Lámparas de inducción: dispositivo, tipos, ámbito de aplicación + reglas de selección.
Hoy en día, los consumidores eligen cada vez más dispositivos de iluminación domésticos e industriales energéticamente eficientes.Sin embargo, además del ahorro, la calidad de la iluminación también juega un papel importante. Las lámparas de inducción son una valiosa alternativa a las fuentes de iluminación tradicionales.
Emiten una luz suave, agradable a la vista y no cambia la percepción objetiva de los objetos. Echemos un vistazo juntos al diseño y los principios de funcionamiento de las lámparas de inducción.
El contenido del artículo:
Diseño y principio de funcionamiento.
La principal fuente de luz de una lámpara de inducción es el plasma, creado artificialmente como resultado de la ionización de una mezcla de gases mediante un campo electromagnético de alta frecuencia.
La corriente genera un campo eléctrico alterno, provocando la aparición de una descarga de gas en el matraz de vidrio. El mercurio excitado genera radiación ultravioleta, que se convierte en luz visible gracias a un fósforo.
Las lámparas de inducción pertenecen a la categoría de fuentes de iluminación de descarga de gas, sobre las cuales se escribe más en este material.
El diseño de una lámpara de inducción incluye tres elementos funcionales básicos:
- tubo de descarga de gas;
- bobina de inducción con anillo de ferrita;
- balasto electrónico.
Dentro del tubo hay gotas de amalgama de mercurio. El matraz está lleno de un gas con baja reactividad química: argón/criptón, y su superficie interior está recubierta con un fósforo inorgánico.
La bobina de inducción y el electroimán forman un campo magnético de alta frecuencia, bajo cuya influencia los electrones libres se aceleran, chocan y excitan los átomos de mercurio.
El resultado es la radiación ultravioleta. El fósforo lo transforma en un resplandor brillante visible.
El balastro electrónico se conecta a una fuente de tensión CC de 12 V/24 V o a una red de tensión sinusoidal de 120 V/220 V/380 V.
El sistema de control del arrancador transforma corriente alterna de 50 Hz en corriente continua y luego en corriente de alta frecuencia de 190 kHz a 2,65 MHz.
Esta corriente de RF crea un campo magnético. Además, el motor de arranque genera un fuerte impulso de arranque que enciende la fuente de luz de inducción.
Para garantizar un funcionamiento estable del dispositivo de iluminación sin electrodos, el sistema de control también puede cambiar la intensidad de la corriente eléctrica y su frecuencia a través de la bobina inductora.
Para reducir la dispersión de campos electromagnéticos de alta frecuencia, las lámparas están equipadas con pantallas de ferrita y/o núcleos especiales.
Esto hace que el cilindro del dispositivo de iluminación sea más uniforme y tenga una temperatura aproximadamente igual.
Con el funcionamiento prolongado de dicha iluminación, no se observa agrietamiento de la bombilla de vidrio; con el tiempo, el material del electrodo no se deposita en las paredes.
La ausencia de los electrodos de filamento necesarios para encender las bombillas convencionales permite que las lámparas de inducción alcancen una vida útil increíblemente larga: hasta 120.000 horas de funcionamiento.
Algunos fabricantes afirman incluso una vida útil de hasta 150.000 horas. Esta cifra es 10 veces mayor que la durabilidad de simples bombillas fluorescentes, HPDS de descarga de gas, mercurio-tungsteno y accesorios de iluminación de sodio.
Además, la vida útil de las fuentes de luz de inducción es aproximadamente 2-3 veces mayor que la vida útil de los LED.
Tipos de lámparas de inducción
Nikola Tesla demostró por primera vez una lámpara sin electrodos de contacto en 1893 en la Exposición Universal de Chicago. El dispositivo de iluminación presentado al público funcionaba con el campo magnético de una bobina de Tesla. Y el primer prototipo fiable de fuente de luz de inducción fue creado por John Melvin Anderson en 1967.
Clasificación de bombillas sin electrodos.
En 1994, General Electric presentó la lámpara compacta de bajo consumo GENURA con un generador de alta frecuencia incorporado en la base.
La producción en serie de lámparas fluorescentes de inducción comenzó en los años 1990.
Según el tipo de diseño, las fuentes de luz de inducción son:
- con balastro incorporado: el generador eléctrico y la lámpara se combinan en una sola unidad;
- con un arrancador electrónico independiente: el generador externo y la lámpara son dispositivos separados.
Dependiendo de la forma en que esté colocada la bobina, estas lámparas también se dividen en dispositivos con un inductor externo (baja frecuencia) e interno (alta frecuencia).
En el primer caso, se enrolla una bobina con una varilla ferromagnética alrededor de un cilindro. La frecuencia de funcionamiento de las lámparas con inducción externa se encuentra en el rango de 190-250 kHz.
