Transformátor pro halogenové žárovky: proč je to potřeba, princip fungování a pravidla připojení
Halogenové žárovky lze považovat za vylepšenou verzi obvyklých žárovek.Fungují stejně, ale díky některým vlastnostem halogenů jsou ekonomičtější, odolnější a produkují světlo příjemné na pohled, ale zároveň jasné.
Výrobci nabízejí pro halogenová osvětlovací zařízení dvě možnosti: vysokonapěťové a nízkonapěťové. Pro správnou funkci posledně jmenovaného je vyžadován transformátor pro halogenové žárovky. Řekneme vám, jak vybrat a správně připojit zadané zařízení.
Obsah článku:
Proč halogen potřebuje transformátor?
Halogenové žárovky úspěšně konkurují LED. Navzdory nejlepším výkonnostním charakteristikám posledně jmenovaných často vítězí halogeny, což se vysvětluje jejich nižší cenou, a tedy dostupností, a také některými vlastnostmi světelného paprsku LED, které mohou unavovat oči.
Hlavním „trumfem“ LED je provoz bez vytápění, což umožňuje jejich široké použití. Halogenové žárovky mají stejnou výhodu, ale pouze pro nízkonapěťové žárovky. Mohou být instalovány v oblastech citlivých na vysoké teploty. Například v lampách zabudovaných do stropu.
Musíte však pochopit, že nízkonapěťové halogenové žárovky mohou pracovat pouze s transformátory. Ty jsou nezbytné pro převod síťového napětí na přijatelnou hodnotu pro lampu. Obvykle je to 12 V.
Kromě toho transformátor chrání zdroj světla před přepětím, přehřátím a zkratem a může také poskytnout možnost plynule zapnout osvětlení. Je třeba přiznat, že v průměru lampy s transformátory vydrží mnohem déle. I když hodně záleží na jejich kvalitě.
Jaké typy transformátorů existují?
Transformátory jsou zařízení elektromagnetického nebo elektronického typu. Poněkud se liší v principu fungování a některých dalších charakteristikách.
Elektromagnetické možnosti mění parametry standardního síťového napětí na charakteristiky vhodné pro provoz nízkonapěťové halogeny, elektronická zařízení kromě zadané práce provádějí i konverzi proudu.
Toroidní elektromagnetické zařízení
Nejjednodušší toroidní transformátor je sestaven ze dvou vinutí a jádra. Ten se také nazývá magnetický obvod. Vyrábí se z feromagnetického materiálu, obvykle oceli. Vinutí jsou umístěna na tyči.
Primární je připojen ke zdroji energie, sekundární, resp. ke spotřebiteli. Mezi sekundárním a primárním vinutím není žádné elektrické spojení.
Výkon se tedy mezi nimi přenáší pouze elektromagneticky. Pro zvýšení indukční vazby mezi vinutími se používá magnetický obvod.Když je střídavý proud aplikován na svorku připojenou k prvnímu vinutí, vytváří střídavý typ magnetického toku uvnitř jádra.
Ten je v záběru s oběma vinutími a indukuje v nich elektromotorickou sílu neboli emf. Jeho vlivem vzniká v sekundárním vinutí střídavý proud s jiným napětím, než jaké bylo v primárním vinutí.
Podle počtu závitů se určí typ transformátoru, který může být stupňovitý nebo snižovací, a transformační poměr. U halogenových žárovek se vždy používají pouze snižovací zařízení.
Výhody navíjecích zařízení jsou:
- Vysoká provozní spolehlivost.
- Snadné připojení.
- Nízké náklady.
Toroidní transformátory však lze nalézt v moderních obvodech s halogenové žárovky docela vzácné. To je vysvětleno skutečností, že díky svým konstrukčním prvkům mají taková zařízení docela působivé rozměry a hmotnost. Je proto obtížné je zamaskovat například při rozmístění nábytku nebo stropního osvětlení.
Mezi nevýhody zařízení tohoto typu patří také zahřívání během provozu a citlivost na možné poklesy napětí v síti, což negativně ovlivňuje životnost halogenových žárovek.
Kromě toho mohou transformátory vinutí během provozu bzučet, což není vždy přijatelné. Proto se zařízení používají převážně v nebytových prostorách nebo v průmyslových objektech.
Pulzní nebo elektronické zařízení
Transformátor se skládá z magnetického jádra nebo jádra a dvou vinutí. V závislosti na tvaru jádra a způsobu umístění vinutí na něm se rozlišují čtyři typy takových zařízení: tyčová, toroidní, pancéřová a pancéřová.
