Induktionslampen: Aufbau, Typen, Anwendungsbereich + Auswahlregeln

Heute entscheiden sich Verbraucher immer häufiger für energieeffiziente Haushalts- und Industriebeleuchtungsgeräte. Doch neben der Einsparung spielt auch die Qualität der Beleuchtung eine wichtige Rolle. Eine würdige Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen sind Induktionslampen.

Sie strahlen ein angenehmes, weiches Licht aus, das die objektive Wahrnehmung von Gegenständen nicht verändert. Lassen Sie uns gemeinsam den Aufbau und die Funktionsweise von Induktionslampen verstehen.

Aufbau und Funktionsweise

Die primäre Lichtquelle in einer Induktionslampe ist ein Plasma, das künstlich durch Ionisierung eines Gasgemisches mittels eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes erzeugt wird.

Der Strom erzeugt ein wechselndes elektrisches Feld, was zu einer Gasentladung in der Glaskolben führt. Angeregtes Quecksilber erzeugt UV-Strahlung, die durch den Leuchtstoff in sichtbares Licht umgewandelt wird.

Induktionslampen gehören zur Kategorie der Gasentladungslichtquellen, über die in diesem Material.

Die Konstruktion einer Induktionslampe umfasst drei grundlegende Funktionselemente:

• Gasentladungsröhre;
• Induktionsspule mit Ferritring;
• Elektronisches Vorschaltgerät.

Im Inneren der Röhre befinden sich Quecksilberamalgam-Tröpfchen. Die Glaskolben selbst ist mit einem chemisch reaktionsträgen Gas gefüllt – Argon/Krypton, und ihre Innenseite ist mit anorganischem Leuchtstoff beschichtet.

Die Induktionsspule und der Elektromagnet erzeugen ein hochfrequentes Magnetfeld, unter dessen Einfluss freie Elektronen beschleunigt werden, zusammenstoßen und Quecksilberatome anregen.

Dadurch entsteht ultraviolette Strahlung. Diese wird durch den Leuchtstoff in sichtbares helles Licht umgewandelt.

Wie bei einfachen Fluoreszenzlampen ergibt die Kombination verschiedener Leuchtstoffe in der Beschichtung der Induktionslampenkolben ein Licht in verschiedenen Farben. Am häufigsten sind Geräte mit Farbtemperaturen von 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K.

Das elektronische Vorschaltgerät wird an eine Gleichspannungsquelle von 12 V/24 V oder an ein Sinusspannungsnetz von 120 V/220 V/380 V angeschlossen.

Das Steuerungssystem des Starters wandelt den Wechselstrom von 50 Hz in Gleichstrom und dann in einen hochfrequenten Strom von 190 kHz bis 2,65 MHz um.

Dieser HF-Strom erzeugt das Magnetfeld. Außerdem erzeugt der Starter einen starken Startimpuls, der die induktive Lichtquelle zündet.

Um einen stabilen Betrieb der elektrodenlosen Beleuchtungseinrichtung zu gewährleisten, kann das Steuerungssystem auch die Stärke des elektrischen Stroms und seine Frequenz über die Induktorspule ändern.

Um die Streuung des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes zu verringern, werden die Lampen mit Ferritabschirmungen und/oder speziellen Kernen ausgestattet.

Der Hauptunterschied zwischen induktiven Energiesparlampen und anderen Lichtquellen ist das Fehlen von Glühfäden und Kontakt-Thermokatoden. Bei Induktionsleuchten befinden sich die Elektromagnete außen, das heißt, es gibt keinen direkten Kontakt der Elektroden mit dem ionisierten Gasmedium.

Dies macht den Kolben der Beleuchtungseinrichtung homogener und annähernd gleichmäßig temperaturbelastet.

Bei längerem Betrieb einer solchen Beleuchtung wird kein Rissbildung der Glaskolben beobachtet, mit der Zeit setzt sich kein Elektrodenmaterial an den Wänden ab.

