Transformator voor halogeenlampen: waarom is het nodig, werkingsprincipe en aansluitregels

Halogeenlampen kunnen worden beschouwd als een verbeterde versie van de bekende gloeilampen. Ze werken op dezelfde manier, maar vanwege bepaalde kenmerken van halogeenlampen zijn ze zuiniger, duurzamer en geven ze een aangenaam maar helder licht.

Fabrikanten bieden twee varianten van halogeenverlichting aan: hoog- en laagspanningsvarianten. Om de laatste correct te laten werken, is een transformator voor halogeenlampen nodig. We vertellen u hoe u het genoemde apparaat kiest en correct aansluit.

Waarom heeft een halogeenlamp een transformator nodig?

Halogeenlampen concurreren succesvol met LED's. Ondanks de betere prestaties van de laatste, winnen vaak de halogeenlampen, wat wordt verklaard door hun lagere kostprijs en daarmee toegankelijkheid, evenals door bepaalde kenmerken van de lichtbundel van LED's, waarvan de ogen vermoeid kunnen raken.

Het belangrijkste voordeel van LED's is het werken zonder warmteontwikkeling, wat een breed gebruik mogelijk maakt. Ditzelfde voordeel hebben halogeenlampen ook, maar alleen bij laagspanningslampen. Ze kunnen worden geïnstalleerd op plaatsen die gevoelig zijn voor hoge temperaturen, bijvoorbeeld in in het plafond ingebouwde armaturen.

Maar u moet begrijpen dat laagspanningshalogeenlampen alleen met transformatoren kunnen werken. Deze zijn nodig om de netspanning om te zetten naar een voor de lamp aanvaardbare spanning. Meestal is dit 12 V.

Daarnaast beschermt de transformator de lichtbron tegen spanningspieken, oververhitting en kortsluiting, en kan hij ook zorgen voor een geleidelijke inschakeling van de verlichting. We moeten toegeven dat lampen met transformatoren gemiddeld veel langer meegaan. Hoewel veel afhangt van hun kwaliteit.

Laagspanningshalogeenlampen kunnen niet werken op een netspanning van 220 V, dus moeten ze alleen via een step-down transformator worden aangesloten.

Welke transformatoren zijn er?

Transformatoren zijn inrichtingen van het elektromagnetische of elektronische type. Ze verschillen enigszins in werkingsprincipe en enkele andere kenmerken.

Elektromagnetische varianten wijzigen de parameters van de standaard netspanning naar eigenschappen die geschikt zijn voor het gebruik van laagspanningshalogenen, elektronische apparaten voeren naast het genoemde werk ook stroomomzetting uit.

Toroïdale elektromagnetische transformator

De eenvoudigste toroïdale transformator bestaat uit twee wikkelingen en een kern. De laatste wordt ook wel magnetisch circuit genoemd. Het wordt gemaakt van ferromagnetisch materiaal, meestal staal. De wikkelingen zijn op de kern geplaatst.

De primaire is aangesloten op de energiebron, de secundaire op de verbruiker. Er is geen elektrische verbinding tussen de secundaire en primaire wikkelingen.

Ondanks de lage kosten en betrouwbaarheid in gebruik wordt de toroïdale elektromagnetische transformator tegenwoordig zelden gebruikt bij het aansluiten van halogeenlampen

Dus het vermogen wordt alleen elektromagnetisch tussen hen overgedragen. Om de inductieve koppeling tussen de wikkelingen te vergroten, wordt een magnetisch circuit gebruikt. Bij het toevoeren van wisselstroom aan de klem die met de eerste wikkeling is verbonden, genereert het een wisselend magnetisch veld in de kern.

Deze grijpt in op beide wikkelingen en induceert er een elektromotorische kracht (EMK) in. Onder invloed daarvan wordt in de secundaire wikkeling een wisselstroom gecreëerd met een spanning die verschilt van die in de primaire.

Afhankelijk van het aantal windingen wordt het type transformator bepaald, dat step-up of step-down kan zijn, en de transformatieverhouding. Voor halogeenlampen worden altijd alleen step-down apparaten gebruikt.

De voordelen van wikkelapparaten zijn:

• Hoge betrouwbaarheid in gebruik.
• Eenvoudige aansluiting.
• Lage kosten.

Niettemin zijn ringkerntransformatoren in moderne schakelingen met halogeenlampen vrij zeldzaam. Dit komt doordat dergelijke apparaten vanwege constructieve bijzonderheden tamelijk indrukwekkende afmetingen en massa hebben. Daarom zijn ze moeilijk te verbergen bij het inrichten van meubel- of plafondverlichting, bijvoorbeeld.

