主题:【第十五届原创】WXG-4型圆盘旋光仪镇流器替代更换实验(方法二)

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sc360xp
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WXG-4型圆盘旋光仪镇流器是非标产品,由各厂家自己绕制。损坏后,买不到配件维修。自行绕制镇流器对材料、工艺技术的要求不低,对大多数人来讲,没有这个能力。只有想办法找替代品进行更换。本人曾用旧40W日光灯电感镇流器替代更换WXG-4型圆盘旋光仪镇流器(见本社区帖子“WXG-4型圆盘旋光仪钠光灯镇流器替代更换实验” https://bbs.instrument.com.cn/topic/8118385,称方法一)。下面,再介绍用高压钠灯电感镇流器作为替代品进行更换的方法。

一、旋光仪的情况

下面这台手动WXG-4型圆盘旋光仪的历史有几十年了,现在的产品没啥变化,还这样:



打开底盖,内部就一个镇流器。镇流器内部过热,表面有焦糊现象:



仪器的电路图如下:



旋光仪使用的20W低压钠灯参数如下:



这款圆盘式旋光仪的镇流器采用E型铁芯漏磁变压器,是非标元件,测量其电参数为:直流电阻5.3Ω,电感0.49H,感抗153.93Ω,阻抗159.23Ω。旋光仪工作时,实测电参数为:市电电压222.5V,电流1.33A,功率因数0.13,功率40.59W。

二、高压钠灯的情况

高压钠灯不陌生,许多城市街道照明采用它。这里只讨论使用电感镇流器的高压钠灯。国产高压钠灯及镇流器有关参数见下面:





三、旋光仪镇流器用高压钠灯镇流器替代方案的选择

高压钠灯与旋光仪GP20Na低压钠灯工作机理伏安特性是有区别的。

根据高压钠灯的参数,灯管工作电压都在90V以上。以70W的高压钠灯为例,灯管电压约90V;而旋光仪GP20Na低压钠灯工作时,灯管电压只有15V。如果将高压钠灯镇流器直接用于GP20Na低压钠灯电路,将会承担更高的电压,电路中的电流会超过镇流器的额定工作电流,引起严重发热甚至烧毁。如果该电流超过了低压钠灯的工作电流,还会致使旋光灯受到损坏。所以,同功率高压钠灯与GP20Na低压钠灯的镇流器是不能直接互相替代更换的。

作为替代品能不能成功,关键是替代后,旋光仪钠灯的工作电流应在1.0A~1.3A范围内。电流过低,钠灯不能启动或亮度微弱无法工作;电流过高损坏钠光灯或超过镇流器本身的额定工作电流,长期超负荷、过热损坏镇流器。根据欧姆定律原理,低压钠灯工作电流=(市电电压-低压钠灯灯管电压)÷线路阻抗,只有选择合适的镇流器(线路阻抗)进行组合,才能替代原低压钠灯镇流器,使灯电流在1.0A~1.3A的工作范围内。

经过多次试验,找到飞利浦有一款BSN70L(70W)的DIH灯镇流器,与国产的70W高压钠灯镇流器指标有所不同,额定工作电流为1.2A,可以直接替代使用。有以下两种替代方案:

1、选用飞利浦额定工作电流1.2A、功率70W的DIH灯镇流器(型号BSN70L),直接替代,能够胜任旋光灯原镇流器的功能。

2、选用飞利浦额定工作电流1.2A、功率70W的DIH灯镇流器(型号BSN70L),再串联1只台式电脑ATX电源用的PFC电感(利旧),替代后,能够胜任旋光灯原镇流器的功能。

替代元件图片如下:



特别提醒:国产70W高压钠灯镇流器的额定工作电流为0.98A,不能直接替代使用!!!飞利浦另有一款70W钠灯镇流器,额定工作电流也为0.98A,不能直接替代使用!!!

四、方案实验

1、第一种方案

选用飞利浦BSN70L(1.2A/70W)高压钠灯镇流器,直接替代原旋光仪镇流器,用仪表测量出它们的电参数(表一):



旋光仪镇流器替代前后的实测工作数据(表二):



经实测,镇流器替代后,旋光仪低压钠灯工作电流为1.21A,与70W高压钠灯镇流器的额定工作电流1.2A相当,旋光灯能够正常工作。工作1小时后,镇流器表面温度约90℃左右,没有超过130℃。

2、第二种方案

如果嫌直接替代使用的发热量较高,可将飞利浦70W高压钠灯镇流器与1只电脑台式机ATX电源用的PFC电感串联后,替代旋光仪原镇流器。替代后的电路图(2)如下:



替代元件的电参数如下(表三):



旋光仪镇流器替代前后的实测数据(表四):



经实测,按照第二种方案进行镇流器替代后(表四),低压钠灯工作电流为1.05A,也没有超过70W高压钠灯镇流器的额定工作电流1.20A,旋光灯能够正常工作,镇流器温度较低。

六、其它替代方案

如果手头有其它国产品牌高压钠灯镇流器,建议的方案:①用70W高压钠灯镇流器+2只ATX电源PFC电感串联;②用两只150W高压钠灯镇流器串联;来替代旋光仪原镇流器,效果也不错。

结语:高压钠灯电感镇流器市场上销售量大,价格不高,比较适合作为旋光仪镇流器的替代更换品。第一种办法,使用1只飞利浦(1.2A/70W)高压钠灯镇流器直接替代原旋光灯镇流器,方便快捷,成本不高,可以内置。缺点是镇流器电流满负荷运行,温度较高。第二种办法,使用1只飞利浦(1.2A/70W)高压钠灯镇流器,再串联1只ATX电源PFC电感,优点是镇流器电流低、发热低,长期稳定工作。缺点是体积稍大、占地方,适合外置。可结合具体情况,选用其中一种替代办法。
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wccd
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第二种方案,如果把PFC电感与飞利浦镇流器的接线前后对换,效果如何?从原理上讲效果应该是一样的。
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2022/10/31 12:19:25 Last edit by wccd
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