Das Fehlen der für die Zündung gewöhnlicher Glühbirnen erforderlichen Glühelektroden ermöglicht eine unglaublich lange Lebensdauer von Induktionsleuchten – bis zu 120.000 Betriebsstunden.

Einige Hersteller geben sogar eine Lebensdauer von bis zu 150.000 Stunden an. Dieser Wert übertrifft die Haltbarkeit von einfachen Leuchtstofflampen, Gasentladungslampen (HID), Quecksilber-Wolfram-Lampen und Natriumlampen um das Zehnfache.

Außerdem übertrifft die Lebensdauer von Induktionslichtquellen die von Leuchtdioden um etwa das 2- bis 3-fache.

Arten von Induktionslampen

Erstmals wurde eine Lampe ohne Kontaktelektroden von Nikola Tesla im Jahr 1893 auf der Weltausstellung in Chicago vorgeführt. Das der Öffentlichkeit präsentierte Beleuchtungsgerät wurde vom Magnetfeld der Tesla-Spule gespeist. Und der erste zuverlässige Prototyp einer Induktionslichtquelle wurde 1967 von John Melvin Anderson entwickelt.

Klassifizierung von elektrodenlosen Lampen

1994 wurde von der Firma General Electric die kompakte Energiesparlampe GENURA mit eingebautem Hochfrequenzgenerator im Sockel vorgestellt.

Die Serienproduktion von Induktionsleuchtstofflampen begann in den 1990er Jahren.

Heute sind die Unternehmen PHILIPS Lighting, GE Lighting und OSRAM Licht AG führend in der Herstellung elektrodenloser energieeffizienter Beleuchtungsgeräte. In der Tabelle sind die Parameter und die Kosten verschiedener Lampenmodelle dieser Hersteller aufgeführt.

Je nach Konstruktionstyp gibt es Induktionslichtquellen:

• mit integriertem Vorschaltgerät – der elektrische Generator und die Lampe sind in einem Block vereint;
• mit separatem elektronischen Starter – der externe Generator und die Lampe sind getrennte Geräte.

Je nach Anordnung der Spule werden diese Lampen auch in Geräte mit externem (niederfrequentem) und internem (hochfrequentem) Induktor unterteilt.

Im ersten Fall ist die Spule mit einem ferromagnetischen Kern um den Kolben gewickelt. Die Betriebsfrequenz von Lampen mit externer Induktion liegt im Bereich von 190-250 kHz.

Sie haben bessere Bedingungen für einen intensiven Wärmeaustausch mit der Umgebung, da die Spule außerhalb des geschlossenen Kolbens die vom Gerät erzeugte Wärme leicht ableitet. Die Lebensdauer von niederfrequenten Geräten beträgt bis zu 120.000 Stunden.

Im zweiten Fall befindet sich die Induktionsspule mit dem gewickelten Kern im Inneren des Glaskolbens. Die erzeugte Wärme befindet sich im Hohlraum der Beleuchtungseinrichtung, weshalb sich Lampen mit interner Induktion stärker erwärmen.

Ihre Betriebsfrequenz liegt im Bereich von 2-3 MHz. Die Lebensdauer dieser Lichtquellen überschreitet 75.000 Stunden nicht.

Vom Aussehen her ähneln Geräte mit internem Induktor Vakuumglühlampen. Modelle mit externem Induktor haben dagegen eine Ring- oder Rechteckform.

Sowohl hochfrequente als auch niederfrequente Lampen haben eine hohe Sicherheitsmarge und zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer aus.

Ausführungsvarianten und Kennzeichnung

Derzeit haben Unternehmen, die auf Beleuchtung spezialisiert sind, die Serienproduktion von Induktionslampen verschiedener Formen aufgenommen. Die konstruktiven Besonderheiten und Ausführungsvarianten sind in ihrer Kennzeichnung ersichtlich.

Die ersten beiden Buchstaben in der Codebezeichnung bestimmen die Geräteart (IL – Induktionslampe), der dritte gibt die Form an. Nach der Buchstabenbezeichnung wird in der Regel die Leistung angegeben.

