当使用同规格矽片时):短叠厚短叠厚,低价格低价格短叠厚短叠厚,高高镇镇流器流器损耗损耗短叠厚短叠厚,高高 TStack heightControl Gear Training 200720价格与主要技术指标关系价格与主要技术指标关系:价格价格Price绕组
15、温升绕组温升 T镇镇流器流器损耗损耗Ballastlosses-+=正关系正关系positive relation-=负关系负关系negative relationControl Gear Training 200721Philips荧光灯电感镇流器符合以下标准安全指标安全指标:老老IEC60920,GB2313 新新IEC61347-2-8,GB19510性能指标性能指标:IEC60921,CELMA GB14044电磁兼容电磁兼容:CISPR 15,IEC61000-3-2 GB17743,GB17625Control Gear Training 200722Product Range L
16、amp Wattage Mains voltage CELMA Classification Connector TypeBTAforTLlamps 220V=220V/50Hz B1SC=ScrewConnectorBPLforCFL(nonintegrated)lamps220V/60Hz=220V/60HzB2DI=DoubleInsertconnector230V=230V/50Hz C240V=240V/50Hz D XXX XXX XXXX X XX BTA 36W 220V C SC Philips荧光灯电感镇流器命名规则荧光灯电感镇流器命名规则 Control Gear Tra
17、ining 200723Philips荧光灯电感镇流器的选用:荧光灯电感镇流器的选用:Control Gear Training 200724Office Buildings飞利浦电子镇流器系列飞利浦电子镇流器系列EB-P&HF-P1X36W2X36WHF-P 系列系列HF-R 系列系列EB-SEB1X36W2X36W3X36W1X18W2X18W3X18W1X58W2X58WEB-E1X36W2X36W1X18W2X18WControl Gear Training 200725EB-E系列电子镇流器 EBE为面向中国市场今年新推出的经济型产品可广泛的适用于学校,超市,停车场等场所.EB-E谐
18、波失真 33%功率因数 0.95 流明系数 0.95预热时间 1秒镇流器寿命 25,000小时灯电流波峰系数 1.7 质保期 2年Control Gear Training 200726EB-S系列电子镇流器(1)EBS为面向全球市场,今年新推出的标准型产品,可广泛的用于办公室,医院,银行,工厂等场所.1.电源电源(Mains voltage):220V-240V 50/60Hz2.电压范围(Voltage range):184V-264V3.功率因数(Power factor):0.954.流明系数(Ballast factor):0.955.环境温度(Ta):0-556.外壳最高温度(Tc
19、):65Control Gear Training 200727EB-S系列电子镇流器(2)7.波峰系数(Crest factor):1.78.总谐波失真(THD):20%9.抗电磁干扰(EMI):CISPR 1510.灯管开关寿命(switch life time):8,000次11.符合 IEC 928&92912.外壳(Housing):封闭式金属外壳Control Gear Training 200728产品介绍HID灯用镇流器产品EHS图BHL图BHL/BSN/BKN图电子类电感类配用光源CDM35W-150W汞灯125W-1000W钠灯50W-1000W金卤灯35W-2000WBS
20、N图GBMH图金卤灯35W-150WControl Gear Training 200729元元器器件件安安全全灯管灯管失效失效时保时保证安证安全全线路失线路失常时保常时保证安全证安全镇流镇流器受器受损时损时保证保证安全安全实物解析实物解析安全内部外部配件外部环境意外事故Control Gear Training 200730元器件安全元器件安全PHILIPS镇流器在设计镇流器在设计/选材选材/生产之初生产之初,就严格保证了镇流器内所就严格保证了镇流器内所有元器件的安全性能有元器件的安全性能.对材料质量有极其严格的性能和安全要对材料质量有极其严格的性能和安全要求求,保证万无一失保证万无一失.1
