Home


 

 

Трансформатори для неону

Почнемо з того,  чим неонові трансформатори відрізняються від інших трансформаторів. 
Неонові трансформатори були  спеціально сконструйовані для живлення газорозрядних ламп з холодним катодом. Трансформатори іншого типу для цього або зовсім не підійдуть, або їх застосування створить багато проблем.
Трансформатори для неону - це підвищуючі трансформатори, на вторинних обмотках яких є висока напруга, достатня для загорання розряду в газі, яким заповнені неонові трубки. Після загорання в газі встановлюється стійкий тліючий розряд, а напруга на трубці значно падає. 
Для тліючого розряду характерна стабілізація напруги і нестійкість струму, струм може рости необмежено. Спеціальна конструкція сердечника трансформатора якраз і обмежує ріст струму. 
Струм треба утримувати в досить вузькому діапазоні. Якщо струм завеликий, то газ у трубці буде нагріватися сильніше, нагріваючи скло вище належної температури, що зовсім не бажано. 
Електроди від перегріву, будуть скоріше втрачати свої робочі якості, а це веде до скорочення ресурсу газорозрядної лампи.
Сам трансформатор теж буде перегріватися, перш за все вторинна обмотка. В наслідку трансформатор має більші шанси вийти з ладу.
Робота на пониженому струмі помітно зменшує силу світла трубок.
При номінальному струмі температура трубки не повинна перевищувати 38 – 45 град. С, температура електродів при цьому буде біля 70 – 80 град. С, яскравість свічення максимальна.
Щоб електроди працювали в оптимальному режимі, струм через них має бути на 25 - 30% менше номіналу електродів. Тоді електроди не нагріваються вище розрахункової температури, а віддача емісійного шару близька до максимуму.
Як же трансформатор обмежує  вторинний струм? Для цього передбачені магнітні шунти (рис. 1), вбудовані в сердечник трансформатора, замикаючі частину магнітного потоку, створеного первинною обмоткою.
В результаті на вторинних обмотках магнітний потік по-перше слабне, а по-друге, проникаюча за шунти частина падає з ростом струму навантаження. Все разом дає те, що струм короткого замикання лиш трохи більший нормального струму. У звичайних же трансформаторах ці струми відрізняються дуже сильно.

Відмінності трансформаторів для неону

У світовій неоновій індустрії існують так звані європейська і американська традиції.обмеження струму вторинного кола. 
Європейські виробники переважно притримуються моделі, в якій струм короткого замикання вторинних обмоток на 30 % - 40 % вищий, ніж робочий струм (коефіцієнт 1,3). 
Американські виробники вибирають струм короткого замикання лише на 20 % вищий, ніж робочий струм (коефіцієнт 1,2).
Прихильність до цих традицій обумовлена як менталітетом населення країн, так і деякими відмінностями стандартів електробезпеки, які там прийняті.
Оскільки трансформатори європейського стилю мають більший струм короткого замикання, вони ефективніші, ніж трансформатори американського типу. Тому в переважній більшості випадків краще використовувати їх. 
Але допуск на різність навантажень вторинного кола для трансформаторів європейського стилю вужча, тому потрібен точніший підбір навантаження. Підбір не складний, треба тільки поміряти струм у вторинному колі трансформатора після підключення навантаження. Міряти краще спеціальним приладом, його можна придбати у нас.


Для трансформаторів із коефіцієнтом 1,3 (європейський стиль) струм вторинного кола не має бути нижче 10 %, і  вище 5 % від номіналу (див. таблицю). Допустимий робочий діапазон складає 15%, а це не так уже мало, тому підібрати навантаження  неважко.

Номінальний струм, 
mA
Струм 
короткого замикання, 
mA
Діапазон струму 
вторинної обмотки, 
mA
25 35 22,5 - 26,3
35 49 31,5 - 36,75
50 70 45 - 52,5

Діапазон струму вторинної обмотки вказаний на етикетці трансформатора.

