Inductielampen: constructie, soorten, toepassingsgebied + keuzeregels

Tegenwoordig kiezen consumenten steeds vaker voor energiezuinige huishoudelijke en industriële verlichtingsapparaten. Maar naast besparing speelt ook de kwaliteit van de verlichting een belangrijke rol. Een waardig alternatief voor traditionele lichtbronnen zijn inductielampen.

Ze stralen een zacht licht uit dat aangenaam is voor de ogen en de objectieve waarneming van objecten niet verandert. Laten we samen de constructie en werkingsprincipes van inductielampen bekijken.

Constructie en werkingsprincipe

De primaire lichtbron in een inductielamp is plasma, kunstmatig gecreëerd door ionisatie van een gasmengsel via een hoogfrequent elektromagnetisch veld.

De stroom genereert een wisselend elektrisch veld, waardoor een gasontlading in de glazen ballon ontstaat. Het aangeslagen kwik genereert UV-straling, die dankzij de fosfor wordt omgezet in zichtbaar licht.

Inductielampen behoren tot de categorie gasontladingslichtbronnen, waarover meer is geschreven in dit artikel.

De constructie van een inductielamp omvat drie basis functionele elementen:

• gasontladingsbuis;
• inductiespoel met ferrietringen;
• elektronische ballast.

Binnenin de buis bevinden zich druppels kwikamalgaam. De ballon zelf is gevuld met een gas met lage chemische reactiviteit – argon/krypton, en het binnenoppervlak is bedekt met anorganische fosfor.

De inductiespoel en elektromagneet vormen een hoogfrequent magnetisch veld, onder invloed waarvan vrije elektronen worden versneld, botsen en kwikatomen aanslaan.

Als gevolg wordt ultraviolette straling geproduceerd. Door de fosfor wordt dit omgezet in een zichtbare heldere gloed.

Net als bij gewone fluorescentielampen geeft de combinatie van verschillende fosforen in de coating van de IL-ballon een gloed van verschillende kleuren. Het meest komen apparaten voor met een colorimetrische temperatuur van 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K.

De elektronische ballast wordt aangesloten op een gelijkspanningsbron van 12 V/24 V of op een net met sinusoïdale spanning van 120 V/220 V/380 V.

Het startbesturingssysteem transformeert wisselstroom van 50 Hz in gelijkstroom, en vervolgens in een hoogfrequente stroom van 190 kHz tot 2,65 MHz.

Deze hoogfrequente stroom creëert het magnetische veld. Bovendien genereert de starter een sterke startpuls die de inductielichtbron ontstekt.

Om een stabiele werking van het elektrodeloze verlichtingsapparaat te waarborgen, kan het regelsysteem ook de elektrische stroomsterkte en de frequentie ervan wijzigen via de inductiespoel.

Om de verstrooiing van het hoogfrequente elektromagnetische veld te verminderen, worden de lampen uitgerust met ferrietschermen en/of speciale kernen.

Het belangrijkste verschil tussen inductie-energiebesparende lampen en andere lichtbronnen is de afwezigheid van gloeidraden en contactthermokathodes. Bij inductielampen bevinden de elektromagneten zich aan de buitenkant, dat wil zeggen dat er geen direct contact is tussen de elektroden en het geïoniseerde gas.

Dit maakt de ballon van het verlichtingsapparaat homogener en ongeveer gelijkmatig belast qua temperatuur.

Bij langdurig gebruik van dergelijke verlichting wordt geen barsten van de glazen ballon waargenomen, en na verloop van tijd slaat het elektrodemateriaal niet neer op de wanden.

De afwezigheid van gloeielektroden die nodig zijn voor het ontsteken van gewone lampen maakt een ongelooflijk lange levensduur van inductielampen mogelijk – tot 120.000 bedrijfsuren.

Sommige fabrikanten claimen zelfs een levensduur tot 150.000 uur. Deze waarde is 10 keer hoger dan de duurzaamheid van gewone fluorescentielampen, gasontladingslampen, kwik-wolfraamlampen en natriumverlichting.

Bovendien is de levensduur van inductielichtbronnen ongeveer 2 tot 3 keer langer dan die van LED's.