21、.所有的元件都有安全和质量认证所有的元件都有安全和质量认证,并进行数年的质量跟踪并进行数年的质量跟踪2.高规格漆包内芯高规格漆包内芯,130Tw.镇流器可以在恶劣高温下长时间使用镇流器可以在恶劣高温下长时间使用3.高质量钢片高质量钢片4.低温升低温升,降低灯具在高温环境下的温度降低灯具在高温环境下的温度,保证安全保证安全5.线路设计时控制爬电距离线路设计时控制爬电距离,防止意外放电防止意外放电Control Gear Training 200731电感镇流器的两项重要参数指标-Tw和tTw保证镇流器工作寿命(通常是10年)所允许的镇流器线圈的最高温度.如:95C,105C,120C及130C等
22、线圈每升高10C,则镇流器寿命降低一半;关键在于采用高温度等级的绝缘漆包线,含浸漆及绝缘材料 t是特定温度与环境条件下,实测线圈温度与环境温度之差值,即t=Tw-Ta,通常叫做温升.通常标识如55C 和70C等低温升即允许较高的环境温度,是镇流器寿命和安全的保证Control Gear Training 200732体积小,重量轻,便于一体化安装所有型号都有一个稍稍弯曲的底座,保 证了紧固、避震的二点式安装紧固孔周围微微突起确保了镇流器拧于 导电板时的良好接触,从而不必再安装 独立的地线。飞利浦飞利浦HID镇流器镇流器安装简易安装简易Control Gear Training 200733灯管
23、失效时保证安全灯管失效时保证安全CDM与与MHN类类HID灯在寿命末期会发生灯在寿命末期会发生“整流效应整流效应”,即,即灯电流单向流动。该直流成分使镇流器铁芯趋饱灯电流单向流动。该直流成分使镇流器铁芯趋饱 和,电流骤和,电流骤增,镇流器温度急剧上升增,镇流器温度急剧上升PHILIPS 推出有过热保护(TS)的专用CDM与MHN金卤灯镇流器.TS过热保护Control Gear Training 200734过热保护循环工作过程过热保护器断开温度1605 开关次数10,000次镇流器温度()050100150200250不加过热保护加过热保护正常不加过热保护过热保护正常250 120 160
24、异常Control Gear Training 200735 在灯点不亮的情况下,触发器会在在灯点不亮的情况下,触发器会在1515分钟后自动关断,分钟后自动关断,避免不断产生的高压触发脉冲对镇流器和电源线路造成避免不断产生的高压触发脉冲对镇流器和电源线路造成损坏。损坏。减少电磁干扰减少电磁干扰EMIEMI。T5/15定时保护线路电压不加T5/15保护加T5/15保护正常正常异常加T5/15保护Control Gear Training 200736线路失常时保证安全线路失常时保证安全PHILIPS镇流器在供电线路有失常现象时镇流器在供电线路有失常现象时,也可以安全使用也可以安全使用.能承受20
25、的电压跌落Control Gear Training 200737镇流器受损时保证安全镇流器受损时保证安全1.PHILIPS为客户的安全设下重重保护为客户的安全设下重重保护,但还是有可能镇流器发但还是有可能镇流器发生损坏生损坏.对此对此PHILIPS设置了设置了TS过热保护过热保护,防止发火冒烟防止发火冒烟2.异常状态温升控制在异常状态温升控制在150度度,普通镇流器产品无此要求普通镇流器产品无此要求.保证灯具安全Control Gear Training 200738400W/250W转换或250W/150W转换适合利用时段性强的道路和发展中的道路同一个灯具达到两个灯具的照明调节效果,节省灯
26、具灯杆投资设定满足要求的低照度,减少不必要的能源消耗,降低运行费用光源寿命更长多种灯具款式可供选择飞利浦变功率路灯Control Gear Training 200739光源、镇流器工作线光源工作线Lnom(虚线):100小时时的灯管管压与功率关系额定电压下的镇流器工作线B光源在寿命期内的工作轨迹(与镇流器线的交点)逐步右移,功率先上升后下降光源熄灭线0%,-5%,-10%(标称电压、95%标称电压,90%标称电压)IL=VB/ZB=(Vo-VL)/ZBZB=2fL (L取决于线圈和铁芯)PL=IL*VL*L (L为光源的波形系数)30k h25k hControl Gear Training
27、 200740灯管电压电流特性灯电流象电源电压一样是频率为50的正弦波,要维持放电必须任何时候放电管内都有电流存在,电流方向改变的过零点A灯电流为零,灯会瞬时熄灭;此时灯管需要击穿电压VR可以再次放电由于镇流器感抗的作用,灯管电流相位会后移,与电源电压存在相位差,电流过零时,电源电压并不为零,而是VmA;电流过零时,镇流器没有分压,电源电压全部加在灯管两端,只要该电压在此瞬间大于灯管击穿电压VR,即可顺利完成电流的相位改变,重新使灯触发维持放电如果灯电压在寿命过程中上升,电流过零时的电源电压VmA与灯击穿电压VR之间的差就会减小。到最后,会太小而不能保证再触发,灯就会熄灭,直到灯管冷却,由触发
