3

 

 
บัลลาสต์

 

            บัลลาสต์เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นและมีความสำคัญในวงจรแสงสว่าง เพราะนอกจากจะช่วยในการทำงานของวงจรให้สมบูรณ์แล้วยังมีผลต่อปริมาณแสงสว่าง อายุการใช้งาน และพลังงานไฟฟ้าสูญเสียในวงจรด้วย หน้าที่ของบัลลาสต์มีอยู่สองอย่างที่สำคัญ คือ ช่วยสร้างให้เกิดแรงดันเพียงพอในการจุดหลอดก๊าซดีสชาร์จให้ติด ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรขณะสตาร์ตและทำงาน และกำลังไฟฟ้าที่จ่ายให้หลอด ให้มีค่าเหมาะสม

 

3.1 ปัจจัยที่ควรพิจารณาในการเลือกบัลลาสต์

 

          3.1.1 บัลลาสต์แฟคเตอร์ (Ballast Factor)

หมายถึง อัตราส่วนปริมาณแสงสว่างที่ได้จากหลอดที่ใช้กับบัลลาสต์ที่ต้องการพิจารณาต่อปริมาณแสงที่ได้จากหลอดที่ใช้บัลลาสต์อ้างอิง ที่แนะนำสำหรับบัลลาสต์ทุกชนิดควรอยู่ระหว่าง 0.9-1.10

          3.1.2 ตัวประกอบยอดคลื่นกระแส (Current Crest Factor)

หมายถึง อัตราส่วนระหว่างค่ายอดของกระแสต่อค่ากระแสเฉลี่ย RMS อาจวัดได้ 2 อย่างคือ กระแสด้านเข้า และกระแสผ่านหลอด โดยทั่วไปตัวประกอบยอดคลื่นกระแสที่ผ่านหลอดไม่ควรเกิน 1.7

 

3.2  บัลลาสต์แกนเหล็ก

 

ก)   อุณหภูมิใช้งานสูงสุดที่กำหนดของขดลวด (tw ,Rated maximum operating temperature of a ballast winding) หมายถึง  อุณภูมิสูงสุดที่กำหนดให้ของขดลวด และสามารถทำงานได้นาน 10 ปี ค่า tw มีค่าเป็น 90 ,105, 120, 130 , 150 ° C

ข)   อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่กำหนดของขดลวด (Dt ,Rated temperature rise of a ballast winding) หมายถึง พิกัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุด Dt มีค่าเป็น 30 , 40 , 55 , 60 , 65 , 70 , 80 ° C  กรณีที่ผู้ผลิตไม่ได้ระบุค่าถือว่ามีค่า 55 ° C ตามมาตรฐาน มอก.

ค)     ถ้าอุณหภูมิของขดลวดขณะใช้งานสูงเกินกว่า tw จะทำอายุการใช้งานของบัลลาสต์สั้นลง

 

3.2.1 บัลลาสต์สำหรับหลอดอุ่นไส้ (Preheat Start)   

ก)       บัลลาสต์ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ราคาถูกเมื่อเทียบกับบัลลาสต์แกนเหล็กชนิดอื่นๆ

ข)       จุดติดยากที่อุณหภูมิต่ำกว่า 5 °C เช่นตู้แช่ หรือ ห้องเย็น

ค)       ต้องใช้สตาร์ตเตอร์ช่วยในการจุดติด กระแสอุ่นไส้มีค่าสูงกว่ากระแสใช้งานและกระแสเริ่มต้นของบัลลาสต์ชนิดอื่นๆ

ง)        ใช้เวลาอุ่นไส้หลอด 2-5 วินาที

จ)   มีค่าตัวประกอบกำลังต่ำ โดยทั่วไปไม่เกิน 0.55 ยกเว้นบัลลาสต์ชนิดตัวประกอบกำลังสูงจะมีค่าตัวประกอบกำลังไม่น้อยกว่า 0.85

หมายเหตุ      


    สำหรับตัวเก็บประจุในวงจรต่อแบบขนาน

 


รูปที่ 3.1 วงจรการต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน

(ใช้แรงดันตัวเก็บประจุทนแรงดัน 250 VAC)

 

ลักษณะ            วงจรทั่วไปมีเฟสตามหลัง (lag) การต่อตัวเก็บประจุขนานด้วยค่าที่เหมาะสมทำให้ชดเชยค่าตัวประกอบกำลังเข้าใกล้ 1

