Трансформатор для галогенных ламп: зачем нужен, принцип действия и правила подключения
Галогенные лампы можно считать усовершенствованным вариантом привычных всем приборов накаливания. Работают они одинаково, но в силу некоторых особенностей галогенок они более экономичны, долговечны и дают приятный для глаза, но при этом яркий свет.
Производители предлагают два варианта галогенных приборов освещения: высоко- и низкоковольтные. Чтобы вторые работали корректно, требуется трансформатор для галогенных ламп. Мы расскажем о том, как подобрать и грамотно подключить указанное устройство.
Оглавление:
Зачем галогенке трансформатор?
Галогенные лампы успешно конкурируют со светодиодами. Несмотря на лучшие эксплуатационные характеристики последних часто выигрывают именно галогенки, что объясняется их меньшей стоимостью и, соответственно, доступностью, а так же некоторыми особенностями светового пучка светодиодов, от которого могут уставать глаза.
Главный «козырь» светодиодов – работа без нагрева, что дает возможность их широкого использования. Такое же преимущество есть и у галогенок, но только у низковольтных ламп. Их можно устанавливать на участках, чувствительных к высокой температуре. Например, во встроенных в потолок светильниках.
Но при этом нужно понимать, что галогенные лампы пониженного напряжения смогут работать только с трансформаторами. Последние необходимы для преобразования сетевого напряжения до приемлемого для лампы показателя. Обычно это 12 В.
Помимо этого трансформатор защищает источник света от скачков напряжения, перегрева и короткого замыкания, а так же может обеспечивать возможность плавного включения освещения. Надо признать, что в среднем лампы с трансформаторами служат намного дольше. Хотя многое зависит от их качества.
Галогенные лампы низковольтного типа не способны работать от сетевого напряжения в 220 В, поэтому их необходимо подключать только через понижающий трансформатор
Какие бывают трансформаторы?
Трансформаторами называют устройства электромагнитного или электронного типа. Они несколько отличаются принципом работы и некоторыми другими характеристиками.
Электромагнитные варианты изменяют параметры стандартного сетевого напряжения на характеристики, пригодные для работы низковольтных галогенок, электронные устройства кроме указанной работы выполняют еще преобразование тока.
Тороидальный электромагнитный прибор
Простейший тороидальный трансформатор собран из двух обмоток и сердечника. Последний называют еще магнитопроводом. Его изготавливают из ферромагнитного материала, обычно это сталь. Обмотки размещаются на стержне.
Первичная подключена к источнику энергии, вторичная, соответственно, к потребителю. Электрическая связь между вторичной и первичной обмотками отсутствует.
Несмотря на невысокую стоимость и надежность в эксплуатации тороидальный электромагнитный трансформатор сегодня редко используется при подключении галогенных ламп
Таким образом мощность между ними передается только электромагнитным путем. Для увеличения индуктивной связи между обмотками используется магнитопровод. При подаче переменного тока клемму, соединенную с первой обмоткой, он образует внутри сердечника магнитный поток переменного типа.
Последний сцепляется с обеими обмотками и индуцирует в них электродвижущую силу или ЭДС. Под ее воздействием во вторичной обмотке создается переменный ток с напряжением, отличным от того, что было в первичной.
В зависимости от числа витков устанавливается тип трансформатора, который может быть повышающим либо понижающим, и коэффициент трансформации. Для галогенных ламп всегда используются только понижающие аппараты.
Достоинствами обмоточных устройств считаются:
Тем не менее, тороидальные трансформаторы можно встретить в современных схемах с галогенными лампами достаточно редко. Это объясняется тем, что в силу конструктивных особенностей такие устройства имеют довольно внушительные габариты и массу. Поэтому их сложно замаскировать при обустройстве мебельной или потолочной подсветки, например.
Пожалуй, главный недостаток тороидальных электромагнитных трансформаторов – массивность и значительные габариты. Их крайне сложно замаскировать, если необходима скрытая установка
Также к минусам устройств этого типа можно отнести нагрев в процессе функционирования и чувствительность к возможным перепадам напряжения в сети, что отрицательно сказывается на сроке эксплуатации галогенок.
Помимо этого обмоточные трансформаторы могут гудеть при работе, это не всегда приемлемо. Поэтому устройства используются большей частью в нежилых помещениях либо в производственных зданиях.