Якщо струм у вторинному колі трансформатора більший допустимого значення, це означає, що треба або збільшити довжину трубок, або поставити трансформатор з меншою напругою і повторно поміряти струм. Якщо струм менший - навпаки.
Попередньо  підібрати трансформатор можна, використовуючи таблиці навантажень. Не треба забувати, що в таблиці вказані усереднені значення навантажень у електричних метрах для прямих трубок. Для трубок складної форми, з великою кількістю перегинів і переходів потребується трансформатор з більшою напругою вторинної обмотки. Крім того, в таблицях допускається ідеально однакова робота в усі дні всіх років зі всіма трубками, а на практиці таке неможливо, трубки виходять різні.
Тому вибір по таблицях можна розглядати тільки як орієнтовний, після нього необхідно заміряти струм.
Вибір спрощується тим, що асортимент трансформаторів Технолюкс європейського стилю ширший, ніж трансформаторів американського стилю, для яких достатньо меншої  кількості моделей. Трансформатори Технолюкс європейського стилю випускаються з інтервалом вторинних напруг у 1000 вольт. Це дає достатню свободу при підборі трансформатора під будь-яке навантаження.
Тепло, що виділяється трансформаторами європейського й американського стилів з однаковими номіналами, при узгоджених навантаженнях, приблизно однакове, оскільки струм, протікаючий у мідному проводі, переріз якого майже співпадає, відрізняється незначно. 
Шунти трансформаторів європейського стилю менше відбирають магнітний потік в сердечнику, саме тому трансформатори європейського стилю не тільки ефективніші, але й економніші, при більшому метражі навантаження тратиться менше електроенергії. Невеликий недолік у тому, що треба точніше узгоджувати навантаження, але це з надлишком перекривається іншими виграшами, в тому числі й й економічними.
При правильному підборі навантаження трансформатори європейського стилю не уступають в надійності трансформаторам американського стилю.
На рисунках 2 і 3 показані вольт-амперні характеристики трансформаторів європейського й американського стилів.
На рисунку 2 пунктирними лініями відмічені діапазони допустимих навантажень трансформаторів з різним коефіцієнтом обмеження струму вторинної обмотки. Діапазон допустимого навантаження для трансформатора з коефіцієнтом 1,2 дещо ширший. 
При уважному розгляді й порівнянні графіків на рисунках 2 и 3 стає зрозуміло, що причиною збільшення діапазону допустимого навантаження є не стільки різний коефіцієнт обмеження струму, скільки різна напруга на вторинних обмотках.
Для трансформатора 10 кВ / 25 мА оптимальне навантаження варіюється в межах від 15,1 до 18,7 електричних метрів (рис. 2). Для трансформатора 12 кВ / 30 мА навантаження того ж діаметра и з тим же заповненням варіюється в ширшому діапазоні: від 14,3 до 19,3 електричних метрів. 

Рис. 2

На графіках рис. 3  видно, що діапазон оптимального навантаження для трансформаторів із однаковою напругою вторинної обмотки, але різним коефіцієнтом обмеження струму практично однаковий.

Рис. 3

Рис. 4

При всіх очевидних недоліках, трансформатори американського стилю мають і перевагу,  обумовлену все тим же ширшим діапазоном вторинної напруги: більшою гнучкістю відносно навантаження. Тому в певних ситуаціях використання трансформаторів американського стилю доцільніше, ніж трансформаторів європейського стилю. Переважно це стосується випадків, коли використовується навантаження у вигляді трубок, заповнених чистим неоном.
1. Якщо напруга живлення в міській мережі  нестійка й часто знижується, то використання трансформаторів американського стилю доцільніше, бо допомагає уникнути мерехтіння або згасання трубок із чистим неоном.
2. Якщо, заповнені чистим неоном, не можуть бути виготовлені професійно. Наприклад, коли трубки виготовляються на обладнанні, яке давно не обслуговувалось або завідомо низької якості. В цьому випадку мають місце досить непередбачувані градації величини опору кожної окремо взятої трубки й загальна зміна опору в процесі експлуатації. Використання трансформаторів американського стилю в даному випадку дасть кращі результати.
3. Якщо трансформатори для живлення трубок, заповнених чистим неоном, неминуче доводиться ставити в коробках із недостатньою вентиляцією. В цьому випадку бажано максимально знизити тепловіддачу. Для цього треба підтримувати струм вторинного кола на рівні нижче номінального, щоб зменшити тепловиділення в ядрі трансформатора. Для цього треба збільшити метраж навантаження. Зниження струму вторинного кола, в свою чергу, приведе до збільшення напруги, що зменшує риск мерехтіння або згасання трубок з чистим неоном.

У всіх інших випадках використання трансформаторів європейського зразка бачиться найдоцільнішим і вигідним як технічно, так і економічно.

У статті використані цінні матеріали, 
люб'язно надані шановним  
Бруно Такконі, 
компанія Технолюкс.

Стаття взята з сайту www.adex-group.ru
зі згоди автора.