Fuentes de luz y equipos auxiliares

EQUIPOS AUXILIARES

Los equipos auxiliares son dispositivos que se utilizan para:

• estabilizar los valores nominales de funcionamiento
• ejercer un control sobre la lámpara en el encendido, apagado o regulación de la intensidad

El equipo auxiliar, igual que las lámparas deben ser seleccionados en función de parámetros de tensión, tipo y potencia de la lámpara.

Las lámparas incandescentes y halógenas no necesitan equipo auxiliar porque la intensidad que las atraviesa y la tensión de red son proporcionales.
Las únicas lámparas que requieren un equipo auxiliar son las lámparas halógenas de baja tensión. Utilizan un transformador debido a que la tensión de funcionamiento es distinta a la suministrada por la red.

Imagen - Transformador de Halógena (Fuente: PHILIPS)

En cambio todas las lámparas de descarga necesitan equipos auxiliares ya sea para el arranque, funcionamiento o control. Sin estos equipos las lámparas no funcionan. Además determinan las características de las lámparas en cuanto a calidad de reproducción de la luz.

 

Balastos

Los balastos o reactancias son los elementos esenciales en las instalaciones de alumbrado donde se utilizan lámparas de descarga. Se combinan con las lámparas para limitar la corriente de funcionamiento. Además, en algunas ocasiones también suministran la tensión y corriente a la lámpara.
Las reactancias más utilizadas son las inductivas y las inductivas-capactivas que proporcionan un buen rendimiento y funcionamiento de la lámpara.

Las funciones de un balasto son:

• Limitar la corriente
• Regular la tensión
• Proporcionar la tensión neceseria para el arranque

Las características de las reactancias deben ser acordes con las distintas potencias de las lámparas y con la tensión de la línea. Por este motivo existen reactancias para todo tipo de lámpara. En la reactancia, cada fabricante incluye el valor del factor de potencia y el condensador necesario para corregirlo.

En general, las características de los balastos son:

• Pérdidas reducidas
• Limitar la distorsión armónica
• Funcionamiento silencioso
• Garantizar larga vida útil de la lámpara

 

Existen dos grandes grupos diferenciados de balastos para las lámparas de descarga:

Balastos electromagnéticos

El balasto electromagnético esta formado por un núcleo de laminas de acero rodeadas por dos bobinas de cobre o aluminio que transforma la potencia eléctrica en una corriente apropiada para el arranque y regulación de esta y un condensador que mejora el factor de potencia.

• Según la tensión de red existen reactancias de choque y reactancias de autotransformador de dispersión:
  • Balasto de simple impedancia o de choque
    

    En este caso el balasto está formado por una inductancia lineal en serie con la lámpara, en paralelo con la inductancia se conecta un arrancador, cuya función será proveer la tensión correcta para el encendido. En estos casos es necesario colocar un condensador en paralelo para aumentar el factor de potencia.

    

    Imagen - Reactancia de choque (Fuente: ELT)

  • Balasto autotransformador
    

    Cuando la tensión de red es inferior a 230V es necesario elevar la tensión para conseguir el encendido, para ello se conecta una reactancia autotransformadora como la que se muestra en la figura. Además regula la intensidad que circula por la lámpara mediante el circuito secundario.

    Igual que en el balasto de choque es necesaria la instalación de un condensador para aumentar el factor de potencia.

    

    Imagen - Reactancia autotransformadora de dispersión (Fuente: ELT)

  • Balasto autorregulador
    

    Los balastos autoreguladores son muy parecidos a los autotransformadores. Están compuestos por un autotransformador y un condensador en serie.

    Este tipo de balasto regula la potencia de la lámpara respecto a las variaciones de tensión de red, pero por el contrario tiene un gran tamaño, grandes pérdidas.

    

    Imagen - Reactancia Autorreguladora (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

• Según el sistema de encendido existen reactancias de arranque por cebador y reactancias de arranque sin cebador y reactancias de arranque instantáneo.
  • Reactancias de arranque por cebador

    Estas reactancias necesitan un cebador (arrancador para lámparas fluorescentes) para encender la lámpara.

  • Reactancias de arranque sin cebador

    Como su nombre indica, este tipo de reactancias no necesita cebadores para el encendido de la lámpara. Sino que proporcionan un precalentamiento de los cátodos por otro tipo de sistema.

  • Reactancias de arranque instáneo

    Las reactancias de arranque instantáneo proporcionan una elevada tensión entre los extremos de la lámpara para que no sea necesario un calentamiento previo de los cátodos de la lámpara. La tensión de encendido la puede suministrar una reactancia de choque o una reactancia autotransformadora.

 

Balastos electrónicos

Los balastos electrónicos tienen el mismo principio de funcionamiento que los electromagnéticos en cuanto a la limitación de corriente, pero trabajan a frecuencias superiores a los 20kHZ.
Los balastos electrónicos se utilizan para lámparas fluorescentes, halogenuros metálicos y vapor de sodio a alta presión hasta 150W.

