miércoles, 8 de octubre de 2014

Zumbido en el balasto en equipo fluorescente de 105 W

Lámparas Agotadas

Cuando se diseñan balastos para una lámpara con arrancador o ignitor hay que tomar precauciones para el caso en que la lámpara esté agotada o llegue al final de su vida útil. Bajo esta condición, la corriente que circula es casi el doble de la que corresponde al funcionamiento normal y el arrancador intenta continuamente encender la lámpara hasta que deja de funcionar o se pone en cortocircuito. En esta situación el balasto envejece rápidamente y puede llegar a destruirse. De ser observado este fenómeno, se debe cambiar la lámpara rápidamente.

Si se trata de un balasto diseñado para una lámpara sin arrancador (Rapid Start) la condición de la lámpara agotada puede producir las siguientes situaciones:

_ La lámpara no enciende, pero el transformador alimenta los cátodos, bajo esta condición los extremos del tubo pueden verse con luminosidad rojiza.

_ Puede ocurrir que el recubrimiento emisor de uno de los extremos del cátodo esté agotado. Por lo que la lámpara enciende, pero circula mayor corriente en un solo semiciclo (ver efecto rectificador, capítulo II del curso). El balasto bajo estas condiciones, calienta excesivamente producto de la corriente continua. Bajo estas condiciones puede observarse un parpadeo continuo de la lámpara.

Ayuda de Arranque

Para favorecer el encendido de las lámparas Rapid Start, que funcionan con los equipos destinados a tal fin, se debe utilizar una cinta metálica puesta a tierra, colocada a lo largo del tubo y a una distancia del mismo no mayor de 13 mm. Normalmente esta ayuda suele ser la misma luminaria sobre la cual va montada la lámpara. También es muy importante respetar la polaridad (fase – neutro) en la bornera de alimentación del balasto.




Zumbido

Los balastos son componentes magnéticos formados por laminaciones de hierro. Estas son delgadas láminas sobre las cuales se bobina un arrollamiento de cobre. Como el campo magnético alrededor del bobinado se contrae y expande durante cada ciclo eléctrico, las laminaciones se atraen y repelen unas a otras y debido a este proceso vibran. Estas vibraciones del núcleo son las que provocan el zumbido.

Este ruido se manifiesta en dos formas:

_ Un sonido con una frecuencia de 100 ciclos por segundo. Esta es la causa mas frecuente de zumbido.

_ Un sonido con una frecuencia de 1000 ciclos por segundo o mas, producto de las elevadas armónicas de la corriente de red.

El ruido generado por el balasto es afectado por factores internos y externos al mismo. Los factores internos inherentes al balasto dependen de su diseño y construcción. Para disminuir los problemas de zumbidos se deben diseñar los balastos con flujo magnético bajo. Esto ocasiona que la sección de laminación aumente, por lo tanto los balastos con bajo porcentaje de laminación, trabajando con alta inducción, son los más propensos a este tipo de inconvenientes. Por otra parte las laminaciones deben ser perfectamente cortadas e impregnadas. Este último método es de suma importancia y es aconsejable utilizar balastos impregnados al vacío, para garantizar que la resina de impregnación penetre en todo el volumen del balasto sin dejar espacios libres que den origen a las vibraciones.

Los balastos para lámparas de mayor potencia producen mas ruido que aquellos utilizados para menor potencia, ya que el nivel de zumbido es función de la potencia electromagnética involucrada. Pero, en compensación de esto, serán necesarias menos lámparas de mayor potencia para lograr el mismo nivel luminoso. El constante desarrollo tecnológico en balastos muestra significativos progresos en la supresión del ruido.

Con respecto al tema del zumbido la norma IRAM no especifica restricciones, lo mismo ocurre con la mayoría de las normas internacionales. Por lo tanto, si bien el sello IRAM garantiza el cumplimiento de una gran cantidad de parámetros, nada asegura con respecto al zumbido. A partir de allí, para tener la seguridad de no encontrarse con este tema, cuando se elige un balasto, además del sello IRAM, se debe tener en cuenta la confiabilidad del diseño y construcción.
Así como hemos definido las causas internas que pueden generar zumbido en los balastos, también existen una cantidad de parámetros externos que pueden ocasionar este inconveniente:

_ Montaje inadecuado del balasto dentro de la luminaria. Se recomienda utilizar todos los agujeros de montaje del balasto para fijarlo a la luminaria.