28、器提供高压来启动,进入启动熄灭的循环,即寿终状态VL 灯管电压波形AVtVm 电源电压波形IL 灯管电流波形VmAVRAVtVmILVLVmAVRControl Gear Training 200741灯管电压电流特性调压线路因为降低了线路电压,即减小了电流过零时的瞬时电压VmA,这样,允许灯管电压上升的程度就比正常电压要小,即灯管寿命缩短了(管压上升程度与燃点时间成正比);但这样的灯管在正常电压下仍可使用增加感抗的变功率镇流器,不降低VmA,因而允许灯管管压上升到额定的设计值,燃点寿命更长AVtVmILVLVmAVRControl Gear Training 20074218:0023:00
29、6:00照度水平100%50%飞利浦变功率路灯Control Gear Training 200743飞利浦变功率路灯系统包括:变功率镇流器,时间控制器,触发器,电容,所有部件均已接入灯具电器腔连接电源电压,灯泡以足功率400W工作,此时,镇流器接入部分为B2,阻抗较小经过设定时间(5小时)后,控制器将另一部分镇流器线圈接入电路,镇流器接入部分为B1,阻抗增大,电流下降,灯泡降功率运行于220W左右,光输出约减少一半灯泡工作于低功率,直到关灯万一控制器发生故障,灯泡将始终以足功率运行调光前后,系统功率因数均大于0.85BSD400/250WControl Gear Training 20074
30、4飞利浦变功率路灯系统包括:变功率镇流器,时间控制器,触发器,电容,所有部件均已接入灯具电器腔连接电源电压,灯泡以足功率250W工作,此时,镇流器接入部分为B2,阻抗较小经过设定时间(5小时)后,控制器将另一部分镇流器线圈接入电路,镇流器接入部分为B1,阻抗增大,电流下降,灯泡降功率运行于150W左右,光输出约减少40%灯泡工作于低功率,直到关灯万一控制器发生故障,灯泡将始终以足功率运行调光前后,系统功率因数均大于0.85BSD250/150WControl Gear Training 200745飞利浦变功率路灯同一个镇流器,适用两种标示的光源使用高功率光源时,接入控制器,具有调光作用(图1
31、);或断开控制器,镇流器接B2,以常功率运行(图2);使用低功率光源时,断开控制器,镇流器接B1,以常功率运行,不能使用调光功能(图3)非常适合功能发展中的道路BSD250/150WBSD400/250W 图2 图3 图1BSD150/100WControl Gear Training 200746飞利浦变功率路灯2系统包括:变功率镇流器,时间控制器,触发器,电容,所有部件均已接入灯具电器腔连接电源电压,灯泡以足功率工作,此时,镇流器接入部分为B2,阻抗较小经过设定时间后(设定时间可调,范围48小时),控制器将另一部分镇流器线圈接入电路,镇流器接入部分为B1,阻抗增大,电流下降,灯泡降功率运行
32、,光输出约减少一半灯泡工作于低功率,直到关灯万一控制器发生故障,灯泡将始终以足功率运行调光前后,系统功率因数均大于0.85BSD400/250WBSD250/150W*2为飞利浦LE系统,最大不同在于时间可调,功率降低幅度更大Control Gear Training 200747仅仅比普通路灯电器多一个元件(控制器),整个系统完全可以装在灯具内单灯控制,无需控制线串联式高能脉冲触发器,如在半并联线路老灯上改造,应更换触发器,最好的办法是更换整个电器底板,简单快速Control Gear Training 200748VL 灯管电压波形AVtVm 电源电压波形IL 灯管电流波形VmAVRVRV
33、L 降功率后灯管电压波形降功率后灯管电压VR更低,光源寿命更长Control Gear Training 200749成本分析Control Gear Training 200750节能技术比较节能电器/节能技术节能原理优点缺点调压降功率设备降低灯具工作电压,降低光源功率达到节能目的技术实施简单,能起到一定节能目的 1,对灯泡寿命有影响,特别是气体放电灯,有资料明确禁止使用;2,对电网有谐波污染;3,调压会造成回路末端路灯熄灭,影响亮灯率;4,节能效率低,节能不节钱电子镇流器以电子电路替代传统镇流器,减少镇流器自身能耗启动性能好,功率因数高,实施简单产品稳定性、可靠性差、寿命短,价格昂贵,对电网有谐波污染,对灯具寿命有影响,无实际节能使用价值电感转换降电流通过串联电感,增加镇流器感抗,降低设备工作电流而节能不改变设备工作电压,不改变照明设备结构,对光源寿命没有影响,并可实现单灯控制、管理,提高系统管理水平,节能效率高,同等条件下是调压设备的1倍以上基本无
限制150内