Het grootste nadeel van toroïdale elektromagnetische transformatoren is wellicht hun massiviteit en aanzienlijke afmetingen. Ze zijn uiterst moeilijk te verbergen als een verborgen installatie nodig is.

Ook tot de nadelen van apparaten van dit type behoren de opwarming tijdens het functioneren en gevoeligheid voor mogelijke spanningsschommelingen in het net, wat een negatieve invloed heeft op de levensduur van de halogeenlampen.

Bovendien kunnen wikkeltransformatoren zoemen tijdens het gebruik, wat niet altijd aanvaardbaar is. Daarom worden de apparaten meestal gebruikt in niet-woonruimtes of in bedrijfsgebouwen.

Puls- of elektronische inrichting

Een transformator bestaat uit een magnetische kern en twee wikkelingen. Afhankelijk van de vorm van de kern en de manier waarop de wikkelingen erop zijn geplaatst, worden vier soorten van dergelijke apparaten onderscheiden: staafkern, ringkern, mantelkern en mantelstaafkern.

Het aantal windingen van de secundaire en primaire wikkeling kan ook verschillen. Door hun verhoudingen te variëren, worden step-down en step-up apparaten verkregen.

In de constructie van een impulstransformator zijn niet alleen wikkelingen met een kern aanwezig, maar ook elektronische componenten. Hierdoor kunnen systemen voor oververhittingsbeveiliging, zachte start en andere worden ingebouwd.

Het werkingsprincipe van een impulstransformator verschilt enigszins. Op de primaire wikkeling worden korte unipolaire pulsen toegepast, waardoor de kern permanent in een gemagnetiseerde toestand verkeert.

De pulsen op de primaire wikkeling worden gekarakteriseerd als kortdurende rechthoekige signalen. Ze genereren een inductantie met dezelfde karakteristieke sprongen.

Deze op hun beurt creëren pulsen op de secundaire spoel.

Deze eigenschap geeft elektronische transformatoren een aantal voordelen:

• Laag gewicht en compactheid.
• Hoog rendement.
• Mogelijkheid om extra beveiliging in te bouwen.
• Verbreding van het werkingsspanningsbereik.
• Geen verhitting of geluid tijdens bedrijf.
• Mogelijkheid om de uitgangsspanning aan te passen.

Wat betreft de nadelen moeten de voorgeschreven minimale belasting en de vrij hoge prijs worden genoemd. Dit laatste houdt verband met bepaalde moeilijkheden bij het fabricageproces van dergelijke apparaten.

Regels voor het kiezen van de step-downapparatuur

Bij het selecteren van een transformator voor halogeenlichtbronnen moet met veel factoren rekening worden gehouden. Begin met de twee belangrijkste kenmerken: de uitgangsspanning van het apparaat en het nominale vermogen.

De eerste moet exact overeenkomen met de bedrijfsspanning van de aangesloten lampen. De tweede bepaalt het totale vermogen van de lichtbronnen waarmee de transformator zal werken.

Op de behuizing van de transformator bevindt zich altijd een markering; door deze te bestuderen kunt u volledige informatie over het apparaat krijgen.

Voor het nauwkeurig bepalen van het benodigde nominale vermogen is het raadzaam een eenvoudige berekening uit te voeren. Hiervoor moet u de vermogens van alle lichtbronnen die op het step-down apparaat worden aangesloten, bij elkaar optellen. Bij de verkregen waarde moet 20% 'marge' worden opgeteld, die nodig is voor een correcte werking van het apparaat.

U neemt een concreet voorbeeld. Voor de verlichting van de woonkamer bent u van plan om drie groepen halogeenlampen te installeren: zeven stuks per groep. Dit zijn spots met een spanning van 12 V en een vermogen van 30 W. U heeft drie transformatoren per groep nodig. U kiest een geschikte transformator. U begint met de berekening van het nominale vermogen.

U berekent en krijgt dat het totale vermogen van de groep 210 W is. Rekening houdend met de vereiste marge krijgt u 241 W. Dus voor elke groep heeft u een transformator nodig met een uitgangsspanning van 12 V en een nominaal vermogen van 240 W.

Onder deze kenmerken vallen zowel elektromagnetische als impulsapparaten. Bij het kiezen van de laatste moet u bijzondere aandacht besteden aan het nominale vermogen. Dit moet worden weergegeven als twee cijfers. Het eerste cijfer geeft het minimale werkingsvermogen aan.

