Lampes à induction : appareil, types, champ d'application + règles de sélection
Aujourd’hui, les consommateurs choisissent de plus en plus des appareils d’éclairage domestiques et industriels économes en énergie.Cependant, outre les économies, la qualité du rétroéclairage joue également un rôle important. Les lampes à induction sont une alternative intéressante aux sources d'éclairage traditionnelles.
Ils émettent une lumière douce, agréable à l’œil et ne modifie pas la perception objective des objets. Examinons ensemble la conception et les principes de fonctionnement des lampes à induction.
Le contenu de l'article :
Conception et principe de fonctionnement
La principale source de lumière dans une lampe à induction est le plasma, créé artificiellement à la suite de l'ionisation d'un mélange gazeux par un champ électromagnétique à haute fréquence.
Le courant génère un champ électrique alternatif, provoquant l'apparition d'une décharge gazeuse dans le flacon en verre. Le mercure excité génère un rayonnement UV, qui est converti en lumière visible grâce à un phosphore.
Les lampes à induction appartiennent à la catégorie des sources d'éclairage à décharge de gaz, dont il est question plus en détail dans ce materiel.
La conception d’une lampe à induction comprend trois éléments fonctionnels de base :
- tube à décharge de gaz;
- bobine d'induction avec anneau de ferrite ;
- Ballast électronique.
À l’intérieur du tube se trouvent des gouttes d’amalgame au mercure. Le flacon lui-même est rempli d'un gaz à faible réactivité chimique - argon/krypton, et sa surface intérieure est recouverte d'un phosphore inorganique.
La bobine d'induction et l'électroaimant forment un champ magnétique à haute fréquence, sous l'influence duquel les électrons libres sont accélérés, entrent en collision et excitent les atomes de mercure.
Le résultat est un rayonnement ultraviolet. Le phosphore le transforme en une lueur lumineuse visible.
Le ballast électronique est connecté à une source de tension continue de 12 V/24 V ou à un réseau de tension sinusoïdale de 120 V/220 V/380 V.
Le système de commande du démarreur transforme le courant alternatif 50 Hz en courant continu, puis en courant haute fréquence de 190 kHz à 2,65 MHz.
Ce courant RF crée un champ magnétique. De plus, le démarreur génère une forte impulsion de démarrage qui allume la source lumineuse à induction.
Pour assurer un fonctionnement stable du dispositif d'éclairage sans électrode, le système de contrôle peut également modifier l'intensité du courant électrique et sa fréquence à travers la bobine d'induction.
Afin de réduire la diffusion des champs électromagnétiques haute fréquence, les lampes sont équipées d'écrans en ferrite et/ou de noyaux spéciaux.
Cela rend le cylindre du dispositif d'éclairage plus uniforme et à peu près également chargé en température.
Avec un fonctionnement prolongé d'un tel éclairage, aucune fissuration de l'ampoule en verre n'est observée ; avec le temps, le matériau de l'électrode ne se dépose pas sur les parois.
L'absence d'électrodes à filament nécessaires à l'éclairage des ampoules conventionnelles permet aux lampes à induction d'atteindre une durée de vie incroyablement longue : jusqu'à 120 000 heures de fonctionnement.
Certains fabricants annoncent même une durée de vie allant jusqu'à 150 000 heures. Ce chiffre est 10 fois supérieur à la durabilité des simples ampoules fluorescentes, HPDS à décharge gazeuse, mercure-tungstène et luminaires au sodium.
De plus, la durée de vie des sources lumineuses à induction est environ 2 à 3 fois plus longue que celle des LED.
Types de lampes à induction
Nikola Tesla a présenté pour la première fois une lampe sans électrodes de contact en 1893 à l'Exposition universelle de Chicago. Le dispositif d'éclairage présenté au public était alimenté par le champ magnétique d'une bobine Tesla. Et le premier prototype fiable de source lumineuse à induction a été créé par John Melvin Anderson en 1967.