Varianten van inductielampen

Voor het eerst werd een lamp zonder contactelektroden gedemonstreerd door Nikola Tesla in het verre 1893 op de Wereldtentoonstelling in Chicago. Het aan het publiek gepresenteerde verlichtingsapparaat werd gevoed door het magnetische veld van een Tesla-spoel. En het eerste betrouwbare prototype van een inductielichtbron werd in 1967 gecreëerd door John Melvin Anderson.

Classificatie van elektrodeloze lampen

In 1994 introduceerde General Electric de compacte energiebesparende lamp GENURA met een ingebouwde hoogfrequente generator in de voet.

De serieproductie van inductiefluorescentielampen begon in de jaren 1990.

Vandaag de dag zijn de leiders in de productie van elektrodeloze energiezuinige verlichtingsapparaten de bedrijven PHILIPS Lighting, GE Lighting en OSRAM Licht AG. In de tabel staan de parameters en kosten van verschillende lampmodellen van deze fabrikanten.

Afhankelijk van het type constructie zijn inductielichtbronnen:

• met ingebouwde ballast – de elektrische generator en de lamp zijn in één blok geïntegreerd;
• met een aparte elektronische starter – de externe generator en de lamp zijn gescheiden apparaten.

Afhankelijk van de plaatsing van de spoel worden deze lampen ook onderverdeeld in apparaten met een externe (laagfrequente) en interne (hoogfrequente) inductor.

In het eerste geval is de spoel met een ferromagnetische kern om de ballon gewikkeld. De werkfrequentie van lampen met externe inductie ligt in het bereik van 190-250 kHz.

Ze hebben betere omstandigheden voor intensieve warmte-uitwisseling met de omgeving, omdat de spoel aan de buitenkant van de hermetische ballon gemakkelijk de door het apparaat gegenereerde warmte afvoert. De levensduur van laagfrequente apparaten bedraagt tot 120.000 uur.

In het tweede geval bevindt de inductiespoel met een gewikkelde kern zich in de glazen ballon. De gegenereerde warmte komt in de holte van het verlichtingsapparaat, waardoor lampen met interne inductie sterker opwarmen.

Hun werkfrequentie ligt in het bereik van 2-3 MHz. De levensduur van dergelijke lichtbronnen bedraagt niet meer dan 75.000 uur.

Qua uiterlijk lijken apparaten met een interne inductor op vacuümlampen. Modellen met een externe inductor hebben daarentegen de vorm van een ring of rechthoek.

Zowel hoogfrequente als laagfrequente lampen hebben een grote veiligheidsmarge en een lange levensduur.

Uitvoeringsvarianten en markering

Momenteel hebben bedrijven die gespecialiseerd zijn in verlichting de serieproductie van inductielampen in verschillende vormen opgezet. De constructiekenmerken en uitvoeringsvarianten zijn terug te vinden in hun markering.

De eerste twee letters in de code bepalen het type apparaat (IL – inductielamp), de derde geeft de vorm aan. Na de letteraanduiding wordt meestal het vermogen vermeld.

ILK – inductielampen in ronde vorm. Ze hebben hoge lichtopbrengst en een groot bereik aan spectrofotometrische temperaturen. Geschikt voor montage in ronde en ovale armaturen.

Deze lichtbronnen worden actief gebruikt voor verlichting van magazijnen, ruime productie- en reparatiewerkplaatsen, winkelcentra, sportlocaties.

ILSH – lampen in ballonvorm. Ze zijn uitgevoerd in de traditionele vorm van gewone vacuümverlichtingsapparaten met hoog vermogen. Ze produceren zacht licht en ontsteken vrijwel onmiddellijk.

Ze zijn geschikt voor het vervangen van gloeilampen door energiezuinige lichtbronnen zonder dat de armatuur zelf hoeft te worden vervangen.

ILSH worden geïnstalleerd in schijnwerpers voor verlichting van hotels en restaurants, supermarkten, en ook in straat- en industriële armaturen.

ILU – lampen in U-vorm. Het zijn apparaten met een aparte generator. Ze stralen helder wit licht uit en flikkeren niet tijdens het gebruik.

Ze worden gebruikt voor verlichting van stadions, tunnels, metro's en snelwegen, reclameborden, uithangborden en andere objecten.