ข้อควรระวัง      1. ต้องใช้ตัวเก็บประจุทนแรงดันกระแสไฟฟ้าสลับ 250 โวลต์

                        2. ใช้ตัวเก็บประจุที่มีช่วงผ่อนผัน ± 10% ได้

                        3. ถ้าใช้ตัวเก็บประจุ (mF) ค่ามากเกินไปอาจมีผลต่อการทำงานของหลอดหรือ                         บัลลาสต์

 

สำหรับตัวเก็บประจุในวงจรต่อแบบอนุกรมในวงจร lead-lag

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 3.2 วงจรการต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมในวงจร lead-lag

(ใช้แรงดันตัวเก็บประจุทนแรงดัน 440 VAC)

 

ลักษณะ            1. การต่อตัวเก็บประจุอนุกรมทำให้ค่าตัวประกอบกำลังมีเฟสนำหน้า (lead) ดังนั้นหากรวมกับวงจรที่มีเฟสตามหลัง 1 วงจร ก็จะทำให้เป็นวงจรที่เรียกว่าlead-lag ซึ่งทำให้ค่าตัวประกอบกำลังโดยรวมมีค่าเข้าใกล้ 1

                   2. การต่อตัวเก็บประจุอนุกรมใช้กับวงจร lead-lag เท่านั้น

ข้อควรระวัง     1. ต้องใช้ตัวเก็บประจุทนแรงดันกระแสไฟฟ้าสลับที่เหมาะสมในช่วง  420-440 โวลต์ ถ้าใช้พิกัดแรงดันตัวเก็บประจุต่ำเกินไปตัวเก็บประจุจะมีอายุการใช้งานสั้น       ถ้าใช้พิกัดแรงดันตัวเก็บประจุสูงเกินไปทำให้ได้ผลทางด้านตัวประกอบกำลังไม่ได้ค่าตามที่ต้องการ

                        2. ใช้ตัวเก็บประจุที่มีช่วงผ่อนผันที่แคบ ± 5%

                        3. วงจร lead-lag ควรอยู่ในโคมชุดเดียวกัน

                        4. การต่ออนุกรมหลอดเดียวหรือวงจรเดียวกันให้ค่าตัวประกอบกำลังต่ำเหมือนกับวงจรที่ไม่ได้ต่อตัวเก็บประจุโดยมีเฟสนำหน้า

ข้อดี             1. สามารถลดผลทางสโตรโบสโกปิกถ้าต่อเป็น lead-lag ในโคมชุดเดียวกัน

                        2. การต่อแบบ lead-lag ค่าใช้จ่ายโดยรวมน้อยกว่าการต่อแบบขนาน

 

ตารางที่ 3.1 แสดงตัวอย่างค่าตัวเก็บประจุ สำหรับชดเชยค่าตัวประกอบกำลัง

สำหรับ

หลอดฟลูออเรสเซนต์

การต่อแบบขนาน

ตัวเก็บประจุแรงดัน 250 VAC

การต่อแบบอนุกรม

ตัวเก็บประจุแรงดัน 440 VAC

18 W

4.5 mF ± 10% 250 VAC

2.9 mF ± 5% 440 VAC

32 W

5.0 mF ± 10% 250 VAC

3.6 mF ± 5% 440 VAC

36 W

4.5 mF ± 10% 250 VAC

3.6 mF ± 5% 440 VAC

หมายเหตุ ค่าในตาราง เป็นเพียงค่าตัวอย่างที่แนะนำ โดยค่าที่ถูกต้องเหมาะสมอาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับแต่ละผลิตภัณฑ์

การคำนวณค่าความจุของตัวเก็บประจุ สามารถคำนวณได้จากสมการ

 

                                        in mF unit    สมการที่ 3.1                  

โดยที่

C  คือ  ค่าความจุของตัวเก็บประจุ สำหรับการต่อแบบขนาน (ไมโครฟารัด)

V  คือ  แรงดันแหล่งจ่าย (โวลต์)

f   คือ    ความถี่แหล่งจ่าย (เฮิรตซ์)

I   คือ  กระแสผ่านหลอด (แอมป์)

P  คือ  กำลังไฟฟ้ารวมของวงจร (กำลังไฟฟ้าที่หลอด+กำลังสูญเสียที่บัลลาสต์) (วัตต์)

tan q   = 0.62 ในกรณีต้องการค่าตัวประกอบกำลังเป็น 0.85 (สำหรับ p.f. = cos q =0.85)

tan q   = 0.43 ในกรณีต้องการค่าตัวประกอบกำลังเป็น 0.90 (สำหรับ p.f. = cos q =0.90)

tan q   = 0.33 ในกรณีต้องการค่าตัวประกอบกำลังเป็น 0.95 (สำหรับ p.f. = cos q =0.95)