En la Imagen 5 se muestra un ejemplo de funcionamiento de balastos electrónicos en lámparas fluorescentes.

Imagen - Balasto electrónico (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

Ventajas de los balastos electrónicos respecto a los electromagnéticos:

• Peso reducido
• Mejora eficiencia
• Dimensiones especiales
• Eliminación del parpadeo
• Factor de potencia elevado
• Simplificación de la instalación
• Menor aumento temperatura

 

Generador de alta frecuencia

El generador HF para lámparas de inducción proporciona la señal de alta frecuencia a la antena de la lámpara para inciar y mantener la descarga del gas.

Imagen - Lampara de Induccion con equipo auxiliar (Fuente: PHILIPS)

Arrancadores

Los arrancadores o ignitores, se encargan de proporcionar la tensión requerida por la lámpara en el momento del encendido cuando necesitan una tensión muy superior a la de la red

Las lámparas de descarga que necesitan estos equipos son las lámparas de vapor de mercurio con halogenuros metálicos y las lámparas de vapor de sodio de alta y baja presión.

Su funcionamiento es el siguiente: el arrancador obtiene la tensión necesaria mediante la descarga del condensador en el primario de un transformador elevador. En el núcleo del transformador un flujo magnético induce en el secundario la tensión que necesita la lámpara.

• Los arrancadores de encendido en frío son arrancadores instantáneos que no necesitan tiempo para encender la lámpara. Pero si será necesario esperar un tiempo de enfriamiento antes de volver a utilizar la lámpara.
  Estos arrancadores se clasifican en función de su conexión por:
  • Arrancador en serie
    

    También llamado de superposición o independientes de la reactancia. El arrancador incorpora un transformador elevador de la tensión de impulso que funciona independientemente de la reactancia:

    

    Imagen - Funcionamiento arrancador en serie (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

  • Arrancador en serie-paralelo
    

    También llamado arrancador dependiente de la reactancia, tipo impulser o tres hilos. Los arrancadores semiparelelo utilizan la reactancia como transformador elevador. La reactancia debe llevar una toma intermedia para soportar las tensiones de pico.

    

    Imagen - Funcionamiento arrancador semiparalelo (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

  • Arrancador de tipo paralelo
    

    También llamado arrancador de dos hilos. Son arrancadores que no dependen de la reactancia ni tiene transformador de impulsos.

    Se puede llegar a alcanzar entre 600Vy 1200V.

    

    Imagen - Funcionamiento arrancador paralelo (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

  • Cebadores
    

    Los cebadores son arrancadores utilizados para el encendido de lámparas fluorescentes.

    Esta compuesto por una ampolla de vidrio rellena de argón a baja presión y en el interior de la cual están los electrodos. Uno de ellos es una lámina bimetálica con diferente coeficiente de dilatación, lo que provoca una deformación del electrodo cuando hay un aumento de la temperatura, de manera que se establece una conexión entre las láminas que cierran el circuito y permiten el paso de la corriente por los electrodos. Los electrodos emitirán electrones y al enfriarse las laminas, estas se separaran para abrir otra vez el circuito y permitiendo al balasto lanzar el impulso para crear la descarga del arco y así el funcionamiento de la lámpara.

    En paralelo con los electrones se conecta un condensador encargado de eliminar las interferencias que se producen al entrar contacto los electrodos.

    Los cebadores por efluvios y cebadores de seguridad son dos tipos de cebadores utilizados en las lámparas fluorescentes. La gran diferencia que existe entre estos dos tipos de cebadores consiste en que el cebador de seguridad dispone de un dispositivo de seguridad que desconecta el cebador en caso de fallo en el encendido de la lámpara.

    

    Imagen - Cebador (FUENTE: PHILIPS)

• Los arrancadores de encendido en caliente o instantáneo permiten encender la lámpara en cualquier momento, incluso inmediatamente después de su apagado. Los impulsos de tensión que deben proporcionar son de hasta 60kV. Por esta razón son arrancadores poco comunes y requieren un cuidado especial en la instalación.

  Los arrancadores temporizados son dispositivos que interrumpen su funcionamiento para que no se produzcan efectos molestos en la vista, ni perturbaciones radioeléctricas. Están compuestos por un dispositivo interno que fija el tiempo de producción de impulsos y desactiva el funcionamiento del mismo transcurrido ese tiempo.

 

Equipos Auxiliares LEDs

La tensión que se debe aplicar a los módulos LED varía, como se ha comentado anteriormente. Además es un factor determinante para estabilizar la tensión de salida y mantener constante la potencia y la intensidad y así se garantiza el buen funcionamiento y larga vida de los módulo.

Actualmente existen en el mercado gran variedad de equipos auxiliares para LEDs, pero al ser tan configurables, cada fabricante se especializa en el equipo auxiliar para su módulo LED.

Imagen - Equipo Auxiliar LED (Fuente: PHILIPS)