ILB, ILBK – lampen met een ringvormige lampbol. Daarin zijn generator, spoel en buis gecombineerd in één geheel. Ze genereren zacht licht dat niet verblindt, en ontsteken snel en gemakkelijk bij temperaturen tot -35 °C.

Dergelijke constructies worden gebruikt voor de verlichting van hotels en winkelcentra, parkgebieden en pleinen, en particuliere tuinen.

Afzonderlijk moeten we de inductie-plantenlampen voor planten bespreken. Ze verschillen in de vorm van de glazen lamp en de kleur van de straling.

Verschillende modellen inductie-plantenlampen zijn geschikt voor het verlichten van groene beplanting in een bepaalde periode van groei en ontwikkeling. Series van dergelijke producten worden aangeduid als TIL. De volgende twee letters geven het specifieke lampmodel aan.

Inductie-plantenlampen GP en VG zijn bedoeld voor plantenverlichting in het stadium van vegetatieve groei. In deze lampen overheerst het blauwe stralingsspectrum.

FL-apparaten worden gebruikt in de beginfase van vruchtvorming en ook om de bloemvorming te versnellen. Ze stralen rood licht uit.

Lampen van het model KL zijn universeel. Dergelijke lichtbronnen maken het mogelijk de groei van beplanting te beheren. Ze genereren verzadigd rood licht, noodzakelijk voor de volledige ontwikkeling van plantenvruchten en overvloedige bloei.

Voorbeelden van markering:

• ILK-40 – ronde inductielamp met een vermogen van 40 W;
• TILPVG-120 – rechthoekige inductie-plantenlamp met een vermogen van 120 W, model VG voor de beginfase van vegetatieve groei van planten.

De straling van de inductielamp komt voor 97% overeen met het zonnespectrum en is daarom uitstekend geschikt voor kunstmatige verlichting van kassencomplexen.

Voordelen van het gebruik van IL

Elektrodeloze lampen genereren zacht licht, comfortabel voor de ogen. Kleurtinten worden hierbij niet vervormd.

De helderheid van dergelijke lampen kan worden aangepast tussen 30-100% met behulp van een eenvoudige dimmer voor gloeidraadapparaten.

Het gehalte aan vast kwik in moderne inductieverlichting is enkele malen lager dan in gewone fluorescentielampen met gasvulling.

Zelfs na 75.000 uur gebruik behouden inductie-apparaten een lichtopbrengst van 80-85% van het oorspronkelijke niveau.

Gewone TL-lichtlampen verliezen tegen het einde van hun levensduur tot 55% van hun helderheid. Op hun lampen vormen zich na verloop van tijd donkere, ondoorzichtige ringen.

Voordelen van het gebruik van inductie-elektrodeloze lampen:

• Rendement 90%;
• levensduur tot 150.000 uur;
• lichtopbrengst meer dan 90-160 lm/W;
• optimale omstandigheden voor visuele waarneming van objecten;
• bedrijfstemperatuurbereik van -35 °C tot +50 °C;
• kleurweergave-index Ra>80;
• hoge energie-efficiëntie;
• minimale opwarming van de lamp;
• onbeperkt aantal aan/uit-cycli;
• geen flikkering;
• mogelijkheid om de lichtintensiteit aan te passen;
• De garantietermijn bedraagt 5 jaar.

Fabrikanten verklaren dat inductielichtbronnen betere technische specificaties hebben dan LED's en meerdere malen goedkoper zijn. Het energieverbruik van deze lampen is ongeveer gelijk.

Toepassing van elektrodeloze lampen

Gemoderniseerde verlichtingsarmaturen, die geen thermokathoden en gloeidraden bevatten, worden zowel voor binnen- als buitenverlichting gebruikt.

Toepassingsgebied van IL

Elektrodeloze lampen hebben ingebouwde beveiliging tegen kortsluiting en spanningspieken.

Inductielampen zijn bestand tegen trillingsbelastingen en onbedoelde stoten, en werken stabiel, zelfs bij lagere luchttemperaturen.

Dankzij de hoge lichtopbrengst bij een laag stroomverbruik worden ze in verschillende toepassingsgebieden gebruikt:

• voor hoogwaardige straatverlichting;
• in winkel- en uitgaanscomplexen en hotelcomplexen;
• in kantoorcentra en huishoudelijke ruimtes;
• voor verlichting van ruime werkplaatsen en magazijnen in industriële installaties;
• voor verlichting van kassen en serres;
• voor verlichting van snelwegen en tunnels;
• voor explosieveilige verlichting op tankstations.