 

ตัวอย่าง วงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ 36 วัตต์

แหล่งจ่าย 220 โวลต์ 50 เฮิรตซ์ ค่ากำลังไฟฟ้าที่หลอด 36 วัตต์ ค่ากำลังสูญเสียในบัลลาสต์ 10-12 วัตต์ ค่ากระแสผ่านหลอด 0.43 แอมป์

ตัวประกอบกำลังค่า = 0.85 ----> เลือกใช้ตัวเก็บประจุขนาด C = 3.40-3.56  mF/250 VAC

ตัวประกอบกำลังค่า = 0.90 ----> เลือกใช้ตัวเก็บประจุขนาด C = 3.81-3.95  mF/250 VAC

ตัวประกอบกำลังค่า = 0.95 ----> เลือกใช้ตัวเก็บประจุขนาด C = 4.32-4.44  mF/250 VAC

 

3.2.2 บัลลาสต์สำหรับหลอดจุดติดทันที (Instant Start)   

ก)       จุดติดได้ทันทีโดยไม่ต้องใช้สตาร์ตเตอร์

ข)       โดยทั่วไปหลอดจุดติดทันทีหาซื้อได้ยาก ถ้านำหลอดอุ่นไส้มาใช้กับวงจรจุดติดหลอดทันทีจะทำให้อายุหลอดสั้นลง

หมายเหตุ วงจรที่ใช้บัลลาสต์สำหรับหลอดจุดติดทันทีไม่แพร่หลาย ยกเว้นงานที่เกี่ยวกับเรื่องความปลอดภัย หรืองานเฉพาะด้าน เช่น หลอดจุดติดทันทีที่มากับเครื่องจักร

 

3.2.3 บัลลาสต์สำหรับหลอดแรปิดสตาร์ท (Rapid Start)       

ก)       มีแรงดันตกคร่อมไส้หลอดตลอด จึงจุดติดเร็วกว่าแบบหลอดอุ่นไส้

ข)       ไม่ต้องใช้สตาร์ทเตอร์

ค)       เมื่อหลอดหมดอายุจะดับโดยไม่กระพริบ

ง)        บัลลาสต์ชนิดนี้เป็นชนิดตัวประกอบกำลังสูง

จ)       เปลืองไฟมากกว่าเพราะอุ่นไส้หลอดตลอดเวลา

 

3.3 บัลลาสต์สำหรับหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์

 

3.3.1 ประเภทประกอบรวมกับหลอด

ก)       ราคาแพง และชิ้นส่วนเสียต้องทิ้งทั้งหลอด

ข)       มีทั้งแบบแกนเหล็กและอิเล็กทรอนิกส์ ถ้าเป็นแกนเหล็กน้ำหนักมาก ราคาถูก

ค)       แบบอิเล็กทรอนิกส์ น้ำหนักเบา ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ ขนาดเล็ก ราคาแพง

ง)        แบบอิเล็กทรอนิกส์ ค่าฮาร์มอนิกมีมากอาจสูงกว่า 100 %

 

 

 

 

รูปที่ 3.3 ตัวอย่างกราฟแสดงอันดับและขนาดของฮาร์มอนิกของหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

    

3.3.2 ประเภทประกอบแยกกับหลอด

ก)   บัลลาสต์ที่ใช้กับหลอดฟลูออเรสเซนต์ตรงไม่ควรนำมาใช้กับหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์เพราะอาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

ข)   เลือกบัลลาสต์ให้ใช้กับหลอดแต่ละขนาดต้องให้เป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิต    มิฉะนั้นอายุการใช้งานของหลอดอาจสั้นลง

ค)       เมื่อบัลลาสต์เสีย เปลี่ยนเฉพาะบัลลาสต์ได้

ง)        ราคาถูกกว่าแบบประกอบรวมกับหลอด

 

3.4 บัลลาสต์สำหรับหลอดก๊าซดีสชาร์จความดันไอสูง

 

3.4.1 บัลลาสต์สำหรับหลอดไอปรอท (Mercury Lamp)

3.4.1.1 บัลลาสต์แบบรีแอคเตอร์ (Reactor Ballast) ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟไม่ต่างจากแรงดันพิกัดเกิน ±5% วงจรนี้ราคาถูกที่สุด

ก)      เป็นวงจรแบบธรรมดาที่สุด(ใช้กับหลอดที่แรงดันสตาร์ทไม่สูงกว่า  220 โวลต์)

ข)   โดยทั่วไปค่าตัวประกอบไฟฟ้าในวงจรมีค่าต่ำ (ประมาณ 50%) ดังนั้นจึงควรใส่ตัวเก็บประจุตามคำแนะนำของผู้ผลิตเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้สูงขึ้นให้ได้อย่างน้อย  85%