Počet závitů sekundárního a primárního vinutí může být také odlišný. Změnou jejich poměrů se získají zařízení snižující a zvyšující rychlost.
Princip činnosti transformátoru pulzního typu je poněkud odlišný. Na primární vinutí jsou aplikovány krátké unipolární impulsy, díky nimž je jádro neustále ve stavu magnetizace.
Pulzy na primárním vinutí jsou charakterizovány jako krátkodobé obdélníkové signály. Generují indukčnost se stejnými charakteristickými poklesy.
Ty zase vytvářejí impulsy na sekundární cívce.
Tato funkce poskytuje elektronickým transformátorům řadu výhod:
- Nízká hmotnost a kompaktní.
- Vysoká úroveň účinnosti.
- Možnost zabudování dodatečné ochrany.
- Rozšířený rozsah provozního napětí.
- Žádné zahřívání ani hluk během provozu.
- Možnost nastavení výstupního napětí.
Mezi nevýhody stojí za zmínku regulovaná minimální zátěž a poměrně vysoká cena. To je spojeno s určitými obtížemi ve výrobním procesu takových zařízení.
Pravidla pro výběr sestupného vybavení
Při výběru transformátoru pro halogenové světelné zdroje je třeba vzít v úvahu mnoho faktorů.Stojí za to začít se dvěma důležitými charakteristikami: výstupní napětí zařízení a jeho jmenovitý výkon.
První musí přesně odpovídat provoznímu napětí lamp připojených k zařízení. Druhý určuje celkový výkon světelných zdrojů, se kterými bude transformátor pracovat.
Pro přesné stanovení požadovaného jmenovitého výkonu je vhodné provést jednoduchý výpočet. Chcete-li to provést, musíte sečíst výkony všech světelných zdrojů, které budou připojeny k zařízení pro snížení úrovně. K výsledné hodnotě připočtěte 20 % „rezervy“ nutné pro správný chod zařízení.
Ukažme si to na konkrétním příkladu. Pro osvětlení obývacího pokoje se plánuje instalace tří skupin halogenových žárovek: sedm kusů v každé. Jedná se o bodová zařízení s napětím 12V a výkonem 30W. Pro každou skupinu budou zapotřebí tři transformátory. Pojďme si vybrat tu správnou. Začněme výpočtem jmenovitého výkonu.
Spočítáme a zjistíme, že celkový výkon skupiny je 210 W. Když vezmeme v úvahu požadovanou světlou výšku, dostaneme 241 W. Pro každou skupinu tedy budete potřebovat transformátor, jehož výstupní napětí je 12 V, jmenovitý výkon zařízení je 240 W.
Těmto vlastnostem vyhovují jak elektromagnetická, tak pulzní zařízení. Při výběru druhého je třeba věnovat zvláštní pozornost jmenovitému výkonu. Musí být prezentováno jako dvě čísla. První udává minimální provozní výkon.
Musíte vědět, že celkový výkon lamp musí být větší než tato hodnota, jinak zařízení nebude fungovat.A malá poznámka od odborníků ohledně výběru síly. Upozorňují, že výkon transformátoru, který je uveden v technické dokumentaci, je maximální.
To znamená, že v normálním stavu bude vyrábět někde o 25-30% méně. Proto je nutná tzv. „rezerva“ moci. Protože pokud zařízení donutíte pracovat na hranici svých možností, dlouho nevydrží.
Další důležitá nuance se týká velikosti vybraného transformátoru a jeho umístění. Čím je zařízení výkonnější, tím je masivnější. To platí zejména pro elektromagnetické jednotky. Je vhodné okamžitě najít vhodné místo pro jeho instalaci.
Pokud existuje několik lamp, uživatelé je často dávají přednost rozdělení do skupin a instalaci samostatného transformátoru pro každou z nich. To je vysvětleno velmi jednoduše.
Za prvé, pokud selže zařízení snižující výkon, zbývající skupiny osvětlení budou fungovat normálně. Za druhé, každý z transformátorů nainstalovaných v takových skupinách bude mít menší výkon než ten společný, který by bylo potřeba instalovat pro všechny lampy. V důsledku toho budou jeho náklady znatelně nižší.
Dvě možnosti připojení transformátoru
Před připojením snižovacího zařízení byste měli dokončit rozložení lamp, pokud jich je více než dvě. Kromě toho musíte vybrat místo pro instalaci transformátoru.
Posledně uvedené se provádí s ohledem na následující pravidla:
- K zařízení musí být zajištěn volný přístup, který je nezbytný pro jeho údržbu nebo výměnu.
