电气照明技术教程文件.ppt

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1、电气照明技术基本概念一、定义一、定义 电光源：将电能转换成光学辐射能的器件。二、分类：二、分类：按照工作原理分类（1）热辐射光源：白炽灯、卤钨灯；（2）气体放电光源：荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等；（3）固体发光光源基本概念 二、分类：二、分类：按照工作原理分类（1）热辐射光源：利用电能使物体加热到白炽程度而发光的光源；如：白炽灯、卤钨灯；（2）气体放电光源：利用气体或蒸气的放电而发光的光源；如：荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等；（3）固体发光光源：某些固体材料与电场相互作用而发光的现象；如：LED、OLED；一、热辐射特性1 1、黑体辐射、黑体辐射 黑体在任何温度下，可将辐射在它表面的任何

2、波长的能量全部吸收；当黑体加热时，其光谱辐射出射度与它的温度T、波长的关系见P49图3-1 黑体辐射的相对能量分布 随温度升高，黑体辐射的总能量迅速增加；黑体辐射曲线随温度升高，黑体辐射的总能量迅速增加；黑体辐射曲线的最大值向短波方向移动，温度越高，最大辐射功率的波长的最大值向短波方向移动，温度越高，最大辐射功率的波长越越接近可见光。接近可见光。2 2、钨丝的辐射、钨丝的辐射 同温度（3000K）下黑体和钨的辐射曲线见图。钨丝的工作温度越高，热辐射光源的光效就越高。3.1 概述图图3-13-1 黑体辐射的相对能量分布黑体辐射的相对能量分布图图3-23-2 同温度（同温度（3000K3000K）

3、下黑体和钨的辐射曲线）下黑体和钨的辐射曲线三、白炽灯和卤钨灯三、白炽灯和卤钨灯（一）（一）白炽灯白炽灯 1 1、结构、结构 白炽灯结构图 各种白炽灯的外形2 2、白炽灯的类别、白炽灯的类别规格：一般可以分为真空灯泡和充气灯泡型号意义：譬如，普通照明灯泡的型号为“PZ220-100”。P“普(pu)”的第一个字母；Z“照(zhao)”的第一个字母；220灯泡的额定电压(V)；100灯泡额定功率(W)。3 3、光电参数、光电参数（1）额定电压（2）功率（3）额定光通量（4）发光效率（5）寿命（6）光谱能量分布（7）色温（8）显色指数白炽灯的光电参数与电源电压的关系白炽灯的光电参数与电源电压的关系4

4、 4、特点、特点便于控光适于频繁开关辐射光谱连续显色性好价格便宜缺点：光效较低（二）卤钨灯（二）卤钨灯 填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯 1、卤钨循环的原理 白炽灯丝蒸发出来的钨，其中部分朝着泡壳壁方向扩散。在灯丝与泡壳之间的一定范围内，其温度条件有利于钨和卤素结合，生成的卤化钨分子又会扩散到灯丝上重新分解，使钨又送回到了灯丝。反应形式：卤钨循环示意图卤钨循环示意图 2、卤素的选择（1）碘钨灯：碘再生循环的温度适合许多灯泡的设计。（2）溴钨灯：能在室温下以气体的形式填充入泡壳内，简化生产过程。3、结构与技术参数图4-12 卤钨灯外形4、特点 提高灯的使用寿命；比一般白炽灯的紫外辐

5、射多5、应用 一般照明用；投光照明用；其他6、注意事项要避免出现冷端；管壁温度高，不能与易燃物接近；引线应采用耐高温导线；避免震动和撞击，不宜作移动式局部照明。3.3 气体放电 在电场的作用下，载流子在气体（或蒸气）中产生和运动，从而使电流通过气体（或蒸气）的过程称为“气体放电气体放电”。1、辉光放电灯：阴极暗区，也成为阴极位降区是辉光放电的特征区域；辉光放电时光强沿管轴的分布见图。2、弧光放电灯：等离子区，气体放电主要产生在此；1）低气压弧光放电灯：1%大气压时，低压汞灯、低压钠灯被激发；2）高气压弧光放电灯：很高的气压下，辐射的光谱有很强的连续成分，HID灯就是利用这一原理得到连续光谱。一

6、、气体放电的全伏安特性 通过改变电源电压 ，测量在不同放电电流时的灯管电压 ，就可得到气体放电的“全伏安特性曲线”。图图4-44-4 气体放电灯工作电路气体放电灯工作电路图图4-54-5 气体放电的全伏安特性气体放电的全伏安特性二、辉光放电灯 辉光放电灯的光强、电位等沿灯管轴的分布见P50图3-3三、弧光放电灯 四、气体放电灯的稳定工作四、气体放电灯的稳定工作放电灯与电阻串联时的伏安特性放电灯与电阻串联时的伏安特性镇流器：与电弧串联的电阻或电感等统称为镇流器。3.4 荧光灯 一、概念：一、概念：为了把放电过程中产生的紫外线辐射转化为可见光，低压汞蒸气弧放电灯在它的玻璃管内壁上涂有荧光材料。特点

7、特点：高效能，良好的光输出，光输出的持久性，颜色的多样性，较长的使用寿命。二、工作电路二、工作电路 1.开关型启动电路（预热式）2.变压器型启动电路（快速启动、瞬时启动）图3-荧光灯的启动电路 三、工作特性三、工作特性 1.电源电压变化的影响电压增高-灯管电流变大-电极过热-灯管发黑，寿命缩短；电压偏低-工作电流小-加剧阴极发射物质的溅射，寿命缩短；图图3-15 3-15 荧光灯光电参数随电压的变化荧光灯光电参数随电压的变化 2.光色：可利用改变荧光粉的成分来得到不同的光色、色温和 显色指数。荧光粉：（1）卤磷酸盐荧光粉，（2）三基色稀土银光粉，（3）多光谱带荧光粉3.环境温、湿度的影响最佳工

