Nguyên lý kết nối đèn huỳnh quang và thực hành khắc phục sự cố

Hệ thống chiếu sáng · Bộ ổn áp hai cuộn dây cho tàu biển · Chẩn đoán sự cố

I. Nguyên lý hoạt động của đèn huỳnh quang

Đèn huỳnh quang còn được gọi là đèn huỳnh quang, sơ đồ mạch điện của nó được thể hiện trong Hình 18-1. Đèn huỳnh quang chủ yếu bao gồm bộ ổn áp, tụ điện, ống đèn và bộ khởi động. Bên trong ống đèn chứa hơi thủy ngân và một lượng nhỏ khí argon (khí trơ), bề mặt ống đèn được phủ một lớp chất huỳnh quang. Khi nguồn điện được bật, điện áp được truyền qua bộ ổn áp, dây tóc đến hai đầu bộ khởi động, điện áp nguồn làm cho khí trơ trong bộ khởi động bị ion hóa tạo ra phóng điện huỳnh quang, điện cực hình chữ U bằng kim loại kép tiếp xúc với nhau do bị nở ra do nhiệt, mạch điện dẫn điện, dây tóc nóng lên và phát ra một lượng lớn electron. Lúc này, điện cực khởi động đóng lại, điện áp bằng không, phóng điện huỳnh quang biến mất, khi nhiệt độ giảm (2~3 giây), điện cực hình chữ U bằng kim loại kép trở lại vị trí ban đầu và ngắt mạch điện. Trong khoảnh khắc ngắt mạch, dòng điện bị gián đoạn, bộ ổn áp (cuộn cảm) tạo ra điện động tự cảm lớn khiến đèn huỳnh quang phát sáng. Sau khi đèn huỳnh quang phát sáng bình thường, nguồn điện xoay chiều lặp lại qua bộ ổn áp, điện động tự cảm do bộ ổn áp tạo ra cản trở sự thay đổi dòng điện, có tác dụng giảm áp và giới hạn dòng điện. Lúc này, điện áp thấp hơn điện áp phóng điện huỳnh quang của bộ khởi động, bộ khởi động không hoạt động. Với sự phát triển của công nghệ, đèn huỳnh quang mới đã ra đời, sử dụng bộ ổn áp điện tử (cũng có chức năng khởi động), nhẹ, nhỏ gọn, phản ứng nhanh.

Hình 18-1 Sơ đồ kết nối đèn huỳnh quang (AC 220V)

II. Mạch điều khiển đèn huỳnh quang

Đèn huỳnh quang thông thường sử dụng cách đấu nối ballast cuộn đơn, như hình 18-2. Đèn huỳnh quang dùng trên tàu sử dụng cách đấu nối ballast cuộn đôi, như hình 18-3, có thể cải thiện hiệu suất khởi động và kéo dài tuổi thọ của ống đèn.

Kết nối cuộn dây đơn thông thường

Hình 18-2 Sơ đồ kết nối đèn huỳnh quang với bộ ổn áp cuộn dây đơn
S — Bộ khởi động; SA — Công tắc; Z — Bộ ổn áp cuộn dây đơn

Kết nối dây đôi cho tàu thủy

Hình 18-3 Sơ đồ kết nối đèn huỳnh quang với bộ ổn áp hai cuộn dây
S — Bộ khởi động; SA — Công tắc; Z — Bộ ổn áp hai cuộn dây

Trong Hình 18-3, cuộn dây chính 1 và 2 có số vòng dây nhiều hơn, điện trở lớn hơn, trong khi cuộn dây phụ 3 và 4 có số vòng dây ít hơn, điện trở nhỏ hơn, nhưng hướng từ thông của cuộn dây chính và phụ ngược nhau. Khi cuộn dây chính khởi động, nó được nối tiếp với cuộn dây phụ, từ thông của cuộn dây phụ sẽ bù đắp một phần từ thông chính, từ đó giảm trở kháng, làm cho dòng khởi động lớn hơn, dây tóc nóng lên nhanh hơn; đồng thời, khi bộ khởi động ngắt, điện áp cảm ứng cao hơn, có lợi cho việc đèn huỳnh quang sáng lên. Sau khi sáng bình thường, cuộn dây phụ 3, 4 ngắt, có tác dụng tiết kiệm năng lượng và nâng cao hệ số công suất.