ค)     ค่ากระแสจุดหลอดโดยทั่วไปอาจสูงได้ถึง 150% ของค่ากระแสขณะทำงาน

ง)   เนื่องจากบัลลาสต์แบบนี้มีขนาดเล็กทำให้มีราคาถูกกว่าบัลลาสต์วงจรแบบ           อื่นๆและมีค่าสูญเสียกำลังไฟฟ้าต่ำประมาณ 5-10% ของค่ากำลังไฟฟ้า              ของหลอดจึงเหมาะสมกับการใช้งานประหยัดพลังงานไฟฟ้า

จ)   บัลลาสต์ชนิดนี้ไม่แนะนำให้ใช้กับแรงดันแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันมากกว่า ±5%ของแรงดันพิกัด เพราะถ้าใช้กับแรงดันสูงกว่าแรงดันพิกัด 5% หลอดมีอายุการใช้งานสั้น หรือถ้าใช้กับแรงดันต่ำกว่าแรงดันพิกัด 5% หลอดให้ปริมาณแสงน้อยลงมาก และสีของแสงก็เปลี่ยนแปลงไป

 

 

ตารางที่ 3.2 แสดงวงจรภายในของบัลลาสต์สำหรับหลอดไอปรอท

ชนิดบัลลาสต์

แรงดันใช้งาน

(Line Volts Avail)

 

ช่วงแปรเปลี่ยนกำลังไฟฟ้าของหลอด

(Lamp Wattage

Spread)

ค่าตัวประกอบกำลัง

(Power Factor)

กระแสจุดหลอด

(เทียบกับกระแสทำงาน)

Starting Current

(Variation from Operating Current)

ช่วงแรงดันตกที่หลอดยังทำงาน

(Input voltage Dip Tolerance)

ความสูญเสียของบัลลาสต์

(Ballast Losses)

ตัวประกอบยอดคลื่นของกระแสผ่านหลอด

(Crest Factor of Lamp Current circuit Diagram)

 

 

 

220±5% Volt for

80-1000 watt

380 volt for

700&1000 watt

20%

NPF

40-50%

 

HPF

³90%

สูงกว่า

15-20%

ต่ำ

1.5-1.6

 

 

 

ทุกแรงดัน

±10%

10%

HPF

³90%

ต่ำกว่า

30-40%

ปานกลาง

1.8-2.0

 

 

 

ทุกแรงดัน

±10%

5%

HPF

³92%

ต่ำกว่า

40-50%

สูง

1.8-2.0

หมายเหตุ

-          NPF(Normal Power Factor) คือ ค่าตัวประกอบกำลังปกติ และ HPF (High Power Factor) คือ ค่าตัวประกอบกำลังสูง

-          การใช้วงจรตามตาราง วงจรใดให้ปรึกษาหรือขอคำแนะนำจากผู้ผลิต

 

3.4.1.2 บัลลาสต์วงจรรีแอคเตอร์สูงแบบหม้อแปลงออโต้ (High-Reactor Auto Transformer) ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟต่างจากแรงดันพิกัดเกิน ±5-10% แต่ไม่พิถีพิถันเรื่องคุณภาพแสง  มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับบัลลาสต์แบบรีแอคเตอร์

 

          3.4.1.3 บัลลาสต์วงจรกำลังไฟฟ้าคงที่แบบหม้อแปลงออโต้ (Constant-Wattage Auto Transformer) หรือ (CWA)  ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟเกินแรงดันพิกัดมากแต่ไม่เกิน 10%  วงจรนี้ปริมาณแสงค่อนข้างคงที่

ก)   เป็นวงจรที่มีตัวเก็บประจุต่ออนุกรมกับหม้อแปลงออโต้มาเรียบร้อยจึงเป็นวงจรที่มีเฟสนำหน้าและตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูง

ข)      โดยทั่วไปค่ากระแสจุดหลอดต่ำกว่ากระแสขณะทำงาน

ค)     เป็นระบบที่มีคุณภาพแสงสูงเมื่อเทียบกับสองวงจรแรก

3.4.2 บัลลาสต์สำหรับหลอดเมทัลฮาไลด์ (Metal Halide)

3.4.2.1 รีแอคเตอร์ตามหลัง(Lag-Reactor)หรือบัลลาสต์วงจรรีแอคเตอร์ (Reactor Ballast) ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟไม่ต่างจากแรงดันพิกัดเกิน ±5% วงจรนี้ราคาถูกที่สุด