U dient te weten dat het totale vermogen van de lampen groter moet zijn dan deze waarde, anders werkt het apparaat niet. En een kleine opmerking van specialisten met betrekking tot de keuze van het vermogen. Zij waarschuwen dat het vermogen van de transformator, zoals aangegeven in de technische documentatie, het maximum is.

Dat betekent dat het in normale toestand ongeveer 25-30% minder zal leveren. Daarom is de zogenaamde 'vermogensmarge' noodzakelijk. Want als u het apparaat op de grens van zijn mogelijkheden laat werken, zal het niet lang meegaan.

Voor een langdurige werking van halogeenlampen is het zeer belangrijk om het vermogen van de transformator correct te kiezen. Daarbij moet hij enige “marge” hebben, zodat het apparaat niet op de grens van zijn mogelijkheden werkt.

Nog een belangrijk detail betreft de afmetingen van de gekozen transformator en de plaats van installatie. Hoe krachtiger het apparaat, des te omvangrijker het is. Dit is met name van toepassing op elektromagnetische apparaten. Het is wenselijk om direct een geschikte plaats voor de installatie te vinden.

Als er meerdere lampen zijn, geven gebruikers er vaak de voorkeur aan om ze in groepen te verdelen en voor elke groep een aparte transformator te installeren. Dat is heel eenvoudig uit te leggen.

Ten eerste zullen, als het apparaat defect raakt, de andere verlichtingsgroepen normaal blijven werken. Ten tweede zal elke transformator in dergelijke groepen een kleiner vermogen hebben dan de gemeenschappelijke transformator die voor alle lampen nodig zou zijn. Bijgevolg zal de prijs aanzienlijk lager zijn.

Twee aansluitmogelijkheden voor de transformator

Voor het aansluiten van het apparaat moet u een schema maken van de plaatsing van de lampen als er meer dan twee zijn. Bovendien moet u een geschikte montageplaats voor de transformator kiezen.

U doet dat met inachtneming van de volgende regels:

• Er moet vrije toegang tot het apparaat worden gewaarborgd, wat nodig is voor onderhoud of vervanging.
• Als de transformator zich in een afgesloten ruimte bevindt, mag het volume van die ruimte niet kleiner zijn dan 10 liter. Dit is nodig om de warmte af te voeren die tijdens het gebruik van het apparaat ontstaat.
• De afstand van het apparaat tot de dichtstbijzijnde halogeenlamp mag niet minder zijn dan 250 mm. Dit wordt gedaan om ongewenste extra verhitting van de lichtbron te voorkomen.

Pas nadat de plaats voor de transformator en voor de lampen is bepaald, kunt u beginnen met de montage en aansluiting.

Een juiste keuze van de locatie voor de installatie van de step-down transformator is belangrijk. Als deze in een afgesloten ruimte wordt gemonteerd, moet het volume ervan voldoende zijn om de warmte die tijdens het gebruik van het apparaat ontstaat af te voeren.

In dit geval zijn er twee hoofdmogelijkheden, waarbij de laatste kan worden aangepast en gebruikt om niet alleen twee groepen verlichting aan te sluiten, maar ook drie of meer.

Kring van armaturen met één transformator

Een dergelijke optie wordt als optimaal beschouwd voor vier, maximaal vijf lichtbronnen. Als er meer lampen zijn, kunt u ze het beste in groepen verdelen. Halogeenlampen worden alleen parallel aangesloten. Hiermee moet u rekening houden bij het opstellen van het schema. Nog een belangrijk detail.

De lampen moeten zodanig worden geplaatst dat de afstand van elke lamp tot de transformator ongeveer gelijk is. Dit is nodig voor een correcte werking van de apparaten.

Bij verschillende lengtes van de bedrading zullen de lampen ongelijk branden. De lamp met de kortere draad zal feller schijnen. Het apparaat met een lange kabel zal zwak branden.

Bovendien is in het laatste geval tijdens het gebruik ook opwarming van de draad mogelijk, wat zeer ongewenst is. Specialisten adviseren om het schema zo op te bouwen dat de lengte van elke naar de lampen leidende draad niet meer dan 200 mm bedraagt. De doorsnede van de kabel moet daarbij ten minste 1,5 mm² zijn.

Op deze manier wordt een klein aantal lampen aangesloten. Het is optimaal om niet meer dan vijf aan te sluiten, anders moet u een transformator met een hoog vermogen installeren.