ILK – Induktionslampen in runder Form. Sie weisen eine hohe Lichtausbeute und einen großen Bereich spektralphotometrischer Temperaturen auf. Sie eignen sich für den Einbau in runde und ovale Leuchten.

Diese Lichtquellen werden aktiv zur Beleuchtung von Lagerhallen, großen Produktions- und Reparaturwerkstätten, Einkaufszentren und Sportanlagen eingesetzt.

ILSch – Lampen in Kugelform. Sie sind in der traditionellen Form gewöhnlicher Vakuumbeleuchtungsgeräte mit hoher Leistung ausgeführt. Sie erzeugen weiches Licht und zünden fast augenblicklich.

Sie eignen sich zum Ersetzen von Glühlampen durch energieeffiziente Lichtquellen, ohne dass die Leuchte selbst ausgetauscht werden muss.

ILSch werden in Scheinwerfern zur Beleuchtung von Hotels und Restaurants, Supermärkten sowie in Außen- und Industrieleuchten installiert

ILU – Lampen in U-Form. Es handelt sich um Geräte mit einem separaten Generator. Sie strahlen helles weißes Licht aus und flackern während des Betriebs nicht.

Sie werden zur Beleuchtung von Stadien, Tunneln, U-Bahnen und Autobahnen, Werbetafeln, Schildern und anderen Objekten eingesetzt.

ILB, ILBK – Lampen mit ringförmiger Kolbenform. Bei ihnen sind Generator, Spule und Röhre in einer Einheit vereint. Sie erzeugen ein weiches Licht, das nicht blendet, und zünden schnell und einfach bei Temperaturen bis zu -35 °C.

Solche Konstruktionen werden zur Beleuchtung von Hotels und Einkaufsflächen, Parkanlagen und Grünanlagen sowie privaten Gartengrundstücken eingesetzt.

Separat zu erwähnen sind die Induktions-Pflanzenlampen. Sie unterscheiden sich in der Form des Glaskolbens und der Lichtfarbe.

Verschiedene Modelle von Induktions-Pflanzenlampen eignen sich zur Beleuchtung von Grünpflanzen in bestimmten Wachstums- und Entwicklungsphasen. Die Serien solcher Produkte werden mit TIL bezeichnet. Die folgenden zwei Buchstaben geben das konkrete Lampenmodell an.

Die Induktions-Pflanzenlampen GP und VG sind für die Beleuchtung von Pflanzen im vegetativen Wachstumsstadium bestimmt. In ihnen überwiegt das blaue Spektrum der Strahlung.

Die Geräte FL werden in der Anfangsphase der Fruchtbildung sowie zur Beschleunigung der Blütenbildung eingesetzt. Sie strahlen rotes Licht aus.

Die Lampen des Modells KL sind universell. Solche Lichtquellen ermöglichen die Steuerung des Pflanzenwachstums. Sie erzeugen ein sattes rotes Licht, das für die vollständige Entwicklung der Pflanzenfrüchte und eine üppige Blüte notwendig ist.

Beispiele für Kennzeichnungen:

• ILK-40 – runde Induktionslampe mit einer Leistung von 40 W;
• TILPVG-120 – rechteckige Induktions-Pflanzenlampe mit einer Leistung von 120 W, Modell VG für die Anfangsphase des vegetativen Pflanzenwachstums.

Die Strahlung der Induktionslampe entspricht zu 97% dem Sonnenspektrum und eignet sich daher hervorragend für die künstliche Beleuchtung von Gewächshauskomplexen.

Vorteile von Induktionslampen

Elektrodenlose Lampen erzeugen ein weiches Licht, das für die Augen angenehm ist. Die Farbtöne werden dabei nicht verzerrt.

Die Helligkeit solcher Lampen kann mit einem einfachen Dimmer für Glühlampen im Bereich von 30-100% eingestellt werden.

Der Gehalt an Festkörperquecksilber in modernen Induktionsleuchten ist um ein Vielfaches geringer als in herkömmlichen Leuchtstofflampen mit Gasfüllung.