_ Características resonantes del techo, piso, paredes y muebles.

_ Luminaria mal diseñada, con partes sueltas o flojas, difusores sin soporte compacto.

_ Tensión de línea elevada, esto provoca un aumento en la inducción del balasto El nivel de ruido ambiente es un factor importante a tener en cuenta, pues resulta obvio que el zumbido producido por un balasto es más importante en una biblioteca que en una tienda. Sin embargo nuevamente queda de manifiesto la importancia de la calidad del balasto y de la luminaria como componentes del sistema de iluminación. Si se trata de la iluminación en una biblioteca o locales que requieran silencio absoluto, el zumbido puede ser intolerable y se debe prestar sumo cuidado a este parámetro.

Interferencias Radioeléctricas

Bajo ciertas circunstancias, los tubos fluorescentes, emiten radiaciones que producen interferencias en los receptores de radio, especialmente en la banda de onda media.
La fuente de interferencia es normalmente el punto del cátodo por el cual entra la corriente de la descarga (punto caliente del cátodo). Las tensiones de alta frecuencia generadas allí, emiten radiaciones que causan interferencias directas cuando son captadas por la antena de algún receptor. También se puede transmitir interferencias a través de los cables de alimentación.

En el primer caso, se pueden adoptar las siguientes medidas:

_ Teniendo en cuenta que el punto caliente del cátodo está normalmente próximo a uno de los soportes del filamento, se puede tratar de reducir las interferencias haciendo variar la posición de este punto caliente invirtiendo la posición de los filamentos del tubo.

_ Revisar los contactos de los zócalos con los extremos del tubo, ya que un contacto defectuoso puede ser causa de interferencias.

_ Hacia el final de la vida útil de la lámpara el punto caliente del cátodo se hace errático a lo largo de la longitud del mismo, debido a la pérdida del material emisor.

El único remedio en este caso es reemplazar la lámpara. También pueden encontrarse tubos nuevos con una fuerte emisión de interferencias, debiendo ser igualmente sustituidos.

_ Las lámparas tipo Rapid Start en donde los filamentos permanecen continuamente calientes, producen por lo general menos radiointerferencias que las lámparas Pre Heat de arranque con arrancador.

_ Si se producen interferencias en los receptores de radio o televisión por utilizar una antena interior, la solución es sustituir esta antena por una de uso exterior conectada mediante un cable debidamente blindado.
En el segundo caso se pueden adoptar las siguientes medidas:

_ Si la interferencia se ocasiona a través de la línea de alimentación, se puede colocar un capacitor de 0.01 MF entre los extremos de la lámpara o instalar en la conexión a red del artefacto receptor un filtro de línea. Observar que algunos arrancadores, por este motivo, ya traen incorporado el capacitor, el cual permanece conectado a los extremos de la lámpara de forma continua.

Efecto Estroboscópico

El arco de una lámpara que funciona a 50 Hz se extingue 100 veces por segundo. Debido a la persistencia de las imágenes en la retina del ojo humano, resulta que un objeto que se mueve continuamente puede parecer que lo haga en forma intermitente.

Por otra parte el poder integrador del ojo humano no nos permite darnos cuenta de que nuestra pupila abre y cierra 100 veces por segundo tratando de adaptarse a esa variación luminosa del arco, lo que nos produce un cansancio visual a lo largo del día y mas notable aun en las oficinas o lugares bajo la continua exposición a este tipo de luz.

Para corregirlo se pueden utilizar dos métodos:

1)    Balastos conexión Two Lamp, donde los puntos de extinción de una lámpara no coinciden con los de la otra, evitando el cruce por cero de la forma de onda de red en las dos lámparas simultáneamente.



2)    Conexión de los artefactos a fases distintas, debido al defasaje que existe entre ellas.
Fin del capítulo 3, la semana que viene continuaremos.

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