Transformator za halogene žarulje: čemu služi, princip rada i pravila povezivanja

Halogene žarulje mogu se smatrati usavršenom varijantom svima poznatih uređaja sa žarnom niti. Rade jednako, ali zbog nekih značajki halogenki su ekonomičnije, dugotrajnije i daju ugodno za oko, ali istovremeno jarko svjetlo.

Proizvođači nude dvije varijante halogenih rasvjetnih uređaja: visokonaponske i niskonaponske. Da bi drugi ispravno radili, potreban je transformator za halogene žarulje. Mi ćemo vam reći kako odabrati i pravilno spojiti navedeni uređaj.

Zašto halogenki transformator?

Halogene žarulje uspješno konkuriraju LED-icama. Unatoč boljim radnim karakteristikama potonjih, često pobjeđuju upravo halogenke, što se objašnjava njihovom nižom cijenom i, posljedično, dostupnošću, kao i nekim značajkama svjetlosnog snopa LED-ica, od kojega se oči mogu umoriti.

Glavni adut LED-ica je rad bez zagrijavanja, što omogućuje njihovu široku upotrebu. Isto prednost imaju i halogenke, ali samo niskonaponske žarulje. One se mogu ugrađivati na mjestima osjetljivim na visoku temperaturu. Na primjer, u stropne ugradbene svjetiljke.

No pritom treba razumjeti da halogene žarulje smanjenog napona mogu raditi samo s transformatorima. Potonji su potrebni za pretvorbu mrežnog napona na prihvatljivu vrijednost za žarulju. Obično je to 12 V.

Osim toga, transformator štiti izvor svjetlosti od naponskih skokova, pregrijavanja i kratkog spoja, te može omogućiti postupno uključivanje rasvjete. Treba priznati da u prosjeku žarulje s transformatorima traju puno duže. Iako mnogo ovisi o njihovoj kvaliteti.

Halogene žarulje niskonaponskog tipa nisu sposobne raditi na mrežnom naponu od 220 V, stoga ih je potrebno spajati samo preko snižavajućeg transformatora

Koje vrste transformatora postoje?

Transformatorima se nazivaju uređaji elektromagnetskog ili elektroničkog tipa. Oni se donekle razlikuju po principu rada i nekim drugim karakteristikama.

Elektromagnetske varijante mijenjaju parametre standardnog mrežnog napona u karakteristike prikladne za rad niskonaponskih halogenih žarulja, a elektronički uređaji osim navedenog rada obavljaju i pretvorbu struje.

Toroidalni elektromagnetski uređaj

Najjednostavniji toroidalni transformator sastavljen je od dva namota i jezgre. Jezgru nazivaju i magnetskom jezgrom. Izrađuje se od feromagnetskog materijala, obično čelika. Namoti se postavljaju na jezgru.

Primarni namot je spojen na izvor energije, a sekundarni, sukladno tome, na potrošača. Električna veza između sekundarnog i primarnog namota ne postoji.

Unatoč niskoj cijeni i pouzdanosti u radu, toroidalni elektromagnetski transformator danas se rijetko koristi za spajanje halogenih žarulja

Na taj način se snaga prenosi samo elektromagnetskim putem. Za povećanje induktivne veze između namota koristi se magnetska jezgra. Pri dovođenju izmjenične struje na priključak spojen na prvi namot, on stvara unutar jezgre magnetski tok izmjeničnog tipa.

Potonji se povezuje s oba namota i u njima inducira elektromotornu silu ili EMS. Pod njezinim djelovanjem u sekundarnom namotu stvara se izmjenična struja s naponom različitim od onog u primarnom.

Ovisno o broju zavoja utvrđuje se vrsta transformatora, koja može biti povisujući ili snižujući, te prijenosni omjer. Za halogene žarulje uvijek se koriste samo snižujući uređaji.

Prednostima namotanih uređaja smatraju se:

• Visoka pouzdanost u radu.
• Jednostavnost spajanja.
• Niska cijena.

Ipak, toroidalne transformatore u modernim shemama s halogenim žaruljama može se pronaći prilično rijetko. To se objašnjava činjenicom da zbog konstrukcijskih značajki takvi uređaji imaju prilično impresivne dimenzije i masu. Stoga ih je teško maskirati pri uređenju namještaja ili stropne rasvjete, na primjer.