Selbst nach 75.000 Betriebsstunden behalten Induktionsgeräte die Lichtleistung bei 80-85 % des ursprünglichen Niveaus.

Herkömmliche Leuchtstofflampen (LL) für Tageslicht verlieren gegen Ende der Lebensdauer bis zu 55 % ihrer Helligkeit. Auf ihren Kolben bilden sich mit der Zeit dunkle undurchsichtige Kreise.

Vorteile der Verwendung von induktiven elektrodenlosen Lampen:

• Wirkungsgrad 90%;
• Betriebslebensdauer bis zu 150.000 Stunden;
• Lichtausbeute mehr als 90-160 lm/W;
• optimale Bedingungen für die visuelle Wahrnehmung von Objekten;
• Betriebstemperaturbereich von -35 °C bis +50 °C;
• Farbwiedergabeindex Ra>80;
• hohe Energieeffizienzwerte;
• minimale Erwärmung des Kolbens;
• unbegrenzte Anzahl von Ein-/Ausschaltzyklen;
• keine Flimmern;
• Möglichkeit zur Regulierung der Lichtintensität;
• Die Garantiezeit beträgt 5 Jahre.

Die Hersteller behaupten, dass Induktionslichtquellen bessere technische Eigenschaften als LEDs haben und um ein Vielfaches günstiger sind. Der Energieverbrauch dieser Lampentypen ist etwa gleich.

Anwendung von elektrodenlosen Lampen

Modernisierte Beleuchtungsgeräte, die keine Thermokatoden und Glühfäden enthalten, werden sowohl für die Innen- als auch für die Außenbeleuchtung eingesetzt.

Einsatzbereich von Induktionslampen

Elektrodenlose Lampen verfügen über einen eingebauten Schutz gegen Kurzschluss und Spannungsspitzen.

Induktionsleuchten zeichnen sich durch Beständigkeit gegen Vibrationsbelastungen und versehentliche Stöße aus und arbeiten auch bei niedrigen Lufttemperaturen stabil.

Aufgrund der hohen Lichtausbeute bei geringem Stromverbrauch werden sie in verschiedenen Bereichen eingesetzt:

• für die Organisation einer hochwertigen Straßenbeleuchtung;
• in Einkaufs- und Unterhaltungszentren sowie Hotelkomplexen;
• in Bürozentren und Haushaltsräumen;
• zur Beleuchtung geräumiger Werkhallen und Lagerhallen in Industrieanlagen;
• zur Beleuchtung von Gewächshausanlagen und Orangerien;
• zur Beleuchtung von Autobahnen und Tunneln;
• für die explosionsgeschützte Beleuchtung an Tankstellen.

Aufgrund der Stabilität der Parameter werden quecksilberhaltige elektrodenlose Lampen als präzise Punktquellen für UV-Strahlung in der Spektrometrie eingesetzt.

Darüber hinaus wird das Prinzip der induktiven Gasanregung beim Energieübertrag von externen Quellen in das Arbeitsmedium von Lasern angewendet.

Aufgrund des Vorhandenseins von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung werden Induktionsleuchten jedoch nicht an Bahnhöfen und Flughäfen installiert.

Auch können diese Lampen bei gleichzeitigem Betrieb mit hochempfindlichen Labor- und Medizingeräten Störungen verursachen. Daher wird von der Verwendung in Räumen mit solcher Spezialtechnik abgeraten.

Außen- und Straßenbeleuchtung

Die effektivste Straßenbeleuchtung können Außenleuchten mit induktiven energieeffizienten Lampen bieten. Diese Art der Beleuchtung garantiert sowohl für Autofahrer als auch für Fußgänger eine komfortable Sicht.

Straßenleuchten haben eine robuste Konsolenbefestigung und werden an Masten sowie an Standardstützen montiert. Sie werden für die Beleuchtung von Parkanlagen und Grünanlagen, Straßen und Plätzen, Autobahnen und Parkplätzen, Uferpromenaden und Innenhöfen eingesetzt.