Classification des ampoules sans électrodes
En 1994, General Electric a présenté la lampe compacte à économie d'énergie GENURA avec un générateur haute fréquence intégré dans la base.
La production en série de lampes fluorescentes à induction a débuté dans les années 1990.
Selon le type de conception, les sources lumineuses à induction sont :
- avec ballast intégré – le générateur électrique et la lampe sont réunis en une seule unité ;
- avec démarreur électronique séparé - le générateur externe et la lampe sont des appareils séparés.
Selon la manière dont la bobine est placée, ces lampes sont également divisées en appareils avec un inducteur externe (basse fréquence) et interne (haute fréquence).
Dans le premier cas, une bobine avec une tige ferromagnétique est enroulée autour d'un cylindre. La fréquence de fonctionnement des lampes à induction externe est comprise entre 190 et 250 kHz.
Ils offrent de meilleures conditions pour un échange thermique intense avec l'environnement, puisque le serpentin situé à l'extérieur du flacon scellé dissipe facilement la chaleur générée par l'appareil. La durée de vie des appareils basse fréquence peut atteindre 120 000 heures.
Dans le second cas, une bobine d'induction avec un noyau enroulé est située à l'intérieur d'une ampoule en verre. La chaleur générée se retrouve dans la cavité du dispositif d'éclairage, c'est pourquoi les lampes à induction interne chauffent plus fortement.
Leur fréquence de fonctionnement est comprise entre 2 et 3 MHz. La ressource de telles sources lumineuses ne dépasse pas 75 000 heures.
Les lampes haute fréquence et basse fréquence ont une grande marge de sécurité et une longue durée de vie.
Options et marquages
Actuellement, les entreprises spécialisées dans l'éclairage ont lancé la production en série de lampes à induction de différentes formes. Les caractéristiques de conception et les options de conception sont visibles dans leurs marquages.
Les deux premiers caractères alphabétiques du code déterminent le type d'appareil (IL - lampe à induction), le troisième indique la forme. Après la désignation de la lettre, le pouvoir est généralement annoncé.
ILK – lampes à induction rondes.Ils ont une efficacité lumineuse élevée et une large gamme de températures spectrophotométriques. Convient pour une installation dans des luminaires ronds et ovales.
De telles sources lumineuses sont activement utilisées pour éclairer les entrepôts, les grands ateliers de production et de réparation, les centres commerciaux et les installations sportives.
ILSH – des lampes en forme de boule. Fabriqué sous la forme traditionnelle des appareils d'éclairage sous vide conventionnels de haute puissance. Ils créent une lumière douce et s’allument presque instantanément.
Convient pour le remplacement ampoules à incandescence à des sources lumineuses économes en énergie sans avoir besoin de changer la lampe elle-même.
ILU – Ampoules en forme de U. Ce sont des appareils dotés d'un générateur séparé. Ils émettent une lumière blanche brillante et ne scintillent pas pendant le fonctionnement.
Ils sont utilisés pour éclairer les stades, les tunnels, les métros et les autoroutes, les stands publicitaires, les panneaux et autres objets.
ILB, ILBK – les lampes à ampoule en forme d'anneau. Dans ceux-ci, le générateur, la bobine et le tube sont combinés en une seule unité. Ils génèrent une lumière douce qui n'éblouit pas, s'allument rapidement et facilement à des températures allant jusqu'à -35 °C.
Des conceptions similaires sont utilisées pour l’éclairage des hôtels et des zones commerciales, des parcs et jardins publics, des jardins privés.
Il convient de mentionner séparément les phytolampes à induction pour plantes. Ils diffèrent par la forme de l'ampoule en verre et la couleur du rayonnement.
Les phytolampes à induction GP et VG sont destinées à l'éclairage des plantes au stade de la croissance végétative. Le spectre bleu du rayonnement y prédomine.
Les appareils FL sont utilisés dans la phase initiale de la formation des fruits, ainsi que pour accélérer la formation des fleurs. Ils émettent une lumière rouge.