Dankzij de stabiliteit van de parameters worden kwikdampelektrodeloze lampen gebruikt als precisiepuntbronnen van UV-straling in de spectrometrie.

Daarnaast wordt het principe van inductieve gasbekrachtiging toegepast bij het overbrengen van energie van externe bronnen naar het werkmedium van lasers.

Vanwege de aanwezigheid van hoogfrequente elektromagnetische straling worden inductielampen echter niet geïnstalleerd in treinstations en luchthavens.

Ook kunnen deze lampen storing veroorzaken bij gelijktijdig gebruik met uiterst gevoelige laboratorium- en medische apparatuur. Daarom wordt het afgeraden ze te gebruiken in ruimtes met dergelijke speciale apparatuur.

Straat- en wegverlichting

De meest effectieve wegverlichting kan worden geleverd door straatlampen met inductie-energiezuinige lampen. Dit type verlichting garandeert een comfortabel zicht voor zowel bestuurders als voetgangers.

Weglampen hebben een stevige consolebevestiging en worden gemonteerd op palen en standaardmasten. Ze worden gebruikt voor verlichting van parken en plantsoenen, straten en pleinen, snelwegen en parkeerterreinen, kades en binnenplaatsen.

Directe start van inductielampen minimaliseert energieverliezen en maakt een optimaal gebruik van het verlichtingssysteem mogelijk. Dit biedt de mogelijkheid om verlichting te organiseren met bewegingssensoren.

Als voorbeeld: directe start van de verlichting op snelwegen op plaatsen waar auto- en voetgangersverkeer plaatsvindt.

Daarnaast kan een gevoelige bewegingssensor worden gecombineerd met een programmeerbare schemerschakelaar.

Het apparaat wordt afgesteld op specifieke verlichtingswaarden. Bij onvoldoende lichtniveau geeft de sensor een commando om de lampen in te schakelen.

De mogelijkheid tot dimmen maakt het mogelijk om intelligente systemen succesvol toe te passen voor een efficiënt beheer van de straatverlichting.

Door de helderheid van inductielampen te regelen met een vermogensregelaar en een astronomische timer, kan men echte energiebesparing realiseren en de onderhoudskosten aanzienlijk verlagen.

De implementatie van intelligente systemen biedt de mogelijkheid om de verlichtingstoestand te controleren, de energieverbruiksgegevens van armaturen te meten en te analyseren.

Veilige industriële lichtbronnen

Het gebruik van apparaten op basis van inductietechnologie is een economisch voordelige oplossing voor het moderniseren van verlichtingssystemen in industriële bedrijven.

Inductiearmaturen kenmerken zich door een hoge montagekwaliteit en hebben geen regelmatig onderhoud nodig. Ze verminderen het elektriciteitsverbruik aanzienlijk en helpen de productierentabiliteit te verhogen.

Industriële verlichtingsarmaturen hebben beschermingsklasse IP54, waardoor gebruik mogelijk is, zelfs in omstandigheden met vervuiling en hoge luchtvochtigheid. Ze kunnen worden geïnstalleerd in onverwarmde en slecht geventileerde ruimtes.

Gehard glas in combinatie met siliconenisolatie beschermt de behuizing op betrouwbare wijze tegen het binnendringen van vreemde deeltjes en water.

Er bestaan ook industriële explosieveilige modellen van IL. Ze zorgen niet alleen voor kwaliteitsverlichting, maar voorkomen ook het ontstaan van brandgevaarlijke situaties. Dergelijke apparaten verhogen het veiligheidsniveau in de productie.

Op de behuizing van inductieve explosieveilige armaturen wordt een antistatische polymeercoating aangebracht.

Dankzij deze samenstelling zijn de verlichtingsapparaten slagvast en bestand tegen negatieve temperaturen.

De speciale explosieveilige coating wordt niet aangetast, zelfs niet in een alkalische of zure omgeving, en kan zijn eigenschappen gedurende 30 jaar behouden.

Verlichting in kassen en serres

Het spectrum van de inductielamp komt voor 75% overeen met de fotosynthetisch actieve straling die nodig is voor actieve groei en langdurige bloei van planten.