Импульсное или электронное устройство
Трансформатор состоит из магнитопровода или середчника и двух обмоток. В зависимости от формы сердечника и способа размещения на нем обмоток различают четыре разновидности таких устройств: стержневой, тороидальный, броневой и бронестрежневой.
Разным может быть и число витков вторичной и первичной намотки. Варьируя их соотношения, получают понижающие и повышающие устройства.
В конструкции импульсного трансформатора присутствуют не только обмотки с сердечником, но и электронная начинка. Благодаря этому в него можно встроить системы защиты от перегрева, плавного включения и другие
Принцип работы трансформатора импульсного типа несколько отличается. На первичную обмотку подаются короткие однополярные импульсы, благодаря этому сердечник постоянно находится в состоянии намагничивания.
Импульсы на первичной обмотке характеризуются как кратковременные сигналы прямоугольной формы. Они генерируют индуктивность с такими же характерными перепадами.
Они в свою очередь создают импульсы на вторичной катушке.
Эта особенность дает электронным трансформаторам целый ряд преимуществ:
Из недостатков стоит отметить регламентируемую минимальную нагрузку и достаточно высокую цену. Последнее связано с определенными сложностями в процессе изготовления таких устройств.
Правила выбора понижающего оборудования
Подбирая трансформатор для источников света галогенного типа, нужно учесть множество факторов. Начать стоит с двух важнейших характеристик: выходного напряжения прибора и его номинальной мощности.
Первая должна строго соответствовать величине рабочего напряжения подключенных к устройству ламп. Вторая же определяет суммарную мощность источников света, с которыми будет работать трансформатор.
На корпусе трансформатора всегда присутствует маркировка, изучив которую можно получить полную информацию об устройстве
Для точного определения нужной номинальной мощности желательно произвести несложный расчет. Для этого нужно сложить мощности всех источников света, которые будут подключены к понижающему устройству. К полученной величине следует прибавить 20% «запаса», необходимого для корректной работы прибора.
Проиллюстрируем конкретным примером. Для освещения гостиной планируется установить три группы галогенных ламп: по семь штук в каждой. Это точечные приборы напряжением 12 В и мощностью в 30 Вт. Потребуется три трансформатора для каждой группы. Подберем подходящий. Начнем с расчета номинальной мощности.
Подсчитаем и получим, что общая мощность группы – 210 Вт. С учетом требуемого запаса получаем 241 Вт. Таким образом, для каждой группы потребуется трансформатор, выходное напряжение которого 12 В, номинальная мощность прибора 240 Вт.
Под эти характеристики подходят как электромагнитные, так и импульсные устройства. Останавливая свой выбор на последнем, нужно обратить особое внимание на номинальную мощность. Она должна быть представлена в виде двух цифр. Первая обозначает минимальную рабочую мощность.
Нужно знать, что общая мощность ламп должна быть больше этой величины, иначе прибор не будет работать. И небольшое замечание от специалистов, касающееся выбора мощности. Они предупреждают, что мощность трансформатора, которая указывается в технической документации, является максимальной.
То есть, в нормальном состоянии он будет выдавать где-то на 25-30% меньше. Поэтому так называемый «запас» мощности необходим. Потому что если заставить устройство работать на пределе возможностей, долго оно не прослужит.
Для продолжительной эксплуатации галогенных светильников очень важно грамотно выбрать мощность понижающего трансформатора. При этом она должна иметь некоторый “запас”, чтобы устройство не работало на пределе своих возможностей
Еще один важный нюанс касается размеров выбранного трансформатора и места его размещения. Чем мощнее прибор, тем он массивнее. Особенно это актуально для электромагнитных агрегатов. Желательно сразу найти подходящее место его установки.
Если светильников несколько пользователи чаще предпочитают разделить их на группы и установить для каждой отдельный трансформатор. Объясняется это очень просто.
Во-первых, при выходе из строя понижающего устройства остальные осветительные группы будут нормально работать. Во-вторых, каждый из установленных в таких группах трансформатор будет иметь меньшую мощность, чем общий, который нужно было бы поставить для всех ламп. Следовательно, его стоимость будет заметно ниже.
Два варианта подключения трансформатора
Перед подключением понижающего прибора следует выполнить схему расположения светильников, если их больше, чем два. Кроме того, нужно подобрать место монтажа трансформатора.