ก)   สำหรับการจุดหลอดประเภทนี้ต้องมีอิกไนเตอร์ หรือเครื่องช่วยจุดหลอด โดยทั่วไปเป็นเป็นเครื่องมือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถให้แรงดันอิมพัลส์ 2-3 KV หลอดเมทัลฮาไลด์บางประเภทมีอิกไนเตอร์อยู่ในตัว ดังนั้นการต่อวงจรแบบนี้ไม่ต้องติดตั้งอิกไนเตอร์ภายนอกอีก

ข)      เป็นวงจรแบบธรรมดาที่สุด

ค)  โดยทั่วไปค่าตัวประกอบไฟฟ้าในวงจรมีค่าต่ำ (ประมาณ 50%) ดังนั้นจึงควรใส่ตัวเก็บประจุตามคำแนะนำของผู้ผลิตเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้สูงขึ้นให้ได้อย่างน้อย  85%

ง)       ค่ากระแสจุดหลอดโดยทั่วไปอาจสูงได้ถึง 150% ของค่ากระแสขณะทำงาน

จ)   เนื่องจากบัลลาสต์แบบนี้มีขนาดเล็กทำให้มีราคาถูกกว่าบัลลาสต์วงจรแบบอื่นๆและมีค่าสูญเสียกำลังไฟฟ้าต่ำประมาณ 5-10% ของค่ากำลังไฟฟ้าของหลอดจึงเหมาะสมกับการใช้งานประหยัดพลังงานไฟฟ้า

ฉ)  บัลลาสต์ชนิดนี้ไม่แนะนำให้ใช้กับแรงดันแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันมากกว่า±5%ของแรงดันพิกัด เพราะถ้าใช้กับแรงดันสูงกว่าแรงดันพิกัด 5% หลอดจะมีอายุการใช้งานสั้น หรือถ้าใช้กับแรงดันต่ำกว่าแรงดันพิกัด 5% หลอดให้ปริมาณแสงน้อยลงมาก และสีของแสงก็เปลี่ยนแปลงไป

3.4.2.2 วงจรกำลังไฟฟ้าคงที่แบบหม้อแปลงออโต้ (Constant-Wattage Auto Transformer) หรือ (CWA) ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟเกินแรงดันพิกัดมากแต่ไม่เกิน 10%  วงจรนี้ให้ปริมาณแสงค่อนข้างคงที่

ก)   เป็นวงจรที่มีตัวเก็บประจุต่ออนุกรมกับหม้อแปลงออโต้มาเรียบร้อยจึงเป็นวงจรที่มีเฟสนำหน้าและตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูง

ข)       โดยทั่วไปค่ากระแสจุดหลอดต่ำกว่ากระแสขณะทำงาน

ค)      เป็นระบบที่มีคุณภาพแสงสูงเมื่อเทียบกับวงจรแบบแรก

3.4.2.3 บัลลาสต์วงจรเรกูเรเตอร์ (Magnetic Regulator) วงจรนี้ให้ค่าปริมาณแสงออกมาคงที่ เหมาะใช้กับพื้นที่ที่แรงดันเปลี่ยนแปลงสูง ±10%  และสามารถรักษาระดับสีของแสงให้คงที่ตลอดอายุการใช้งาน

ก)      วงจรนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของหลอดนานกว่าวงจร CWA ในตัวอย่างดังรูปที่ 3.4

ข)   วงจรนี้ใช้เวลาจุดติดซ้ำขณะร้อน (Hot restrike) ระหว่าง 2-4 นาที ในขณะที่วงจรอื่นใช้เวลาจุดติดซ้ำขณะร้อนระหว่าง 7-10 นาที

ค)     วงจรนี้ ลูเมน-ชั่วโมงต่อหลอดสูง ดังแสดงในตัวอย่างดังรูปที่ 3.4

 


ตารางที่ 3.3 แสดงวงจรภายในของบัลลาสต์สำหรับหลอดเมทัลฮาไลด์

ชนิดบัลลาสต์

แรงดันใช้งาน

(Line Volts Avail)

 

ช่วงแปรเปลี่ยนกำลังไฟฟ้าของหลอด

(Lamp Wattage

Spread)

ค่าตัวประกอบกำลัง

(Power Factor)

กระแสจุดหลอด

(เทียบกับกระแสทำงาน)

Starting Current

(Variation from Operating Current)

ช่วงแรงดันตกที่หลอดยังทำงาน

(Input voltage Dip Tolerance)

ความสูญเสียของ

บัลลาสต์

(Ballast Losses)