Možda je glavni nedostatak toroidalnih elektromagnetskih transformatora – masivnost i značajne dimenzije. Izuzetno ih je teško maskirati ako je potrebna skrivena instalacija

Također, nedostacima uređaja ove vrste mogu se pripisati zagrijavanje tijekom rada i osjetljivost na moguće padove napona u mreži, što negativno utječe na vijek trajanja halogenih žarulja.

Osim toga, namotani transformatori mogu zujati tijekom rada, što nije uvijek prihvatljivo. Stoga se uređaji uglavnom koriste u nestambenim prostorijama ili u proizvodnim zgradama.

Pulsni ili elektronički uređaj

Transformator se sastoji od magnetske jezgre i dva namota. Ovisno o obliku jezgre i načinu smještaja namota na njoj, razlikuju se četiri vrste takvih uređaja: jezgreni, toroidalni, oklopni i oklopno-jezgreni.

Različit može biti i broj zavoja sekundarnog i primarnog namota. Varirajući njihove omjere, dobivaju se uređaji za snižavanje i povišavanje napona.

U konstrukciji impulsnog transformatora osim namota s jezgrom, prisutna je i elektronička komponenta. Zahvaljujući tome, u njega se mogu ugraditi sustavi zaštite od pregrijavanja, mekog uključivanja i drugi.

Princip rada transformatora impulsnog tipa nešto se razlikuje. Na primarni namot se dovode kratki jednopolarni impulsi, zbog čega je jezgra stalno u stanju magnetiziranja.

Impulsi na primarnom namotu karakteriziraju se kao kratkotrajni signali pravokutnog oblika. Oni generiraju induktivitet s istim karakterističnim prijelazima.

Oni pak stvaraju impulse na sekundarnom svitku.

Ova značajka daje elektronskim transformatorima čitav niz prednosti:

• Mala težina i kompaktnost.
• Visoka razina učinkovitosti.
• Mogućnost ugradnje dodatne zaštite.
• Prošireni radni raspon napona.
• Odsutnost zagrijavanja i buke tijekom rada.
• Mogućnost podešavanja izlaznog napona.

Od nedostataka valja istaknuti propisano minimalno opterećenje i prilično visoku cijenu. Potonje je povezano s određenim poteškoćama u procesu izrade takvih uređaja.

Pravila odabira snižavajuće opreme

Pri odabiru transformatora za halogena svjetla, potrebno je uzeti u obzir mnoge čimbenike. Treba početi s dvije najvažnije karakteristike: izlaznim naponom uređaja i njegovom nazivnom snagom.

Prva mora strogo odgovarati vrijednosti radnog napona žarulja spojenih na uređaj. Druga pak određuje ukupnu snagu izvora svjetlosti s kojima će transformator raditi.

Na kućištu transformatora uvijek se nalazi oznaka, proučavajući koju se može dobiti potpuna informacija o uređaju.

Za točno određivanje potrebne nazivne snage preporučljivo je napraviti jednostavan izračun. Za to je potrebno zbrojiti snage svih izvora svjetlosti koji će biti spojeni na uređaj za snižavanje napona. Dobivenoj vrijednosti treba dodati 20% «rezerve» potrebne za ispravan rad uređaja.

Ilustrirat ćemo konkretnim primjerom. Za osvjetljenje dnevne sobe planira se ugraditi tri skupine halogenih lampi: po sedam komada u svakoj. To su točkasti uređaji napona 12 V i snage 30 W. Trebat će tri transformatora za svaku skupinu. Odabrat ćemo odgovarajući. Počinjemo s izračunom nazivne snage.

Izračunajmo i dobijemo da je ukupna snaga skupine – 210 W. Uzimajući u obzir potrebnu rezervu, dobivamo 241 W. Dakle, za svaku skupinu bit će potreban transformator čiji je izlazni napon 12 V, a nazivna snaga uređaja 240 W.

Pod ove karakteristike odgovaraju i elektromagnetski i impulsni uređaji. Ako se odlučite za potonje, treba obratiti posebnu pozornost na nazivnu snagu. Ona mora biti prikazana u obliku dvije znamenke. Prva označava minimalnu radnu snagu.