8、作环境：温度-2035，相对湿度-60%；典型荧光灯的光输出随温度的变化 见P60 图4-16；4.控制电路的影响控制电路类型对荧光灯的效率、寿命都有影响。启辉器预热电路中，灯的寿命取决于开关次数高频电子镇流器点灯点灯电路中，频繁开关不影响灯管寿命5.寿命 发射物质，开关次数 6.流明维持（光通量衰减）：灯管在寿命期间光输出随点燃时间变化的情况因素：荧光粉材料的损伤，钠含量，污染物质的沉积 7.闪烁与频闪效应：8.高频工作特性 四、电子镇流器四、电子镇流器 1.工作原理 一种电源转换器，将输入的电源电流进行频率、波形和幅度的改变，给灯管提供符合要求的能源，同时还具有灯的启动和输入功率的控制等作

9、用。2.电子镇流器的基本线路 电子镇流器的组成框图见P63图3-21。图3-19 电子镇流器的组成框图五、荧光灯的种类五、荧光灯的种类1.1.按功率分类按功率分类1）标准型 2）高功率型 3）超高功率型2.2.按灯管工作电源的频率分类按灯管工作电源的频率分类1）工频灯管 2）高频灯管 3）直流灯管 3.3.按灯管形状和结构分类按灯管形状和结构分类（1）直管型荧光灯 （a）T8灯管 （b）T5灯管（2）高光通单端荧光灯（3）紧凑型荧光灯（CFL）图3-14 几种紧凑型荧光灯 （a）自带镇流器或一体化紧凑型 （b）与灯管中的控制电路分离的灯管 （c）配适配器的可拆离灯管 4.4.特种荧光灯：特种荧

10、光灯：（1）平板（平面）荧光灯（2）无极荧光灯 图3-20 无极灯的结构原理图5.5.其他其他 3.5 高强度气体放电灯（HID）“高强度气体放电灯(HID-High Intensity Discharge)”是高压汞灯、金属卤化物灯和高压钠灯的统称，是高压弧光放电灯。常简称为：高压汞灯、金卤灯、高压钠灯 一、一、HIDHID灯的结构灯的结构（一）荧光高压汞灯（一）荧光高压汞灯 （二）金属卤化物灯（二）金属卤化物灯 （三）高压钠灯（三）高压钠灯图3-21 HID灯的结构二、二、HIDHID灯的工作特性灯的工作特性（一）灯的启动与再启动 启动时间：410min 再启动时间：510min（二）电源

11、电压变化的影响 灯在点燃过程中，电源电压允许有一定的变化范围（三）寿命与光通量维持（四）灯的点燃位置图图3-23 HID3-23 HID灯各参数与电源电压的关系灯各参数与电源电压的关系三、三、HIDHID灯的工作线路灯的工作线路图图3-253-25 HID HID灯的工作电路灯的工作电路 四、四、HIDHID灯常用产品及应用灯常用产品及应用（一）荧光高压汞灯（二）金属卤化物灯：钠铊铟金属卤化物灯、稀土金属卤化物灯、短弧金属卤化物灯、单色性金属卤化物灯（三）高压钠灯：普通型高压钠灯、直接替代荧光高压汞灯的高压钠灯、舒适型高压钠灯(SON Comfort型)、高光效型的高压钠灯(SONplus型)

12、、高显色性高压钠灯(White SON型)3.6 场致发光光源场致发光（电致发光）场致发光（电致发光）：由于某种适当物质与电场相互作用而发光的现象。发光二极管发光二极管：一种将电能直接转化为光能的固体元件，可作为有效的辐射光源特点特点：体积小，寿命长，可靠性高，便于控制 一、一、LEDLED的原理和结构的原理和结构（一）单色LED：由发光片来产生光，其材料的分子结构决定了发光的波长（光的颜色）（二）白色LED：先产生蓝光，再借助于荧光物质间接产生宽带光谱来合成白光。（1）光转换型（2）多色直接组合型（3）多量子阱型 二、二、LEDLED的性能的性能 白色白色LEDLED与白与白炽炽灯的性能比灯

13、的性能比较较性性 能能发发光二极管光二极管白白炽炽灯灯色温/K30001000025003000光效/(lm/W)1515冲击电流无额定电流的10倍寿命/h200001000耐冲击性很强封接玻璃、灯丝易断裂可靠性非常高低三、三、LEDLED的常用产品及其应用的常用产品及其应用常用产品（1）单个LED发光器（2）LED组合模块（3）LED灯具应用（1）各类仪器指示灯（2）交通信号灯（3）城市景观照明（4）室内功能照明（酒店、卖场、办公等）四、有机发光二极管四、有机发光二极管 （Organic Light Emitting Diode即OLED）OLED除了具有省电、超薄、重量轻、响应速度快、易于

14、安装等特点外，还具有制备工艺简单、发光颜色可在可见光区内任意调节、易于大面积和柔韧弯曲、不存在视角问题等优点。3.7 各种常用电光源的性能选用与比较一、电光源的比较一、电光源的比较各种常用照明电光源的主要性能见表3-4。二、电光源的选用二、电光源的选用 首先满足照明设施的使用要求（照度、显色性、色温、启动、再启动时间等），其次按环境条件选用，最后综合考虑初期投资与年运行费用。（1）根据照明设施的目的与用途选择 （2）根据环境要求选择 （3）按投资与年运行费用选择各种场所对灯性能的要求及推荐的灯见表3-6。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