Les ampoules modèle KL sont universelles. De telles sources lumineuses permettent de contrôler la croissance des plantations. Ils génèrent une lumière rouge riche, nécessaire au plein développement des fruits des plantes et à une floraison abondante.
Exemples de marquage :
- ILK-40 – lampe à induction ronde d'une puissance de 40 W ;
- TILPVG-120 est une phytolampe à induction rectangulaire d'une puissance de 120 W, modèle VG pour la phase initiale de croissance végétative des plantes.
L'émission d'une lampe à induction correspond à 97 % au spectre solaire et est donc excellente pour l'éclairage artificiel des complexes de serres.
Avantages de l'utilisation d'IL
Les lampes sans électrode génèrent une lumière douce et confortable pour les yeux. Les nuances de couleurs ne sont pas déformées.
La luminosité de ces lampes peut être modifiée entre 30 et 100 % à l'aide d'un simple variateur pour les appareils avec filament.
Même après 75 000 heures de fonctionnement, les appareils à induction maintiennent un niveau de puissance lumineuse de 80 à 85 % par rapport à l'original.
Les LL classiques à lumière du jour perdent jusqu'à 55 % de leur luminosité vers la fin de leur durée de vie. Au fil du temps, des cercles sombres et opaques se forment sur leurs flacons.
Avantages de l'utilisation de lampes à induction sans électrodes :
- Efficacité 90 % ;
- durée de vie jusqu'à 150 000 heures ;
- rendement lumineux supérieur à 90-160 lm/W ;
- conditions optimales pour la perception visuelle des objets ;
- plage de températures de fonctionnement de -35 °C à +50 °C ;
- coefficient de rendu des couleurs Ra˃80 ;
- indicateurs d'efficacité énergétique élevés;
- échauffement minimal du ballon ;
- nombre illimité de cycles de démarrage/arrêt ;
- aucune pulsation ;
- la possibilité d'ajuster l'intensité de la lueur ;
- La période de garantie est de 5 ans.
Les fabricants affirment que les sources lumineuses à induction ont de meilleures caractéristiques techniques que les LED et sont plusieurs fois moins chères. La consommation d'énergie de ces types d'ampoules est à peu près la même.
Application de lampes sans électrodes
Des dispositifs d'éclairage modernisés qui ne contiennent pas de cathodes thermiques ni de filaments sont utilisés pour l'éclairage intérieur et extérieur.
Portée d'utilisation de l'IL
Les lampes sans électrode ont une protection intégrée contre les courts-circuits (courts-circuits) et les surtensions.
En raison de leur rendement lumineux élevé et de leur faible consommation électrique, ils sont utilisés dans divers domaines :
- pour organiser un éclairage public de haute qualité ;
- dans les complexes commerciaux, de divertissement et hôteliers ;
- dans les centres de bureaux et les locaux domestiques ;
- pour l'éclairage d'ateliers et d'entrepôts spacieux dans des installations industrielles ;
- pour l'éclairage des serres et des serres ;
- pour l'éclairage des autoroutes et des tunnels ;
- pour organiser l'éclairage antidéflagrant dans les stations-service.
En raison de la stabilité de leurs paramètres, les lampes au mercure sans électrodes sont utilisées comme sources ponctuelles de précision de rayonnement UV en spectrométrie.
De plus, le principe de l'excitation inductive du gaz est utilisé dans le processus de transfert d'énergie provenant de sources externes vers l'environnement de travail des lasers.
Cependant, en raison de la présence de rayonnement électromagnétique à haute fréquence, les lampes à induction ne sont pas installées dans les gares et les aéroports.
Ces ampoules peuvent également provoquer des interférences lorsqu’elles sont utilisées simultanément avec des équipements de laboratoire et médicaux ultra-sensibles. Par conséquent, il n'est pas recommandé de les utiliser dans des pièces dotées d'un équipement aussi spécial.
Éclairage public et routier
L’éclairage routier le plus efficace peut être fourni par des lampadaires équipés de lampes à induction économes en énergie. Ce type d'éclairage garantit une visibilité confortable tant pour les conducteurs que pour les piétons.