Treba znati da ukupna snaga lampi mora biti veća od te vrijednosti, inače uređaj neće raditi. I mala napomena stručnjaka koja se tiče odabira snage. Oni upozoravaju da je snaga transformatora navedena u tehničkoj dokumentaciji maksimalna.

To jest, u normalnom stanju davat će otprilike 25-30% manje. Stoga je takozvana 'rezerva' snage potrebna. Jer ako se uređaj prisili da radi na granici mogućnosti, neće dugo trajati.

Za dugotrajni rad halogenih svjetiljki vrlo je važno pravilno odabrati snagu silaznog transformatora. Pritom ona mora imati određenu “rezervu” kako uređaj ne bi radio na granici svojih mogućnosti.

Još jedna važna nijansa odnosi se na veličinu odabranog transformatora i mjesto njegovog postavljanja. Što je uređaj snažniji, to je masivniji. Ovo je posebno važno za elektromagnetske agregate. Poželjno je odmah pronaći odgovarajuće mjesto za njegovu instalaciju.

Ako ima više svjetiljki, korisnici često radije dijele ih u skupine i ugrađuju za svaku zasebni transformator. To se objašnjava vrlo jednostavno.

Prvo, kada silazni uređaj otkaže, ostale rasvjetne skupine će normalno raditi. Drugo, svaki od transformatora ugrađenih u takvim skupinama imat će manju snagu od zajedničkog koji bi se morao postaviti za sve lampe. Stoga će njegova cijena biti znatno niža.

Dvije varijante spajanja transformatora

Prije povezivanja silaznog uređaja potrebno je izraditi shemu rasporeda svjetiljki, ako ih je više od dvije. Osim toga, potrebno je odabrati mjesto montaže transformatora.

Posljednje se radi uzimajući u obzir sljedeća pravila:

• Mora biti osiguran slobodan pristup uređaju, što je potrebno za njegovo održavanje ili zamjenu.
• Ako se transformator nalazi unutar zatvorenog prostora, volumen potonjeg ne smije biti manji od 10 l. To je potrebno za odvođenje topline koja nastaje tijekom rada uređaja.
• Udaljenost od uređaja do najbliže halogene žarulje ne smije biti manja od 250 mm. To se čini kako bi se izbjeglo neželjeno dodatno zagrijavanje izvora svjetlosti.

Tek nakon što se odredi mjesto za transformator i za žarulje, može se pristupiti montaži i spajanju.

Važan je pravilan odabir mjesta za ugradnju silaznog transformatora. Ako bude montiran u zatvorenom prostoru, volumen tog prostora mora biti dovoljan za odvođenje topline koja nastaje tijekom rada uređaja.

U ovom slučaju moguće su dvije glavne varijante, pri čemu se posljednja može izmijeniti i koristiti za spajanje ne samo dvije skupine svjetiljki, već i tri ili više.

Lanac svjetiljki s jednim transformatorom

Takva se varijanta smatra optimalnom za četiri, najviše pet izvora svjetlosti. Ako ima više žarulja, najbolje ih je podijeliti u skupine. Halogene žarulje spajaju se samo paralelno. To treba uzeti u obzir pri sastavljanju sheme. Još jedna važna nijansa.

Potrebno je smjestiti žarulje tako da udaljenost od svake od njih do transformatora bude približno jednaka. To je potrebno za ispravan rad uređaja.

Ako postoje žice različite duljine, žarulje će gorjeti nejednako. Ona s kraćom žicom svijetlit će jače. Uređaj s dugim kabelom gorjet će prigušeno.

Osim toga, u posljednjem slučaju tijekom rada moguće je i zagrijavanje žice, što je krajnje nepoželjno. Stručnjaci preporučuju izgradnju sheme tako da duljina svake od žica koje vode do žarulja ne prelazi 200 mm. Pritom presjek kabela mora biti najmanje 1,5 četvornih mm.

Na ovaj način spaja se mali broj žarulja. Optimalno je spojiti najviše pet, inače će se morati ugraditi transformator velike snage.

Na kućištu transformatora nalaze se priključci izlaza i ulaza. Primarni su označeni kao N i L ili Input. To je ulaz, smješten na strani 220 V. Treba imati na umu da se ovdje spajanje izvodi preko jednostrukog prekidača.