ตัวประกอบยอดคลื่นของกระแสผ่านหลอด

(Crest Factor of Lamp Current circuit Diagram)

 

 

 

 

 

 

220±5% Volt for

80-1000 watt

380±5% volt for

700&1000 watt

20%

NPF

40-50%

 

HPF

³90%

สูงกว่า

15-20%

ต่ำ

1.5-1.6

 

 

 

All volt±10%

5%

HPF

³90%

ต่ำกว่า

30-40%

ปานกลาง

1.7-1.8

 

 

All volt±10%

5%

HPF

³90%

ต่ำกว่า

50-60%

ปานกลาง

1.5-1.65

หมายเหตุ

-          NPF(Normal Power Factor) คือ ค่าตัวประกอบกำลังปกติ และ HPF (High Power Factor) คือ ค่าตัวประกอบกำลังสูง

-          การใช้วงจรตามตาราง วงจรใดให้ปรึกษาหรือขอคำแนะนำจากผู้ผลิต

Text Box: ปริมาณแสงที่ออก*1000 (ลูเมน)Text Box: ปริมาณแสงที่ออก*1000 (ลูเมน)

     
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 3.4 ตัวอย่างแสดงปริมาณแสงและอายุการใช้งานวงจรบัลลาสต์ต่างๆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


รูปที่ 3.5 ตัวอย่างแสดงแรงดันไฟฟ้าคร่อมหลอด (V) กระแสไฟฟ้าของหลอด (I)

กำลังไฟฟ้าของหลอด (P) และฟลักซ์ส่องสว่าง (F) ของหลอดเมทัลฮาไลด์

วงจรบัลลาสต์แบบรีแอคเตอร์ที่แปรผันไปตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันใช้งาน

 

3.4.3   บัลลาสต์สำหรับหลอดโซเดียมความดันสูง (High Pressure Sodium)

3.4.3.1 บัลลาสต์แบบรีแอคเตอร์ (Reactor Ballast) ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟไม่ต่างจากแรงดันพิกัดเกิน ±5% วงจรนี้ราคาถูกที่สุด

ก)      เป็นวงจรแบบธรรมดาที่สุด

ข)   โดยทั่วไปค่าตัวประกอบไฟฟ้าในวงจรมีค่าต่ำ (ประมาณ 50%) ดังนั้นจึงควรใส่ตัวเก็บประจุตามคำแนะนำของผู้ผลิตเพื่อปรับค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้สูงขึ้นให้ได้อย่างน้อย  85%

ค)     ค่ากระแสจุดหลอดโดยทั่วไปอาจสูงได้ถึง 150% ของค่ากระแสขณะทำงาน

ง)   เนื่องจากบัลลาสต์แบบนี้มีขนาดเล็กทำให้มีราคาถูกกว่าบัลลาสต์วงจรแบบอื่นๆและมีค่าสูญเสียกำลังไฟฟ้าต่ำประมาณ 5-10% ของค่ากำลังไฟฟ้าของหลอดจึงเหมาะสมกับการใช้งานประหยัดพลังงานไฟฟ้า

จ)   บัลลาสต์ชนิดนี้ไม่แนะนำให้ใช้กับแรงดันแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันมากกว่า    ±5%ของแรงดันพิกัด เพราะถ้าใช้กับแรงดันสูงกว่าแรงดันพิกัด 5% หลอดมีอายุการใช้งานสั้น หรือถ้าใช้กับแรงดันต่ำกว่าแรงดันพิกัด 5% หลอดให้ปริมาณแสงน้อยลงมาก และสีของแสงก็เปลี่ยนแปลงไป


ตารางที่ 3.4 แสดงวงจรภายในของบัลลาสต์สำหรับหลอดโซเดียมความดันสูง

ชนิดบัลลาสต์

แรงดันใช้งาน

(Line Volts Avail)

 

ช่วงแปรเปลี่ยนกำลังไฟฟ้าของหลอด

(Lamp Wattage

Spread)

ค่าตัวประกอบกำลัง

(Power Factor)

กระแสจุดหลอด

(เทียบกับกระแสทำงาน)

Starting Current

(Variation from Operating Current)

ช่วงแรงดันตกที่หลอดยังทำงาน

(Input voltage Dip Tolerance)

ความสูญเสียของบัลลาสต์

(Ballast Losses)

ตัวประกอบยอดคลื่นของกระแสผ่านหลอด

(Crest Factor of Lamp Current circuit Diagram)

 

 

 

 

 

 

 

220±5% Volt for

80-1000 watt

380±5% volt for

700&1000 watt

20%

NPF

40-50%

 