Tienen mejores condiciones para un intenso intercambio de calor con el medio ambiente, ya que la bobina fuera del matraz sellado disipa fácilmente el calor generado por el dispositivo. La vida útil de los dispositivos de baja frecuencia es de hasta 120.000 horas.
En el segundo caso, dentro de una ampolla de vidrio se encuentra una bobina de inducción con un núcleo enrollado. El calor generado acaba en la cavidad del dispositivo de iluminación, por lo que las lámparas con inducción interna se calientan más.
Su frecuencia de funcionamiento está en el rango de 2-3 MHz. La vida útil de tales fuentes de luz no supera las 75.000 horas.
Tanto las lámparas de alta como las de baja frecuencia tienen un gran margen de seguridad y una larga vida útil.
Opciones y marcas.
Actualmente, las empresas especializadas en iluminación han lanzado la producción en masa de lámparas de inducción de diversas formas. Las características y opciones de diseño se pueden ver en sus marcas.
Los dos primeros caracteres alfabéticos del código determinan el tipo de dispositivo (IL - lámpara de inducción), el tercero indica la forma. Después de la designación de la letra, generalmente se anuncia el poder.
ILK – lámparas de inducción redondas.Tienen una alta eficiencia luminosa y una amplia gama de temperaturas espectrofotométricas. Apto para instalación en luminarias redondas y ovaladas.
Estas fuentes de luz se utilizan activamente para iluminar almacenes, grandes talleres de producción y reparación, centros comerciales e instalaciones deportivas.
ILSH – lámparas en forma de bola. Fabricado en la forma tradicional de los dispositivos de iluminación de vacío convencionales de alta potencia. Crean una luz suave y se iluminan casi al instante.
Adecuado para reemplazo bombillas incandescentes a fuentes de luz energéticamente eficientes sin necesidad de cambiar la propia lámpara.
ILU – Bombillas en forma de U. Son dispositivos con generador independiente. Emiten una luz blanca brillante y no parpadean durante el funcionamiento.
Se utilizan para iluminar estadios, túneles, metros y autopistas, stands publicitarios, carteles y otros objetos.
ILB, ILBK – lámparas con bombilla en forma de anillo. En ellos se combinan en una sola unidad el generador, la bobina y el tubo. Generan una luz suave que no deslumbra y se iluminan rápida y fácilmente a temperaturas de hasta -35 °C.
Se utilizan diseños similares para la iluminación de hoteles y zonas comerciales, zonas de parques y jardines públicos y zonas ajardinadas privadas.
Vale la pena mencionar por separado las phytolamps de inducción para plantas. Se diferencian por la forma de la ampolla de cristal y el color de la radiación.
Las phytolamps de inducción GP y VG están destinadas a la iluminación de plantas en la etapa de crecimiento vegetativo. En ellos predomina el espectro azul de radiación.
Los dispositivos FL se utilizan en la fase inicial de formación de frutos, así como para acelerar la formación de flores. Emiten luz roja.
Las bombillas modelo KL son universales. Estas fuentes de luz permiten controlar el crecimiento de las plantaciones. Generan una rica luz roja, necesaria para el pleno desarrollo de los frutos de las plantas y la abundante floración.
Ejemplos de marcado:
- ILK-40 – lámpara de inducción redonda con una potencia de 40 W;
- TILPVG-120 es una phytolamp de inducción rectangular con una potencia de 120 W, modelo VG para la etapa inicial de crecimiento vegetativo de las plantas.
La emisión de una lámpara de inducción corresponde en un 97% al espectro solar y, por tanto, es excelente para la iluminación artificial de complejos de invernaderos.
Ventajas de usar IL
Las lámparas sin electrodos generan una luz suave y agradable a la vista. Los matices de colores no están distorsionados.
El brillo de estas lámparas se puede cambiar entre un 30 y un 100 % mediante un simple regulador de intensidad para dispositivos con filamento.
Incluso después de 75.000 horas de funcionamiento, los dispositivos de inducción mantienen un nivel de potencia luminosa del 80-85% del original.
Los LL de luz diurna convencionales pierden hasta un 55 % de su brillo hacia el final de su vida útil. Con el tiempo, se forman círculos oscuros y opacos en sus matraces.
Ventajas de utilizar lámparas de inducción sin electrodos:
- Eficiencia 90%;
- vida útil de hasta 150.000 horas;
- salida de luz superior a 90-160 lm/W;
- condiciones óptimas para la percepción visual de objetos;
- rango de temperatura de funcionamiento de -35 °C a +50 °C;
- coeficiente de reproducción cromática Ra˃80;
- indicadores de alta eficiencia energética;
- calentamiento mínimo del matraz;
- número ilimitado de ciclos de inicio/apagado;
- sin pulsación;
- la capacidad de ajustar la intensidad del brillo;
- El período de garantía es de 5 años.