- Pokud je transformátor umístěn v uzavřeném prostoru, jeho objem nesmí být menší než 10 litrů. To je nezbytné k odstranění tepla vznikajícího během provozu zařízení.
- Vzdálenost od zařízení k nejbližší halogenové žárovce by neměla být menší než 250 mm. To se provádí, aby se zabránilo nežádoucímu dodatečnému zahřívání světelného zdroje.
Teprve po určení místa pro transformátor a lampy může být zahájena instalace a připojení.
V tomto případě jsou možné dvě hlavní možnosti a ty lze upravit a použít k připojení nejen dvou skupin lamp, ale také tří nebo více.
Obvod lamp s jedním transformátorem
Tato možnost je považována za optimální pro čtyři, maximálně pět světelných zdrojů. Pokud je lamp více, bylo by nejlepší je rozdělit do skupin. Halogeny jsou zapojeny pouze paralelně. To je třeba vzít v úvahu při sestavování diagramu. Další důležitý bod.
Je nutné umístit lampy tak, aby vzdálenost od každé z nich k transformátoru byla přibližně stejná. To je nezbytné pro správnou funkci zařízení.
Pokud jsou vodiče různých délek, budou lampy svítit jinak. Ten s kratším drátem bude zářit jasněji. Zařízení s dlouhým kabelem bude svítit slabě.
Kromě toho se v druhém případě může drát během provozu také zahřívat, což je krajně nežádoucí.Odborníci doporučují postavit obvod tak, aby délka každého z vodičů vedoucích k lampám nepřesáhla 200 mm. V tomto případě musí být průřez kabelu alespoň 1,5 m2. mm.
Na těle transformátoru jsou výstupní a vstupní svorky. Primární jsou označeny N a L nebo Input. Jedná se o vstup umístěný na straně 220 V. Je třeba pamatovat na to, že připojení zde probíhá přes jednoklíčový spínač.
Dále jsou nulové a fázové vodiče modré a oranžové nebo hnědé vycházející z rozvodné skříně připojeny k odpovídajícím svorkám transformátoru. Halogenové žárovky se připojují k sekundárním výstupním svorkám nebo k výstupu snižujícího zařízení.
K tomu se používají pouze měděné dráty se stejným průřezem. Důležitá poznámka. Pokud z nějakého důvodu není dostatek svorek transformátoru, měly by být instalovány další svorky. Lze je zakoupit v každém specializovaném obchodě.
Dvě skupiny lamp se dvěma transformátory
Toto zapojení je optimální, pokud je lamp více než pět. Skupiny se mohou skládat ze stejného počtu žárovek nebo z různých. To je jedno. Hlavní věc je, že transformátor je pro každý správně vybrán. Stejně jako ve výše popsané možnosti byste měli začít spuštěním diagramu.
Při výběru umístění lamp platí podobná pravidla. To znamená, že délka všech vodičů vedoucích k nim z transformátoru by měla být přibližně stejná.
To může být docela obtížné. Pak budete muset provést nějaké úpravy. Musíte vědět, že pro měděné dráty o průřezu 1,5 m2. mm, což je v tomto případě doporučeno použít, optimální délka se pohybuje od 150 do 300 cm.Na takovou vzdálenost bude energie přenášena s minimálními ztrátami a bez rušení.
Někdy tato délka zjevně nestačí. V tomto případě budete muset zvolit drát s větším průřezem. Pro vzdálenost od 300 do 400 cm je vybrán kabel s průřezem do 2,5 metru čtverečních. mm. Pokud se očekává ještě větší délka, což je nežádoucí, měl by se provést speciální výpočet a pomocí speciální tabulky určit vhodný průřez.
Připojení každého z transformátorů a skupin lamp k němu se provádí podobně jako výše popsaná metoda. To znamená, že neutrální jádro z rozvodné skříně je připojeno k neutrálním svorkám transformátorů.
Fázový vodič ze spínače je připojen k fázovým kabelům snižovacích zařízení. Teoreticky lze takto propojit více než dvě skupiny svítilen, ale každá z nich má svůj transformátor.
Důležitá poznámka. Pro každé snižovací zařízení je položen samostatný kabel a jsou připojeny výhradně uvnitř spojovací krabice. Někteří „řemeslníci“ dávají přednost připojení vodičů někde pod stropem, ale nepoužívají spojovací krabici.
Jedná se o závažnou chybu, která je v rozporu s PUE, která uvádí, že ke každé části kabelového připojení musí být zajištěn volný přístup pro kontrolu, údržbu a případné opravy. Jedinou správnou možností je tedy připojení ve spojovací krabici.