HPF

³90%

สูงกว่า

15-20%

ต่ำ

1.5-1.6

 

 

 

All volt ±10%

5%

HPF

³92%

ต่ำกว่า

40-50%

สูง

1.8-2.0

 

 

All volt±10%

5%

HPF

³90%

ต่ำกว่า

50-60%

ปานกลาง

1.5-1.65

หมายเหตุ

-          NPF(Normal Power Factor) คือ ค่าตัวประกอบกำลังปกติ และ HPF (High Power Factor) คือ ค่าตัวประกอบกำลังสูง

-          การใช้วงจรตามตาราง วงจรใดให้ปรึกษาหรือขอคำแนะนำจากผู้ผลิต

 

3.4.3.2 วงจรกำลังไฟฟ้าคงที่แบบหม้อแปลงออโต้ (Constant-Wattage Auto Transformer) หรือ (CWA) ใช้กับงานที่แรงดันแหล่งจ่ายไฟเกินแรงดันพิกัดมากแต่ไม่เกิน 10%  วงจรนี้ให้ปริมาณแสงค่อนข้างคงที่

ก)   เป็นวงจรที่มีตัวเก็บประจุต่ออนุกรมกับหม้อแปลงออโต้มาเรียบร้อยจึงเป็นวงจรที่มีเฟสนำหน้าและตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูง

ข)      โดยทั่วไปค่ากระแสจุดหลอดต่ำกว่ากระแสขณะทำงาน

ค)     เป็นระบบที่มีคุณภาพแสงสูงเมื่อเทียบกับวงจรแบบแรก

 

          3.4.3.3 บัลลาสต์วงจรเรกูเรเตอร์ (Magnetic Regulator) วงจรนี้ให้ค่าปริมาณแสงออกมาคงที่ เหมาะใช้กับพื้นที่ที่แรงดันเปลี่ยนแปลงสูง ±10%  และสามารถรักษาระดับสีของแสงให้คงที่ตลอดอายุการใช้งาน

ก)      วงจรนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของหลอดนานกว่าวงจร CWA ในตัวอย่างดังรูปที่ 3.4

ข)      วงจรนี้ใช้เวลาจุดติดซ้ำขณะร้อน (Hot restrike) ระหว่าง 2-4 นาทีในขณะที่   วงจรอื่นใช้เวลาจุดติดซ้ำขณะร้อนระหว่าง 7-10 นาที

ค)     วงจรนี้ ลูเมน-ชั่วโมงต่อหลอดสูง ดังแสดงในตัวอย่างดังรูปที่ 3.4

 

3.5 บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

 

บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์มีการนำมาใช้งานกันมากขึ้นเพื่อเป็นการประหยัดพลังงานไฟฟ้าแสงสว่างแต่การเลือกบัลลาสต์มาใช้งานเป็นเรื่องไม่ง่ายสำหรับผู้ใช้ทั่วไปการเลือกใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่จะทำให้ผู้ใช้งานเกิดความมั่นใจในผลิตภัณฑ์นั้นๆ อาจพิจารณาได้ดังนี้           

ก)       ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของวงจรมากกว่า 0.90

ข)       ค่าตัวประกอบยอดคลื่น (Crest factor) น้อยกว่า 1.7

ค)       Ballast lumen factor มากกว่า 0.90 เพื่อดูประสิทธิภาพในการให้แสงของหลอดเทียบกับบัลลาสต์อ้างอิง

ง)        ความถี่บัลลาสต์อยู่ระหว่าง 20-50 KHz เพื่อป้องกันการรบกวนระบบอื่นๆ

จ)       ฮาร์มอนิกให้เป็นไปตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน มอก. 

ฉ)       มีการป้องกันการรบกวนจากการส่งคลื่นวิทยุ หรือคลื่นรบกวน (EMC ,EMI ,RFI  suppression)   

ช)       มีอายุการใช้งานที่นานไม่น้อยกว่า 5 ปี ซึ่งให้ทางผู้จำหน่ายวิเคราะห์หรือแสดงให้พิจารณา

 

        ค่าที่แสดงให้เห็นในข้อต่างๆอ้างอิงจากมาตรฐานของ มอก. 1506-2541  ส่วนที่นำมาเสนอเป็นแค่คำแนะนำในการเลือกบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ให้ทราบว่าต้องระมัดระวังเรื่องอะไรบ้างแต่รายละเอียดต้องไปศึกษามาตรฐานเพิ่มเติม

           


3.5.1 องค์ประกอบอื่นๆในการพิจารณาบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