Les feux de route sont dotés d'un support en porte-à-faux durable et sont montés sur des poteaux, ainsi que sur des supports standard. Ils sont utilisés pour éclairer les parcs et les places, les rues et les places, les autoroutes et les parkings, les talus et les cours.
A titre d'exemple, le démarrage instantané de l'éclairage sur les autoroutes dans les endroits où circulent des voitures et des piétons.
De plus, un détecteur de mouvement sensible peut être combiné avec un interrupteur crépusculaire programmable.
L'appareil est ajusté à des niveaux de lumière spécifiques. Si le niveau de lumière est insuffisant, le capteur donnera l'ordre d'allumer les lampes.
La possibilité de gradation permet l'utilisation réussie de systèmes intelligents pour un contrôle efficace de l'éclairage public.
En contrôlant la luminosité des lampes à induction à l'aide d'un régulateur de puissance et d'une minuterie astronomique, vous pouvez réaliser de réelles économies d'énergie électrique et également réduire considérablement les coûts de maintenance.
L'introduction de systèmes intelligents permet de contrôler l'état de l'éclairage, de mesurer et d'analyser les données sur la consommation énergétique des lampes.
Sources lumineuses industrielles sûres
L'utilisation d'appareils basés sur la technologie à induction constitue une solution rentable pour moderniser les systèmes d'éclairage des entreprises industrielles.
Les lampes à induction sont de haute qualité de fabrication et ne nécessitent pas d'entretien régulier. Ils réduisent considérablement la consommation électrique et contribuent à améliorer la rentabilité de la production.
Les appareils d'éclairage industriels ont un indice de protection IP54, ce qui permet de fonctionner même dans des conditions sales et très humides. Ils peuvent être installés dans des zones non chauffées et mal ventilées.
Le verre trempé combiné à une isolation en silicone protège le boîtier de manière fiable contre les impuretés étrangères et l'eau pénétrant à l'intérieur.
Un revêtement polymère antistatique est appliqué sur le corps des lampes antidéflagrantes à induction.
Grâce à cette composition, les appareils d'éclairage se caractérisent par une résistance aux chocs et à des températures inférieures à zéro.
Le revêtement spécial anti-étincelles ne se détériore pas même dans des environnements alcalins et acides et peut conserver ses propriétés pendant 30 ans.
Éclairage dans les serres et les vérandas
Le spectre d'une lampe à induction correspond à 75 % au rayonnement photosynthétiquement actif nécessaire à la croissance active et à la floraison à long terme des plantes.
C'est pourquoi les ampoules sans électrodes sont utilisées comme sources supplémentaires dans les serres et les serres, pour l'éclairage des boîtes de culture standards et compactes, l'éclairage direct, latéral et inter-rangs des plantes.
L’utilisation de telles lampes dans les box de culture permet de réduire considérablement le coût des cuves de refroidissement.
L'utilisation d'IL vous permet également de pré-concevoir et d'installer séparément l'éclairage pour chaque zone de la serre.
Pour corriger et diriger un maximum de lumière vers le secteur souhaité, des surfaces optiques - des écrans - sont utilisées. Ils concentrent le rayonnement sur une zone spécifique.
Et grâce à des réflecteurs spéciaux, la lumière artificielle est répartie uniformément sur toute la hauteur des espaces verts.
Règles de sélection IL
Lors du choix des appareils d'éclairage à induction, il est important de prendre en compte leurs caractéristiques de conception, leurs caractéristiques de performance ainsi que leur degré de sécurité.
Ce n’est que si cette approche est suivie que l’IL peut être considéré comme une acquisition rentable.
Aujourd'hui, dans les magasins spécialisés, il est facile de trouver des lampes à induction sans électrode d'une puissance de 15 W à 500 W. Mais il en existe aussi des plus puissants, conçus pour différents besoins de production.
Des lampes à ampoule ovale sont disponibles pour les luminaires dotés de douilles standards E14, E27 et E40.