Daarom worden elektrodeloze lampen gebruikt als aanvullende bronnen in serres en kassen, voor verlichting van standaard en compacte growboxen, directe, zij- en tussenrij-aanvullende verlichting van planten.

De bedrijfstemperatuur van inductieverlichtingsapparaten overschrijdt niet 60 graden Celsius, waardoor ze dicht bij groene aanplant kunnen worden geplaatst.

Het gebruik van dergelijke lampen in growboxen maakt het mogelijk om de kosten voor het koelen van reservoirs aanzienlijk te verlagen.

Toepassing van IL maakt het ook mogelijk om de verlichting voor elke zone van de kas vooraf te ontwerpen en afzonderlijk te installeren.

Om het licht te corrigeren en de maximale hoeveelheid licht naar de juiste sector te sturen, worden optische oppervlakken – schermen – gebruikt. Zij focussen de straling op een specifiek gebied.

En met behulp van speciale reflectoren wordt het kunstlicht gelijkmatig verdeeld over de volledige hoogte van de groene beplanting.

Regels voor het kiezen van IL

Bij het kiezen van inductieverlichtingsapparaten is het belangrijk om rekening te houden met hun constructieve kenmerken, operationele eigenschappen en de mate van veiligheid.

Alleen bij het naleven van deze benadering kan IL als een zinvolle aankoop worden beschouwd.

Tegenwoordig zijn in gespecialiseerde winkels inductie-elektrodeloze lampen met een vermogen van 15 W tot 500 W gemakkelijk te vinden. Maar er bestaan ook krachtigere lampen die bedoeld zijn voor diverse productiebehoeften.

Lampen met een ovale ballon worden geproduceerd voor armaturen met standaardfittingen E14, E27 en E40.

Er zijn ook speciale rechthoekige en ringvormige soorten inductieverlichtingsapparaten die zowel in wisselstroom- als gelijkstroomnetwerken kunnen werken.

Het is vermeldenswaard dat bolvormige inductielampen qua afmetingen groter zullen zijn dan gewone gloeilampen, omdat de hoogfrequente stroomgenerator in de fitting is verborgen. Hiermee moet u rekening houden bij de aankoop.

Alle inductiearmaturen en elektrodeloze lampen ondergaan verplichte certificering.

Daarom kan men met vertrouwen spreken over hun veiligheid. Het amalgaam bevindt zich in een verzegelde ballon en bij naleving van de basisgebruiksregels is lekkage uitgesloten.

Men moet echter begrijpen dat inductielampen, net als standaard fluorescentielampen, een passende afvoer vereisen vanwege de aanwezigheid van kwikverbindingen en elektronische componenten.

Het vaste amalgaam – een legering van kwik met andere metalen – kan opnieuw worden gebruikt. Het glas uit de lamp wordt ook ingezameld voor recycling, maar apart van de fosfor.

Armaturen met inductietechnologie behoren niet tot de milieuvriendelijke verlichtingssoorten en schieten op dit criterium sterk tekort ten opzichte van LED's.

Het is noodzakelijk toe te voegen dat een inductielamp niet meteen zijn stabiele lichtstroom bereikt. In het begin levert ze ongeveer 80% van de volledige straling.

Om deze indicator tot het maximum te laten komen, heeft een elektrodeloze lamp 2-3 minuten nodig. In die tijd warmt het amalgaam voldoende op en verdampt de benodigde hoeveelheid kwik.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Inductiearmaturen – een nieuwe generatie gasontladingslampen. Het werkingsprincipe van dit type verlichting:

Wat lampen inductief maakt, kenmerken van armaturen van dit type en toepassingsgebied:

Voordelen van het gebruik van moderne inductielichtbronnen in industriële bedrijven:

Een correcte installatie van inductielampen volgens alle normen en voorschriften maakt het mogelijk om energiebesparende technologie effectief te gebruiken. Tegenwoordig zijn dergelijke lichtbronnen een redelijk alternatief voor traditionele benaderingen van verlichtingsorganisatie.

Heeft u ervaring met het gebruik van inductielampen? Of heeft u na het bestuderen van het materiaal vragen? U kunt ze stellen in het commentaarveld onder het artikel. Daar kunt u ook ervaringen delen of waardevol advies geven aan bezoekers van onze site.