1. Постановка задачи

В осветительных приборах широко применяются газоразрядные и люминесцентные лампы разных мощностей с различными типами балластов: электронными, индуктивными. Питание светильников, как правило, осуществляется от фазного напряжения с номинальным значением 220В. Ряд мощностей ламп изменяется в диапазоне от единиц ватт (лампы дежурного освещения) до десятков киловатт (карьерные лампы). Задача исследования электрических характеристик ламп в широком диапазоне мощностей может быть решена с помощью универсального стенда за счет применения сменных шунтов для измерения токов и при решении проблемы гальванической развязки цепей измерения с сетью. При типовых испытаниях светильников исследуется ток лампы, напряжение на лампе, мощность светильника, изменение этих характеристик во времени[1,3]. Теплофизические процессы при газовом разряде отражает вольтамперная характеристика лампы.

2. Описание решения

Был разработан универсальный стенд для исследования электрических характеристик газоразрядных и люминесцентных ламп. Электрическая принципиальная схема стенда представлена на рис. 1, лицевая панель виртуального прибора на рис.2.

Рис.1. Электрическая принципиальная схема стенда

Стенд содержит исследуемый светильник с дроссельным балластом, блок гальванической развязки (БГР), блок питания (БП), сменный шунт Rui для измерения токов лампы, сетевой выключатель SB1.

Рис.2. Лицевая панель прибора

На лицевой панели прибора, в соответствии со схемой измерения, представленной на рис. 1, отображаются графики напряжения питающей сети, напряжения на лампе, мгновенной мощности лампы, огибающей активной мощности, огибающей тока лампы и огибающей напряжения на лампе. Отображается вольтамперная характеристика газоразрядной лампы.

В окнах прибора в условных единицах отображаются амплитудные значения напряжения сети, напряжения на лампе, тока лампы. Приводятся вычисленные значения активной и полной мощностей. Блок-диаграмма разработанного прибора приведена на рис.3.

Сигнал, поступающий с устройства Nl USB-6009, разбивается блоком «Split Signals» на отдельные потоки. Мгновенное напряжение сети выводится на график (блок «Waveform Graph»)[2]. Блок «X-Y Graph» по мгновенным значениям напряжения и тока отображает вольтамперную характеристику лампы. Перемноженные мгновенные значения тока и напряжения лампы определяют мгновенную мощность. Активная мощность лампы определяется как среднее значение мгновенной мощности. Полная мощность лампы определяется как произведение действующих значений тока и напряжения.

3. Используемое оборудование и ПО

Для разработки прибора использовался блок гальванической развязки с сетью, устройство сбора данных Nl USB-6009. Для создания виртуального прибора

использовался компьютер на базе процессора Athlon 64, 2800+, 512 Mb ОЗУ, операционная система Windows XP, программа LabVIEW 7.1,

Рис.3. Блок-диаграмма прибора в среде LabVIEW.

4. Внедрение и развитие решения

Стенд внедрён в лабораторном практикуме по дисциплине «Электрооборудование в промышленности» на кафедре «Электротехника» Ижевского государственного технического университета. Стенд может быть применён в промышленности для исследования характеристик широкой номенклатуры ламп и в научных целях при исследовании характеристик газового разряда.

Список литературы

1.В.К. Барсуков, А.В. Бартенев, Э.Б. Набиуллин, Комплекс для исследования характеристик светильников с газоразрядными лампами, Известия ТулГУ. Серия Проблемы управления электротехническими объектами. Вып.З, 2005, с. 36-38.

2. Д. Тревис, LabVIEW для всех, М.: ДМК Пресс, ПриборКомплект, 2005.

3. В.К. Барсуков, Пушин А.А, М.Л. Новоселов Прибор для исследования электрических характеристик газоразрядных ламп // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: Сборник трудов, междунар. науч.-практ. конф. / Москва. Издательство Российского университета дружбы народов, 2006. С. 269-271.