Il existe également des types spéciaux de dispositifs d'éclairage à induction rectangulaires et annulaires qui peuvent fonctionner à la fois sur alimentation CA et CC.
Toutes les lampes à induction et lampes sans électrode sont soumises à une certification obligatoire.
Nous pouvons donc parler avec confiance de leur sécurité. L'amalgame se trouve dans un flacon scellé et, sous réserve des règles élémentaires de fonctionnement, sa fuite est exclue.
Cependant, vous devez comprendre que, comme les lampes fluorescentes standards, les lampes à induction nécessitent une élimination appropriée en raison de la présence de composés de mercure et de composants électroniques.
L'amalgame solide, un alliage de mercure avec d'autres métaux, peut être réutilisé. Le verre de la lampe est également recyclé, mais séparément du phosphore.
Les lampes à technologie à induction ne sont pas des types d'éclairage respectueux de l'environnement et sont bien inférieures aux LED sur ce critère.
Il faut ajouter qu’une ampoule à induction n’atteint pas immédiatement son flux lumineux stable. Au départ, il produit environ 80 % du rayonnement total.
Pour que cet indicateur atteigne son maximum, une lampe sans électrode a besoin de 2 à 3 minutes. Pendant ce temps, l'amalgame se réchauffe suffisamment et la quantité de mercure requise s'évapore.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Les lampes à induction sont une nouvelle génération de lampes à décharge. Le principe de fonctionnement de ce type d’éclairage :
Qu'est-ce qui fait les lampes à induction, caractéristiques des lampes de ce type et champ d'application :
Avantages de l'utilisation de sources lumineuses à induction modernes dans les entreprises industrielles :
L'installation correcte des lampes à induction, conformément à toutes les normes et réglementations, vous permet d'utiliser efficacement la technologie d'économie d'énergie. Aujourd'hui, ces sources lumineuses constituent une alternative raisonnable aux approches traditionnelles d'organisation de l'éclairage.
Avez-vous de l'expérience dans l'utilisation de lampes à induction ? Ou avez-vous eu des questions après avoir étudié le matériel ? Vous pouvez les poser dans le bloc de commentaires sous l'article. Vous pourrez y partager votre expérience ou donner de précieux conseils aux visiteurs de notre site.
J'ai récemment installé des phytolampes à induction pour plantes en serre. J'ai choisi des appareils dans le spectre bleu pour que la photosynthèse se déroule normalement. J'ai également tenu compte du fait que la lampe ne chauffait pas trop et répartissait la lumière uniformément. J'ai également veillé à ce qu'il puisse fonctionner en hiver et fonctionner normalement à des températures plus basses. Au final, les lampes ont été choisies, installées, les plantes en profitent, tout fonctionne.
Bonjour, Maxime. Les conditions optimales pour la photosynthèse sont créées par la lumière naturelle. Spectaculairement, cela correspond aux lampes à incandescence. Le professeur A. Famintsyn a étudié l'influence de fleurs individuelles sur la photosynthèse au XIXe siècle. Le résultat de l’étude est que la chlorophylle, absorbant les parties extrêmes du spectre, ne réagit pas au jaune, au vert et au bleu. En d’autres termes, vous avez créé des conditions non naturelles pour les plantes.
Je serais heureux d'acheter de tels appareils d'éclairage pour ma maison, car pour une raison quelconque, les appareils fluorescents ordinaires à économie d'énergie s'épuisent rapidement pour moi. Les LED sont fiables, mais leur lumière est en quelque sorte trop dure, sans vie, je n'arrive tout simplement pas à m'y habituer. Avec un filament cela s'avère trop cher. Mais le prix actuel est supérieur à 1000 roubles. pour une lampe à induction, met fin à la possibilité de l'utiliser au quotidien.
Achetez dans les grandes chaînes de magasins qui offrent des garanties sur les lampes. J'ai vu des lampes à induction avec une garantie de cinq ans. Dépenser 1 000 roubles tous les cinq ans n'est pas du tout cher.