Последнее делается с учетом таких правил:
Только после того, как определено место для трансформатора и для ламп, можно приступать к монтажу и подключению.
Важен правильный выбор места для установки понижающего трансформатора. Если он будет смонтирован в замкнутом пространстве, объем последнего должен быть достаточен для отведения образующегося при работе прибора тепла
В этом случае возможны два основных варианта, причем последний может быть модифицирован и использован для подключения не только двух групп светильников, но и трех и более.
Цепь светильников с одним трансформатором
Такой вариант считается оптимальным для четырех, максимум пяти источников света. Если ламп больше, лучше всего будет разделить и на группы. Галогенки подключаются только параллельно. Это нужно учесть при составлении схемы. Еще один важный нюанс.
Необходимо разместить лампы так, чтобы расстояние от каждой из них до трансформатора было примерно одинаковым. Это необходимо для корректной работы приборов.
При наличии разной по длине проводки лампы будут гореть неодинаково. Та, у которой провод короче, будет светить ярче. Прибор с длинным кабелем будет гореть тускло.
Кроме того, в последнем случае в процессе работы возможен еще и нагрев провода, что крайне нежелательно. Специалисты рекомендуют строить схему так, чтобы длина каждого из отходящих к лампам проводов не превышала 200 мм. При этом сечение кабеля должно быть не меньше 1,5 кв. мм.
Таким способом подключают небольшое количество ламп. Оптимально соединять не более пяти, иначе придется устанавливать трансформатор большой мощности
На корпусе трансформаторе находятся клеммы выхода и входа. Первичные маркируются как N и L или Input. Это вход, расположенный на стороне 220 В. Нужно помнить, что здесь подключение проводится через одноклавишный выключатель.
Далее отходящие от распредкоробки нулевой и фазный провода синего и оранжевого либо коричневого цвета соединяются с соответствующими клеммами трансформатора. К вторичным клеммам Output или выход понижающего устройства подключаются галогенные лампы.
Для этого используются только медные провода с одинаковым сечением. Важное замечание. Если по каким-либо причинам клемм трансформатора не хватает, следует установить дополнительные клеммные зажимы. Их можно приобрести в любом специализированном магазине.
Две группы ламп с двумя трансформаторами
Такое подключение оптимально, если светильников больше пяти. Группы могут состоять из одинакового количества ламп или разного. Это не важно. Главное, чтобы для каждой был правильно подобран трансформатор. Как и в описанном выше варианте начать стоит с выполнения схемы.
При выборе места расположения ламп «работают» аналогичные правила. То есть длина всех отходящих к ним от трансформатора проводов должна быть примерно одинакова.
Так подключаются две группы галогенных светильников. Для каждой из них используется свой трансформатор, но выключатель общий для обеих
Это может быть сделать достаточно сложно. Тогда потребуется провести некоторые корректировки. Нужно знать, что для проводов из меди сечением 1,5 кв. мм, а именно их и рекомендовано использовать в данном случае, оптимальная длина варьируется от 150 и до 300 см. На такое расстояние энергия будет передаваться с минимальными потерями и без образования помех.
Иногда такой длины явно недостаточно. В этом случае потребуется выбрать провод большего сечения. Для расстояния от 300 до 400 см выбирается кабель сечением до 2,5 кв. мм. Если предполагается еще большая длина, что нежелательно, следует провести специальный расчет и определить подходящее сечение по специальной таблице.
Подключение каждого из трансформаторов и групп ламп к нему производится аналогично выше описанному способу. То есть нулевая жила из распределительной коробки подключается к нулевым клеммам трансформаторов.
Фазная жила с выключателя соединяется с фазными же кабелями понижающих устройств. Теоретически таким способом можно подключить и более двух групп светильников, но для каждой из них устанавливается свой трансформатор.
Важное замечание. Для каждого из понижающих устройств прокладывается отдельный кабель, причем соединяются они исключительно внутри распределительной коробки. Некоторые «умельцы» предпочитают соединить провода где-нибудь под потолком, но не задействовать распредкоробку.
Это серьезная ошибка, противоречащая ПУЭ, где написано о том, что к каждому из выполненных участков соединения кабелей обязательно должен быть обеспечен свободный доступ для осмотра, обслуживания и возможного ремонта. Поэтому единственный правильный вариант – соединение в распределительной коробке.