Ứng dụng công nghệ loại bỏ hiện tượng “nhấp nháy”

Do dòng điện xoay chiều thay đổi theo chu kỳ, đèn huỳnh quang có hiện tượng sáng tối theo chu kỳ, tức là hiện tượng “nhấp nháy”, đặc biệt khi chiếu sáng vật thể quay. Khi tần số quay của vật thể quay là bội số nguyên của tần số sáng tối của đèn huỳnh quang, vật thể quay trông như không quay, gây ra ảo giác. Để loại bỏ nguy cơ thao tác sai do hiện tượng “nhấp nháy” này, một số khu vực trên tàu sử dụng dây nối đèn huỳnh quang hai ống, như hình 18-4.

Hình 18-4 Sơ đồ kết nối đèn huỳnh quang hai ống với bộ ổn áp hai cuộn dây
S — Bộ khởi động; SA — Công tắc; Z — Bộ ổn áp hai cuộn dây; C — Tụ điện dịch pha hai cuộn dây

Hình 18-4, C là tụ điện dịch pha. Sử dụng tác dụng dịch pha của tụ điện dịch pha, làm lệch pha một trong hai bóng đèn huỳnh quang được kết nối với nguồn điện một pha, do đó thời gian sáng và tối của hai bóng đèn khác nhau, cơ bản có thể loại bỏ hiện tượng “nhấp nháy”. Nếu là nguồn điện ba pha, có thể kết nối hai bóng đèn với các pha khác nhau, từ đó loại bỏ hiện tượng “nhấp nháy”.

III. Kết nối đèn huỳnh quang

Theo sơ đồ tham khảo kết nối đèn huỳnh quang (như hình 18-5), sử dụng dây kết nối để nối lần lượt công tắc, bộ ổn áp, ống đèn và bộ khởi động, sau đó cấp điện để kiểm tra và xác minh đèn huỳnh quang có hoạt động bình thường hay không.

Hình 18-5 Hình tham khảo kết nối đèn huỳnh quang

4. Nguyên nhân và cách khắc phục các sự cố thường gặp của đèn huỳnh quang

1. Đèn không sáng

(1) Đầu nối đèn tiếp xúc kém hoặc đầu dây điện lỏng lẻo: Lắp lại đèn hoặc kết nối lại đầu dây lỏng lẻo.
(2) Bộ khởi động bị hỏng hoặc tiếp xúc kém: Trước tiên, xoay bộ khởi động để kiểm tra xem có phát sáng không, sau đó kiểm tra xem đầu dây có bị tuột ra không. Nếu sau khi khắc phục vẫn không phát sáng, cần thay thế bộ khởi động.
(3) Cuộn dây hoặc dây tóc của bộ ổn áp bị đứt: Đo xem cuộn dây và dây tóc có dẫn điện không.

2. Đèn sáng ở hai đầu, không sáng ở giữa

Khi bộ khởi động tiếp xúc kém hoặc tụ điện nhỏ bên trong bị hỏng: Kiểm tra theo phương pháp nêu trên; nếu tụ điện nhỏ bị hỏng, có thể cắt bỏ và tái sử dụng.

3. Khởi đầu khó khăn

(1) Bộ khởi động không phù hợp: Thay thế bằng bộ khởi động phù hợp.
(2) Điện áp nguồn quá thấp: Điều chỉnh điện áp.
(3) Nhiệt độ môi trường quá thấp: Có thể dùng khăn ấm để ủi qua lại trên ống đèn.
(4) Ballast không phù hợp, dòng khởi động quá nhỏ: Thay thế bằng ballast phù hợp.
(5) Đèn ống bị lão hóa: Thay thế đèn ống.