Los fabricantes afirman que las fuentes de luz de inducción tienen mejores características técnicas que los LED y son varias veces más baratas. El consumo energético de este tipo de bombillas es aproximadamente el mismo.
Aplicación de lámparas sin electrodos.
Los dispositivos de iluminación modernizados que no contienen cátodos térmicos ni filamentos se utilizan tanto para la iluminación interior como exterior.
Ámbito de uso de IL
Las lámparas sin electrodos tienen protección incorporada contra cortocircuitos (cortocircuitos) y sobretensiones.
Por su alto rendimiento lumínico y bajo consumo eléctrico, se utilizan en diversos campos:
- para organizar el alumbrado público de alta calidad;
- en complejos comerciales, de entretenimiento y hoteleros;
- en centros de oficinas y locales domésticos;
- para iluminar talleres y almacenes espaciosos en instalaciones industriales;
- para iluminación de invernaderos e invernaderos;
- para iluminar autopistas y túneles;
- para organizar la iluminación a prueba de explosiones en gasolineras.
Debido a la estabilidad de sus parámetros, las lámparas de mercurio sin electrodos se utilizan como fuentes puntuales de precisión de radiación UV en espectrometría.
Además, el principio de excitación inductiva del gas se utiliza en el proceso de transferencia de energía de fuentes externas al entorno de trabajo de los láseres.
Sin embargo, debido a la presencia de radiación electromagnética de alta frecuencia, las lámparas de inducción no se instalan en estaciones de ferrocarril ni aeropuertos.
Estas bombillas también pueden causar interferencias cuando se utilizan simultáneamente con equipos médicos y de laboratorio ultrasensibles. Por lo tanto, no se recomienda su uso en habitaciones con equipos tan especiales.
Alumbrado público y vial
La iluminación vial más eficaz puede proporcionarse mediante farolas con lámparas de inducción de bajo consumo. Este tipo de iluminación garantiza una cómoda visibilidad tanto para conductores como para peatones.
Las luces de carretera tienen un soporte voladizo duradero y están montadas en postes, así como en soportes estándar. Se utilizan para iluminar áreas de parques y plazas, calles y plazas, carreteras y estacionamientos, terraplenes y patios.
Como ejemplo, el encendido instantáneo del alumbrado en las autopistas en lugares donde hay circulación de coches y peatones.
Además, se puede combinar un sensor de movimiento sensible con un interruptor crepuscular programable.
El dispositivo se ajusta a niveles de luz específicos. Si el nivel de luz es insuficiente, el sensor dará una orden para encender las lámparas.
La posibilidad de atenuación permite el uso exitoso de sistemas inteligentes para un control efectivo del alumbrado público.
Controlando la luminosidad de las lámparas de inducción mediante un regulador de potencia y un temporizador astronómico, se pueden conseguir ahorros reales de energía eléctrica y también reducir significativamente los costes de mantenimiento.
La introducción de sistemas inteligentes permite controlar el estado de la iluminación, medir y analizar datos sobre el consumo energético de las lámparas.
Fuentes de luz industriales seguras
El uso de dispositivos basados en tecnología de inducción es una solución rentable para modernizar los sistemas de iluminación de las empresas industriales.
Las lámparas de inducción tienen una alta calidad de construcción y no requieren mantenimiento regular. Reducen significativamente el consumo de electricidad y ayudan a mejorar la rentabilidad de la producción.
Los dispositivos de iluminación industrial tienen una clase de protección IP54, lo que permite su funcionamiento incluso en condiciones de suciedad y alta humedad. Se pueden instalar en áreas sin calefacción y mal ventiladas.
El vidrio templado combinado con aislamiento de silicona protege de manera confiable la carcasa contra la entrada de impurezas extrañas y agua.
Se aplica un revestimiento de polímero antiestático al cuerpo de las lámparas de inducción a prueba de explosiones.
Gracias a esta composición, los dispositivos de iluminación se caracterizan por su resistencia al impacto y a temperaturas bajo cero.
El revestimiento especial a prueba de chispas no se deteriora ni siquiera en ambientes alcalinos y ácidos y puede conservar sus propiedades durante 30 años.
Iluminación en invernaderos y invernaderos
El espectro de una lámpara de inducción corresponde en un 75% a la radiación fotosintéticamente activa necesaria para el crecimiento activo y la floración prolongada de las plantas.
Es por eso que las bombillas sin electrodos se utilizan como fuentes adicionales en invernaderos e invernaderos, para iluminar cajas de cultivo estándar y compactas, iluminación directa, lateral y entre hileras de plantas.
El uso de este tipo de lámparas en cajas de cultivo permite reducir significativamente el coste de los tanques de refrigeración.