В процессе создания галогенной подсветки с большим количеством ламп важно грамотно рассчитать количество осветительных групп и место расположения трансформаторов для каждой из них
Специалисты подчеркивают, что если предполагается подключение группы, состоящей из большого количества ламп, возможен вариант с размещением распределительной коробки между светильниками и выходом трансформатора. Это особенно актуально при недостатке клемм на понижающем устройстве или при ограничениях его размещения.
Выбирая такой вариант нужно знать, что при одинаковой мощности низковольтная цепь пропускает больший ток, чем высоковольтная. Исходя из этого требуется точный расчет для определения сечения провода. Производится оно путем вычисления общей силы тока.
Проиллюстрируем примером. Семь 12 В источников света мощностью в 35 Вт должны быть подключены через трансформатор. Лампы монтируются через распредкоробку параллельно. Нужно узнать сечение провода, который будет проложен между распределителем и выходом блока.
Для этого сначала умножаем число лампочек на их мощность. Затем полученную величину делим на рабочее напряжение. Получаем приближенно 29 А. Это сила тока, который будет проходить через низковольтную проводку.
Используя представленную в ПУЭ таблицу зависимости сечения проводки от рабочего напряжения, определяем подходящий размер провода. В нашем случае это будет как минимум 4 кв. мм. Как видно, нагрузка достаточно велика. Возможно, есть смысл разделить эту группу ламп еще на две.
Если при подключении двух групп галогенных ламп поставить двухклавишный выключатель, можно получить возможность управлять каждой из них по отдельности
При монтаже двух групп галогеновых лампочек через трансформатор можно использовать два типа выключателей. Если поставить одноклавишную модель, то обе группы смогут включаться/выключаться только одновременно. Если же требуется отдельное управление группами световых приборов, можно поставить двухклавишный выключатель.
Рекомендации специалистов-практиков
Практикующие электрики часто сталкиваются с необходимостью монтажа низковольтных галогенок, когда проводка уже проведена и успешно эксплуатируется. В таком случае далеко не всегда возможно осуществить параллельное подключение ламп к трансформатору без кардинальной переделки проводки.
Чтобы минимизировать затраты специалисты рекомендуют в этом случае соединить каждый светильник с собственным трансформатором. Как правило, это будут небольшие по мощности и габаритам устройства.
Если это кажется расточительством, можно поставить в светильники вместо низковольтных высоковольтные галогенки на 220 В. Но в этом случае придется снабдить их прибором плавного пуска. Или как вариант, если конструкция светильника позволяет, можно заменить галогенные лампы на светодиоды эконом-класса.
С ориентирами выбора галогенок для устройства системы освещения ознакомит статья, досконально разбирающая все стороны вопроса.
Возможность регулировать интенсивность освещения привлекает многих. Большинство электронных трансформаторов дополнено возможностью снижения напряжения на входе, что позволяет регулировать яркость галогенного освещения
Очень часто планируется регулирование интенсивности освещения, для чего в общую схему добавляется диммер. Нужно знать, что большинство импульсных трансформаторов не рассчитаны на совместную работу с диммером.
Поскольку последний отрицательно влияет на функционирование электронного преобразователя, это в конечном итоге заметно сокращает срок службы подключенных галогенных ламп.
По этой причине оптимальный вариант для работы в паре с диммером – тороидальный электромагнитный трансформатор. И еще одно замечание.
Электрики настойчиво рекомендуют не забывать об обслуживании уже установленных понижающих устройств. Оптимально раз в шесть месяцев проводить их плановый осмотр с проверкой работоспособности. При выявлении проблем устройства ремонтируют или заменяют.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Давайте знакомиться – трансформаторы Osram:
Видео #2. Как правильно подключить трансформатор:
Видео #3. Все, что нужно знать о трансформаторах для источников света галогенного типа:
Низковольтные галогенные лампы – практичное решение для обустройства встроенного освещения. Они считаются бюджетным аналогом светодиодам, значительно превосходя их в качестве излучаемого света.
Главная сложность использования низковольтных галогенок заключается в необходимости подключения понижающего трансформатора. Однако если сделать все правильно, осветительные приборы будут служить долго и без проблем.
Есть опыт по подключению трансформатора для работы маломощной галогенной лампочки? Знаете технологические тонкости, которые пригодятся посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии, делитесь полезными сведениями, публикуйте фото в расположенном ниже блоке.