                เนื่องจากการวิเคราะห์ความเหมาะสมของการใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องทราบองค์ประกอบอื่นประกอบการพิจารณาดังนี้

            3.5.1.1 อายุการใช้งานของหลอด  การใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ให้คิดอายุหลอดเฉลี่ยที่ 8000 ชม. สำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์ตรง ถึงแม้ผลิตภัณฑ์บัลลาสต์บางผลิตภัณฑ์อาจทำให้อายุหลอดนานถึง 10,000-12,000 ชม.ก็ตาม (อายุที่กำหนดให้ปริมาณแสงไม่ต่ำกว่า 70% หลังจากพ้นเวลาดังกล่าว) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหลายองค์ประกอบ เช่น

ก)       วงจรที่ใช้งานมีผลต่ออายุของหลอดมากซึ่งทำให้อายุหลอดนานขึ้นหรือลดลง

ข)    การสตาร์ทวงจร  ถ้าเป็นแบบ soft start จะทำให้อายุหลอดนานกว่าการสตาร์ทแบบ instant start แต่ถ้าเป็นงานที่ไม่ต้องมีการปิดเปิดสวิตช์บ่อยในการใช้แต่ละวันก็ไม่มีผลต่ออายุการใช้งานของหลอดนัก

3.5.1.2 อายุการใช้งานของบัลลาสต์  อายุการใช้งานของบัลลาสต์ขึ้นกับหลายองค์ประกอบดังนี้

ก)       คุณภาพของวัสดุที่ใช้ประกอบเป็นบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

ข)    การออกแบบวงจรภายในไม่ว่าจะเป็นวงจร suppression & filter circuit,smoothing capacitor for low rippel, oscillator, lamp circuit

ค)       วงจรการมอนิเตอร์หลอดและสตาร์ทใหม่เมื่อมีการเปลี่ยนหลอดใหม่

ง)    บัลลาสต์มีวงจรหรืออุปกรณ์ป้องกันเสิร์จและฟิลเตอร์ภายในหรือไม่ เพราะเมื่อเกิดไฟตก ไฟเกิน หรือ การสวิชชิ่งในระบบไฟฟ้าก็ทำ                         ให้แรงดันเสิร์จทำให้บัลลาสต์เสียหายได้ถ้าไม่มีอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จ

 

3.5.2  ข้อดีข้อเสียและข้อควรระวังในการติดตั้งของการใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

          การใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับเพื่อการประหยัดพลังงานนั้นมีข้อดีข้อเสียที่ควรพิจารณาดังนี้ประกอบการใช้งานแต่ละอย่างคือ

       3.5.2.1 ข้อดี

ก)       ความสูญเสียของบัลลาสต์ชนิดต่างๆแสดงในตารางที่ 3.5

ตารางที่ 3.5 ความสูญเสียของบัลลาสต์ชนิดต่างๆ

ชนิดบัลลาสต์

วัตต์รวม

วัตต์บัลลาสต์

(ความสูญเสีย)

วัตต์หลอด

แกนเหล็กธรรมดา

46-48

10-12

36

แกนเหล็กความสูญเสียต่ำ

40-42

4-6

36

อิเล็กทรอนิกส์

36

4

32

ข)       บัลลาสต์ที่ดีอาจทำให้อายุการใช้งานของหลอดนานขึ้นกว่าการใช้บัลลาสต์แกนเหล็กปกติ

 

3.5.2.2 ข้อเสีย   

ก)       บัลลาสต์ที่ไม่มีคุณภาพอาจทำให้อายุการใช้งานของหลอดสั้นลงได้

ข)       อายุการใช้งานของบัลลาสต์บางผลิตภัณฑ์สั้นมาก ถ้าไม่สามารถทนเสิร์จได้ก็เสียหายได้ง่าย

ค)    บัลลาสต์ที่มีฮาร์มอนิกส์สูงไม่สมควรติดตั้งในห้องที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไว เช่นห้องสื่อสาร ศูนย์คอมพิวเตอร์ ห้องผ่าตัด หรือห้องที่ใช้เครื่องมือวัดที่ไว

ง)        ไม่ควรใช้งานในระบบที่แหล่งจ่ายไฟฟ้ามาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่ได้มีการควบคุมคุณภาพระบบไฟฟ้า

3.5.2.3 ข้อควรระวัง

ก)       ไม่ควรใช้ในห้องที่มีอุณหภูมิโดยรอบสูงกว่าปกติ เพราะอาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

ข)       สายจากบัลลาสต์ไปหาหลอดให้สั้นที่สุดและไม่ควรเดินขนานกับสายไฟ แหล่งจ่าย