Das sofortige Einschalten der Induktionslampen minimiert Stromverluste und ermöglicht eine maximale Effizienz des Beleuchtungssystems. Dies ermöglicht eine Beleuchtung mit Bewegungsmeldern.

Ein Beispiel ist das sofortige Einschalten der Beleuchtung auf Autobahnen an Stellen, an denen Fahrzeuge und Fußgänger verkehren.

Darüber hinaus kann ein empfindlicher Bewegungsmelder mit einem programmierbaren Dämmerungsschalter kombiniert werden.

Das Gerät wird auf bestimmte Beleuchtungsstärken eingestellt. Bei unzureichendem Lichtniveau gibt der Sensor den Befehl zum Einschalten der Lampen.

Die Dimmfähigkeit ermöglicht den erfolgreichen Einsatz intelligenter Systeme zur effizienten Steuerung der Straßenbeleuchtung.

Durch die Steuerung der Helligkeit von Induktionslampen mittels Leistungsregler und astronomischer Zeitschaltuhr lassen sich echte Einsparungen an elektrischer Energie erzielen sowie die Wartungskosten erheblich senken.

Die Einführung intelligenter Systeme ermöglicht es, den Beleuchtungszustand zu überwachen, Daten zum Energieverbrauch der Leuchten zu messen und zu analysieren.

Sichere industrielle Lichtquellen

Der Einsatz von Geräten auf Basis der Induktionstechnologie ist eine wirtschaftlich vorteilhafte Lösung für die Modernisierung von Beleuchtungssystemen in Industrieanlagen.

Induktionsleuchten zeichnen sich durch hohe Verarbeitungsqualität aus und benötigen keine regelmäßige Wartung. Sie reduzieren den Stromverbrauch erheblich und tragen zur Steigerung der Produktionsrentabilität bei.

Industrielle Beleuchtungskörper haben die Schutzart IP54, was den Betrieb selbst unter Bedingungen von Verschmutzung und erhöhter Luftfeuchtigkeit ermöglicht. Sie können in unbeheizten und schlecht belüfteten Räumen installiert werden.

Gehärtetes Glas in Kombination mit Silikonisolierung schützt das Gehäuse zuverlässig vor dem Eindringen von Fremdstoffen und Wasser.

Es gibt auch explosionsgeschützte Industriemodelle der Induktionsleuchten. Sie sorgen nicht nur für eine hochwertige Beleuchtung, sondern verhindern auch die Entstehung von Brandsituationen. Diese Geräte erhöhen das Sicherheitsniveau in der Produktion.

Auf das Gehäuse von explosionsgeschützten Induktionsleuchten wird eine antistatische Polymerbeschichtung aufgetragen.

Dank dieser Zusammensetzung zeichnen sich die Beleuchtungsgeräte durch Schlagfestigkeit und Beständigkeit gegen Minustemperaturen aus.

Die spezielle eigensichere Beschichtung zersetzt sich selbst in alkalischer und saurer Umgebung nicht und kann ihre Eigenschaften 30 Jahre lang behalten.

Beleuchtung in Gewächshäusern und Orangerien

Das Spektrum einer Induktionslampe entspricht zu 75 % der photosynthetisch aktiven Strahlung, die für aktives Wachstum und lange Blüte der Pflanzen erforderlich ist.

Genau deshalb werden Lampen des elektrodenlosen Typs als zusätzliche Quellen in Wintergärten und Gewächshäusern eingesetzt, zur Beleuchtung von Standard- und kompakten Growboxen sowie zur direkten, seitlichen und zwischenreihigen Zusatzbeleuchtung von Pflanzen.

Die Betriebstemperatur von Induktionsbeleuchtungsgeräten überschreitet nicht 60 Grad Celsius, sodass sie in der Nähe von Grünpflanzen platziert werden können.

Die Verwendung solcher Lampen in Growboxen ermöglicht es, die Kosten für die Kühlung der Behälter erheblich zu senken.