Zatim se od razvodne kutije odlazeće nulte i fazne žice plave i narančaste ili smeđe boje spajaju s odgovarajućim priključcima transformatora. Na sekundarne priključke Output ili izlaz silaznog uređaja spajaju se halogene žarulje.

Za to se koriste samo bakrene žice s istim presjekom. Važna napomena. Ako iz bilo kojeg razloga nedostaje priključaka transformatora, potrebno je ugraditi dodatne stezaljke. Mogu se kupiti u bilo kojoj specijaliziranoj trgovini.

Dvije grupe žarulja s dva transformatora

Takav spoj je optimalan ako ima više od pet svjetiljki. Grupe se mogu sastojati od istog broja svjetiljki ili različitog. To nije važno. Bitno je da je za svaku grupu pravilno odabran transformator. Kao i u gore opisanom slučaju, treba započeti s izradom sheme.

Pri odabiru mjesta postavljanja svjetiljki vrijede slična pravila. Odnosno, duljina svih kabela koji od transformatora vode do njih treba biti približno jednaka.

Tako se spajaju dvije grupe halogenih svjetiljki. Za svaku od njih koristi se vlastiti transformator, ali prekidač je zajednički za obje.

To može biti prilično teško izvesti. Tada će biti potrebne određene prilagodbe. Potrebno je znati da za bakrene kabele presjeka 1,5 mm², a upravo se oni preporučuju u ovom slučaju, optimalna duljina varira od 150 do 300 cm. Na tu udaljenost energija će se prenositi uz minimalne gubitke i bez stvaranja smetnji.

Ponekad takva duljina očito nije dovoljna. U tom slučaju potrebno je odabrati kabel većeg presjeka. Za udaljenost od 300 do 400 cm odabire se kabel presjeka do 2,5 mm². Ako se predviđa još veća duljina, što je nepoželjno, treba provesti poseban proračun i odrediti odgovarajući presjek pomoću posebne tablice.

Spajanje svakog transformatora i grupa svjetiljki na njega vrši se analogno gore opisanom načinu. Odnosno, nulti vodič iz razvodne kutije spaja se na nulte stezaljke transformatora.

Fazni vodič s prekidača spaja se s faznim kabelima spuštajućih uređaja (transformatora). Teoretski se na ovaj način mogu spojiti i više od dvije grupe svjetiljki, ali za svaku od njih postavlja se vlastiti transformator.

Važna napomena. Za svaki od spuštajućih uređaja (transformatora) polaže se poseban kabel, a spajaju se isključivo unutar razvodne kutije. Neki "majstori" radije spajaju kabele negdje ispod stropa, ali ne koriste razvodnu kutiju.

To je ozbiljna pogreška koja je u suprotnosti s elektrotehničkim propisima (PUE), gdje stoji da svakom izvedenom mjestu spajanja kabela mora biti osiguran slobodan pristup radi pregleda, održavanja i mogućeg popravka. Stoga je jedini ispravan način – spajanje unutar razvodne kutije.

Tijekom izrade halogene podrasvjete s velikim brojem svjetiljki važno je pravilno izračunati broj rasvjetnih grupa i mjesto postavljanja transformatora za svaku od njih.

Stručnjaci ističu da ako se planira priključivanje skupine koja se sastoji od velikog broja svjetiljki, moguća je opcija postavljanja razvodne kutije između rasvjetnih tijela i izlaza transformatora. To je posebno važno kada nema dovoljno stezaljki na step-down uređaju ili kada postoje ograničenja u njegovom smještaju.

Pri odabiru takve opcije treba znati da pri istoj snazi niskonaponski krug propušta veću struju od visokonaponskog. Na temelju toga potreban je točan proračun za određivanje presjeka žice. Obavlja se izračunavanjem ukupne jakosti struje.

Ilustrirajmo primjerom. Sedam izvora svjetlosti od 12 V snage 35 W mora biti priključeno preko transformatora. Žarulje se montiraju paralelno kroz razvodnu kutiju. Potrebno je saznati presjek žice koja će biti položena između razvodnika i izlaza bloka.