El uso de IL también le permite prediseñar e instalar iluminación por separado para cada zona del invernadero.
Para corregir y dirigir la máxima luz al sector deseado se utilizan superficies ópticas (pantallas). Enfocan la radiación en un área específica.
Y con la ayuda de reflectores especiales, la luz artificial se distribuye uniformemente por toda la altura de los espacios verdes.
Reglas de selección de IL
Al elegir dispositivos de iluminación por inducción, es importante tener en cuenta sus características de diseño, características operativas y el grado de seguridad.
Sólo si se sigue este enfoque se puede considerar que IL es una adquisición que vale la pena.
Hoy en día en tiendas especializadas es fácil encontrar lámparas de inducción sin electrodos con una potencia de 15 W a 500 W. Pero también los hay más potentes, diseñados para diversas necesidades de producción.
Las lámparas con bombilla ovalada están disponibles para luminarias con casquillos estándar E14, E27 y E40.
También existen tipos especiales de dispositivos de iluminación por inducción, rectangulares y en forma de anillo, que pueden funcionar tanto con alimentación de CA como de CC.
Todas las lámparas de inducción y lámparas sin electrodos se someten a una certificación obligatoria.
Por tanto, podemos hablar con confianza de su seguridad. La amalgama se encuentra en un matraz sellado y, sujeto a reglas básicas de funcionamiento, se excluye su fuga.
Sin embargo, es necesario comprender que, al igual que las lámparas fluorescentes estándar, las lámparas de inducción requieren una eliminación adecuada debido a la presencia de compuestos de mercurio y componentes electrónicos.
La amalgama sólida, una aleación de mercurio con otros metales, se puede reutilizar. El cristal de la lámpara también se recicla, pero por separado del fósforo.
Las lámparas con tecnología de inducción no son tipos de iluminación respetuosos con el medio ambiente y son muy inferiores a los LED en este criterio.
Cabe añadir que una bombilla de inducción no alcanza inmediatamente su flujo luminoso estable. Al principio produce alrededor del 80% de la radiación total.
Para que este indicador alcance su máximo, una lámpara sin electrodos necesita de 2 a 3 minutos. Durante este tiempo, la amalgama se calienta lo suficiente y se evapora la cantidad necesaria de mercurio.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Las lámparas de inducción son una nueva generación de lámparas de descarga de gas. El principio de funcionamiento de este tipo de iluminación:
Qué hacen las lámparas de inducción, características de las lámparas de este tipo y ámbito de aplicación:
Ventajas de utilizar fuentes de luz de inducción modernas en empresas industriales:
La instalación correcta de lámparas de inducción de acuerdo con todas las normas y reglamentos permite utilizar eficazmente la tecnología de ahorro de energía. Hoy en día, estas fuentes de luz son una alternativa razonable a los enfoques tradicionales para organizar la iluminación.
¿Tiene experiencia en el uso de lámparas de inducción? ¿O tuviste alguna pregunta después de estudiar el material? Puedes preguntarles en el bloque de comentarios debajo del artículo. Allí podrá compartir su experiencia o dar valiosos consejos a los visitantes de nuestro sitio.
Recientemente instalé phytolamps de inducción para plantas en un invernadero. Elegí dispositivos en el espectro azul para que la fotosíntesis se desarrollara normalmente. También tuve en cuenta que la lámpara no se calentara demasiado y distribuyera la luz de manera uniforme. También me aseguré de que pudiera funcionar en invierno y funcionara normalmente a temperaturas más bajas. Al final se eligieron las lámparas, se instalaron, las plantas se benefician de ellas, todo funciona.
Buenas tardes, Máximo. Las condiciones óptimas para la fotosíntesis las crea la luz natural. Específicamente corresponde a las lámparas incandescentes. El profesor A. Famintsyn estudió la influencia de las flores individuales en la fotosíntesis en el siglo XIX. El resultado del estudio es que la clorofila, al absorber las partes extremas del espectro, no reacciona con el amarillo, el verde y el azul. En otras palabras, has creado condiciones antinaturales para las plantas.
Estaría feliz de comprar estos dispositivos de iluminación para mi hogar, ya que, por alguna razón, los fluorescentes comunes que ahorran energía se queman rápidamente. Los LED son confiables, pero la luz que emiten es demasiado dura, sin vida, simplemente no puedo acostumbrarme. Con un filamento resulta demasiado caro. Pero el precio actual, que es de más de 1000 rublos. para una lámpara de inducción, pone fin a la posibilidad de utilizarla en la vida cotidiana.
Compre en grandes cadenas de tiendas que ofrezcan garantías para las lámparas. He visto lámparas de inducción con cinco años de garantía. Gastar 1.000 rublos cada cinco años no es nada caro.