Der Einsatz von Induktionsleuchten ermöglicht es auch, die Beleuchtung für jede Zone des Gewächshauses vorab zu planen und separat zu installieren.

Um das Licht zu korrigieren und die maximale Lichtmenge in den gewünschten Bereich zu lenken, werden optische Oberflächen – Schirme – verwendet. Sie bündeln die Strahlung auf einen bestimmten Bereich.

Mit speziellen Reflektoren wird das künstliche Licht gleichmäßig über die gesamte Höhe der Grünanlagen verteilt.

Auswahlregeln für Induktionslampen

Bei der Auswahl von Induktionsbeleuchtungsgeräten ist es wichtig, deren konstruktive Besonderheiten, Betriebseigenschaften sowie den Sicherheitsgrad zu berücksichtigen.

Nur bei Einhaltung dieses Ansatzes kann eine Induktionslampe als sinnvolle Anschaffung betrachtet werden.

Heutzutage findet man in Fachgeschäften problemlos elektrodenlose Induktionslampen mit einer Leistung von 15 W bis 500 W. Es gibt aber auch leistungsstärkere Lampen für verschiedene industrielle Anforderungen.

Lampen mit ovalem Kolben werden für Leuchten mit Standardfassungen E14, E27 und E40 hergestellt.

Es gibt auch spezielle rechteckige und ringförmige Arten von Induktionsbeleuchtungsgeräten, die sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom betrieben werden können.

Es ist zu beachten, dass kugelförmige Induktionslampen in der Größe größer sind als herkömmliche Glühlampen mit Glühfaden, da der Hochfrequenzgenerator im Sockel verborgen ist. Dies ist beim Kauf zu berücksichtigen.

Alle Induktionsleuchten und elektrodenlosen Lampen durchlaufen eine obligatorische Zertifizierung.

Daher kann man mit Sicherheit von ihrer Sicherheit sprechen. Das Amalgam befindet sich in einer versiegelten Glaskolben, und bei Einhaltung der grundlegenden Betriebsvorschriften sind Lecks ausgeschlossen.

Allerdings muss man verstehen, dass Induktionslampen, genau wie Standard-Leuchtstofflampen, aufgrund des Vorhandenseins von Quecksilberverbindungen und elektronischen Komponenten einer ordnungsgemäßen Entsorgung bedürfen.

Das feste Amalgam – eine Quecksilberlegierung mit anderen Metallen – kann wiederverwendet werden. Das Glas aus der Lampe wird ebenfalls zum Recycling gegeben, jedoch getrennt vom Leuchtstoff.

Leuchten mit Induktionstechnologie gehören nicht zu den umweltfreundlichen Beleuchtungsarten und sind in diesem Kriterium LEDs deutlich unterlegen.

Es ist hinzuzufügen, dass eine Induktionslampe nicht sofort ihren stabilen Lichtstrom erreicht. Zu Beginn gibt sie etwa 80 % der vollen Strahlung ab.

Bis dieser Wert das Maximum erreicht, benötigt die elektrodenlose Lampe 2-3 Minuten. In dieser Zeit erwärmt sich das Amalgam ausreichend und die erforderliche Quecksilbermenge verdampft.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Induktionsleuchten sind eine neue Generation von Gasentladungslampen. Funktionsprinzip dieser Beleuchtungsart:

Was Lampen induktiv macht, Besonderheiten von Leuchten dieser Art und Anwendungsbereich:

Vorteile des Einsatzes moderner Induktionslichtquellen in Industrieunternehmen:

Die korrekte Installation von Induktionslampen unter Einhaltung aller Standards und Normen ermöglicht eine effiziente Nutzung der energiesparenden Technologie. Heutzutage sind solche Lichtquellen eine sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Ansätzen der Beleuchtungsorganisation.

Haben Sie Erfahrung mit Induktionslampen? Oder haben Sie nach dem Studium des Materials Fragen? Sie können diese im Kommentarblock unter dem Artikel stellen. Dort können Sie auch Ihre Erfahrungen teilen oder wertvolle Ratschläge für die Besucher unserer Website geben.