Za to prvo množimo broj žarulja snjhovom snagom. Zatim dobivenu vrijeđnost dijelimo s radnim naponom. Dobivamo približno 29 A. To je jakost struje koja će prolaziti kroz niskonaponsko ožičenje.

Koristeći tablicu ovisnosti presjeka vodiča o radnom naponu prikazanu u PUE (Pravilima za električne instalacije), određujemo odgovarajuću veličinu žice. U našem slučaju to će biti najmanje 4 četvorna milimetra. Kao što se vidi, opterećenje je prilično veliko. Možda ima smisla podijeliti ovu skupin žarulja na dvije.

Ako se pri spajanju dviju skupina halogenih žarulja postavi dvostruki prekidač, može se dobiti mogućnost upravljanja svakom od njih pojedinačno.

Pri montaži dviju skupina halogenih žarulja preko transformatora može se koristiti dvije vrste prekidača. Ako se postavi jednostruki prekidač, tada se obje skupine mogu uključivati/isključivati samo istodobno. Ako je pak potrebno zasebno upravljanje skupinama rasvjetnih tijela, može se postaviti dvostruki prekidač.

Preporuke stručnjaka praktičara

Praktični električari često se suočavaju s potrebom montaže niskonaponskih halogenki, kada je ožičenje već postavljeno i uspješno se koristi. U takvom slučaju daleko nije uvijek moguće ostvariti paralelno spajanje žarulja na transformator bez tekljite prerade ožičenja.

Kako bi se željeli minimizirati troškovi, stručnjaci preporučuju u ovom slučaju spojiti svako rasvjetno tijelo s vlastitim transformatorom. U pravilu, to će biti uređaji male snage i gabarita.

Ako se to čini rasipnošću, može se u rasvjetna tijela umjesto niskonaponskih ugraditi visokonaponske halogene žarulje na 220 V. Ali u tom slučaju morat će se opskrbiti ih uređajem za blagi start (soft start). Ili kao varijanta, ako konstrukcija rasvjetnog tijela dopušta, može se zamijeniti halogene žarulje s ekonomičnim LED žaruljama.

S orijentirima odabira halogenih žarulja za uređenje sustava rasvjete upoznat će vas članak koji temeljito obrađuje sve aspekte pitanja.

Mogućnost reguliranja intenziteta rasvjete privlači mnoge. Većina elektronskih transformatora ima mogućnost smanjenja ulaznog napona, što omogućuje reguliranje svjetline halogene rasvjete.

Vrlo često se planira reguliranje intenziteta rasvjete, zbog čega se u opći krug dodaje dimmer. Treba znati da većina impulsnih transformatora nije predviđena za zajednički rad s dimmerom.

Budući da ovaj negativno utječe na funkcioniranje elektroničkog pretvarača, to u konačnici znatno skraćuje vijek trajanja priključenih halogenih žarulja.

Iz tog razloga optimalna opcija za rad u paru s dimmerom je toroidalni elektromagnetski transformator. I još jedna napomena.

Električari uporno preporučuju ne zaboraviti na održavanje već instaliranih snižavajućih uređaja. Optimalno je svakih šest mjeseci provesti njihov planski pregled s provjerom ispravnosti. Pri otkrivanju problema uređaji se popravljaju ili zamjenjuju.

Zaključci i koristan video na temu

Video #1. Upoznajmo se – Osram transformatori:

Video #2. Kako pravilno priključiti transformator:

Video #3. Sve što trebate znati o transformatorima za izvore svjetla halogene vrste:

Niskonaponske halogene žarulje – praktično rješenje za uređenje ugrađene rasvjete. Smatraju se proračunskim analogom LED izvorima, znatno ih nadmašujući u kvaliteti emitiranog svjetla.

Glavna poteškoća korištenja niskonaponskih halogenih žarulja leži u potrebi priključenja snižavajućeg transformatora. Međutim, ako se sve napravi ispravno, rasvjetni uređaji će služiti dugo i bez problema.

Imate iskustva s priključenjem transformatora za rad male halogene žarulje? Znate li tehnološke nijanse koje bi koristile posjetiteljima stranice? Molimo Vas, pišite komentare, dijelite korisne informacije, objavljujte fotografije u bloku ispod.