Odborníci zdůrazňují, že pokud máte v úmyslu připojit skupinu skládající se z velkého počtu lamp, je možné mezi lampy a výstup transformátoru umístit rozvodnou skříň. To platí zejména v případě, že na zařízení snižující výkon není dostatek svorek nebo pokud existují omezení pro jeho umístění.
Při výběru této možnosti musíte vědět, že při stejném výkonu prochází nízkonapěťovým obvodem více proudu než vysokonapěťovým obvodem. Na základě toho je zapotřebí přesný výpočet k určení průřezu drátu. To se provádí výpočtem celkového proudu.
Ukažme si to na příkladu. Sedm světelných zdrojů 12V 35W musí být připojeno přes transformátor. Lampy jsou namontovány paralelně s rozvodnou skříní. Nutné zjistit průřez drátu, který bude položen mezi rozdělovač a výstup bloku.
Chcete-li to provést, nejprve vynásobte počet žárovek jejich výkonem. Výslednou hodnotu pak vydělíme provozním napětím. Dostaneme přibližně 29 A. To je síla proudu, která projde nízkonapěťovou elektroinstalací.
Pomocí tabulky závislosti průřezu vodiče na provozním napětí uvedeném v PUE určíme vhodnou velikost vodiče. V našem případě to bude minimálně 4 metry čtvereční. mm. Jak vidíte, náklad je poměrně velký. Snad má smysl tuto skupinu lamp rozdělit na další dvě.
Při instalaci dvou skupin halogenových žárovek přes transformátor lze použít dva typy spínačů.Pokud nainstalujete model s jedním klíčem, lze obě skupiny zapnout/vypnout pouze současně. Pokud je vyžadováno samostatné ovládání skupin osvětlovacích zařízení, můžete nainstalovat dvouklíčový spínač.
Doporučení od praktiků
Praktičtí elektrikáři se často potýkají s potřebou instalovat nízkonapěťové halogeny, když již byla elektroinstalace instalována a úspěšně provozována. V tomto případě není vždy možné paralelně připojit lampy k transformátoru bez radikální změny zapojení.
Pro minimalizaci nákladů odborníci v tomto případě doporučují propojit každou lampu s vlastním transformátorem. Zpravidla se bude jednat o zařízení malá výkonem a velikostí.
Pokud se vám to zdá zbytečné, můžete místo nízkonapěťových žárovek umístit vysokonapěťové halogenové žárovky 220 V. V tomto případě je však budete muset vybavit zařízením pro měkký start. Nebo, pokud to konstrukce lampy umožňuje, můžete halogenové žárovky nahradit LED diodami ekonomické třídy.
S orientačními body výběr halogenů pro instalaci osvětlovací soustavy najdete článek, který důkladně prověřuje všechny aspekty problematiky.
Velmi často se plánuje regulace intenzity osvětlení, za tímto účelem se přidává do celkového schématu Stmívač. Musíte vědět, že většina pulzních transformátorů není navržena pro spolupráci se stmívačem.
Protože posledně jmenovaný negativně ovlivňuje funkci elektronického měniče, v konečném důsledku to výrazně snižuje životnost připojených halogenových žárovek.
Z tohoto důvodu je nejlepší možností pro práci ve spojení se stmívačem toroidní elektromagnetický transformátor. A ještě jedna poznámka.
Elektrikáři důrazně doporučují nezapomínat na servis již nainstalovaných snižovacích zařízení. Optimální je provádět jejich rutinní kontrolu každých šest měsíců pro kontrolu jejich funkčnosti. Pokud jsou zjištěny problémy, jsou zařízení opravena nebo vyměněna.
Závěry a užitečné video k tématu
Video #1. Pojďme se seznámit - transformátory Osram:
Video #2. Jak správně připojit transformátor:
Video #3. Vše, co potřebujete vědět o transformátorech pro halogenové světelné zdroje:
Nízkonapěťové halogenové žárovky jsou praktickým řešením pro zapuštěné osvětlení. Jsou považovány za rozpočtovou analogii LED, která je výrazně převyšuje v kvalitě vyzařovaného světla.
Hlavním problémem při použití nízkonapěťových halogenů je nutnost připojení snižovacího transformátoru. Pokud je však vše provedeno správně, svítidla vydrží dlouho a bez problémů.
Máte zkušenosti s připojením transformátoru pro provoz nízkopříkonové halogenové žárovky? Znáte technologické jemnosti, které se budou návštěvníkům webu hodit? Napište prosím komentáře, sdílejte užitečné informace a zveřejněte fotografie do bloku níže.