Op de behuizing van de transformator bevinden zich uitgangs- en ingangsklemmen. De primaire klemmen zijn gemarkeerd als N en L of Input. Dit is de ingang aan de 220 V-zijde. U moet onthouden dat hier de aansluiting via een enkelpolige schakelaar wordt uitgevoerd.

Vervolgens worden de vanaf de verdeelkast komende nul- en fasedraden in blauw en oranje of bruin aangesloten op de overeenkomstige klemmen van de transformator. Op de secundaire klemmen Output of uitgang van het step-downapparaat worden de halogeenlampen aangesloten.

Hiervoor worden alleen koperen draden met dezelfde doorsnede gebruikt. Een belangrijke opmerking. Als er om welke reden dan ook niet genoeg klemmen op de transformator zijn, moeten er extra klemmen worden geïnstalleerd. Deze zijn verkrijgbaar bij elke gespecialiseerde winkel.

Twee groepen lampen met twee transformatoren

Een dergelijke aansluiting is optimaal als er meer dan vijf armaturen zijn. De groepen kunnen bestaan uit een gelijk of verschillend aantal lampen. Dat is niet belangrijk. Het belangrijkste is dat voor elke groep een geschikte transformator wordt gekozen. Net als bij de hierboven beschreven optie, dient u te beginnen met het maken van een schema.

Bij het kiezen van de locatie van de lampen gelden dezelfde regels. Dat wil zeggen, de lengte van alle draden die van de transformator naar de lampen lopen, moet ongeveer gelijk zijn.

Zo worden twee groepen halogeenarmaturen aangesloten. Voor elke groep wordt een eigen transformator gebruikt, maar de schakelaar is gemeenschappelijk voor beide.

Dit kan lastig zijn. Dan zijn enkele aanpassingen nodig. U moet weten dat voor koperdraden met een doorsnede van 1,5 mm², die in dit geval worden aanbevolen, de optimale lengte varieert van 150 tot 300 cm. Over een dergelijke afstand wordt energie met minimaal verlies en zonder storingen overgedragen.

Soms is deze lengte duidelijk onvoldoende. In dat geval moet u een draad met een grotere doorsnede kiezen. Voor een afstand van 300 tot 400 cm kiest u een kabel met een doorsnede tot 2,5 mm². Als een nog grotere lengte wordt verwacht, wat niet wenselijk is, moet u een speciale berekening uitvoeren en de geschikte doorsnede bepalen met behulp van een speciale tabel.

De aansluiting van elk van de transformatoren en de groepen lampen erop gebeurt op dezelfde manier als hierboven beschreven. Dat wil zeggen, de nulleider uit de verdeelkast wordt aangesloten op de nulklemmen van de transformatoren.

De fasedraad van de schakelaar wordt verbonden met de fasekabels van de step-down transformatoren. Theoretisch kunnen op deze manier meer dan twee groepen armaturen worden aangesloten, maar voor elke groep wordt een eigen transformator geïnstalleerd.

Belangrijke opmerking. Voor elk van de step-down apparaten wordt een aparte kabel gelegd, en ze worden uitsluitend binnen de verdeelkast aangesloten. Sommige personen geven er de voorkeur aan om de draden ergens onder het plafond te verbinden, maar de verdeelkast niet te gebruiken.

Dit is een ernstige fout, in strijd met de PUE (Russische elektrische installatievoorschriften), waarin staat dat voor elk uitgevoerd verbindingspunt van kabels vrije toegang voor inspectie, onderhoud en eventuele reparatie moet worden gegarandeerd. Daarom is de enige juiste optie de verbinding in de verdeelkast.

Bij het creëren van halogeenverlichting met een groot aantal lampen is het belangrijk om het aantal verlichtingsgroepen en de locatie van de transformatoren voor elk ervan correct te berekenen.

Specialisten benadrukken dat als een groep met een groot aantal lampen wordt aangesloten, er een optie is om een verdeelkast te plaatsen tussen de lampen en de uitgang van de transformator. Dit is vooral relevant bij een tekort aan klemmen op het verlagende apparaat of bij beperkingen in de plaatsing ervan.

Bij het kiezen van deze optie moet u weten dat bij gelijk vermogen een laagspanningscircuit een grotere stroom doorlaat dan een hoogspanningscircuit. Daarom is een nauwkeurige berekening vereist om de draaddoorsnede te bepalen. Dit wordt gedaan door de totale stroomsterkte te berekenen.

Laten we dit met een voorbeeld illustreren. Zeven 12 V lichtbronnen met een vermogen van 35 W moeten via een transformator worden aangesloten. De lampen worden parallel via een verdeeldoos gemonteerd. U moet de draaddoorsnede weten die tussen de verdeler en de uitgang van de unit wordt gelegd.

Vermenigvuldig hiervoor eerst het aantal lampen met hun vermogen. Deel vervolgens de verkregen waarde door de bedrijfsspanning. We krijgen ongeveer 29 A. Dit is de stroomsterkte die door de laagspanningsbedrading zal gaan.

Met behulp van de in de PUE gepresenteerde tabel van de afhankelijkheid van de draaddoorsnede van de bedrijfsspanning, bepalen we de geschikte draadgrootte. In ons geval is dit minimaal 4 mm². Zoals u ziet is de belasting vrij groot. Het kan zinvol zijn om deze groep lampen nog in tweeën te splitsen.

Als u bij het aansluiten van twee groepen halogeenlampen een dubbelpolige schakelaar plaatst, kunt u elke groep afzonderlijk bedienen.

Bij het monteren van twee groepen halogeenlampjes via een transformator kunt u twee soorten schakelaars gebruiken. Als u een enkelpolig model plaatst, kunnen beide groepen alleen gelijktijdig in- of uitgeschakeld worden. Als u de groepen apart wilt bedienen, kunt u een dubbelpolige schakelaar plaatsen.

Aanbevelingen van praktijkspecialisten

Praktiserende elektriciens worden vaak geconfronteerd met de noodzaak om laagspanningshalogeenlampen te monteren wanneer de bedrading al is aangelegd en met succes wordt gebruikt. In dat geval is het lang niet altijd mogelijk om de lampen parallel op de transformator aan te sluiten zonder de bedrading radicaal te wijzigen.

Om de kosten te minimaliseren raden specialisten aan om in dit geval elke lamp met een eigen transformator te verbinden. Dit zullen in de regel apparaten zijn met een klein vermogen en afmetingen.

Als dit verspilling lijkt, kunt u in de armaturen in plaats van laagspanningshalogeenlampen hoogspanningshalogeenlampen van 220 V plaatsen. Maar in dat geval moet u ze voorzien van een apparaat voor zachte start. Of als alternatief, als de constructie van het armatuur het toelaat, kunt u de halogeenlampen vervangen door spaar-LED's.

Met richtlijnen voor het kiezen van halogenen voor het inrichten van een verlichtingssysteem, maakt een artikel u bekend dat alle aspecten van de kwestie grondig behandelt.

De mogelijkheid om de lichtintensiteit te regelen trekt veel mensen aan. De meeste elektronische transformatoren zijn uitgerust met de mogelijkheid om de ingangsspanning te verlagen, waardoor de helderheid van halogeenverlichting kan worden geregeld.

Zeer vaak wordt regeling van de lichtintensiteit gepland, waarvoor aan het algemene schema een dimmer wordt toegevoegd. U moet weten dat de meeste impulstransformatoren niet zijn ontworpen voor gezamenlijk gebruik met een dimmer.

Omdat de dimmer de werking van de elektronische omvormer negatief beïnvloedt, verkort dit uiteindelijk de levensduur van de aangesloten halogeenlampen aanzienlijk.

Om deze reden is de optimale keuze voor gebruik met een dimmer een toroïdale elektromagnetische transformator. En nog een opmerking.

Elektriciens raden u ten zeerste aan om het onderhoud van reeds geïnstalleerde step-down apparaten niet te vergeten. Het is optimaal om elke zes maanden een geplande inspectie uit te voeren met een controle van de functionaliteit. Bij het ontdekken van problemen worden de apparaten gerepareerd of vervangen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Laten we kennismaken – Osram transformatoren:

Video #2. Hoe sluit u een transformator correct aan:

Video #3. Alles wat u moet weten over transformatoren voor halogeen lichtbronnen:

Laagspanningshalogeenlampen zijn een praktische oplossing voor het inrichten van inbouwverlichting. Ze worden beschouwd als een budgetvriendelijk alternatief voor LED's, en overtreffen deze aanzienlijk in kwaliteit van het uitgestraalde licht.

De grootste uitdaging bij het gebruik van laagspanningshalogeenlampen is de noodzaak om een step-down transformator aan te sluiten. Als u echter alles correct doet, zullen de verlichtingsarmaturen lang en zonder problemen meegaan.

Heeft u ervaring met het aansluiten van een transformator voor een laagvermogen halogeenlampje? Kent u technische nuances die nuttig kunnen zijn voor bezoekers van de site? Schrijf dan reacties, deel nuttige informatie, publiceer foto's in het onderstaande blok.