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舞臺燈光設備
淺析專業調光系統的效率及散熱問題
發布日期:[2018-1-6 17:30:42]    共閱[533]次

    【南粵舞臺燈光網】光,是電視藝術的生命。調光系統的安全可靠,是用光來塑造客觀世界的有力保證。任何一個專業用的調光系統,其功率都是很大的,單一個燈泡就是5kW甚至10kW,而一個表演可用上千個燈泡。由此可見,一個調光系統的總耗電量是驚人的。所以,調光系統的效率和散熱是十分重要的,它是調光系統長時間運作而保持其可靠性的關鍵。

    調光設備經歷了四代:第一代為電阻型調光器。第二代為變壓器型調光設備。第三代是電磁放大器型調光設備。第四代是可控硅調光設備。第一代的效率最低,第四代的效率最高。

    假如調光系統的效率不高,其自身所消耗的功率是相當可觀的。假設它的效率為96%(看起來已經是一個很不錯的數字),當它要推動一個6kW的負載時,其本身的功耗就已經是:

    6×(100%-96%)=0.24kW

    又假設一個調光立柜有60個6kW的負載,這時,它的總功耗就高達:

    0.24×60=14.4kW

    所以,提高調光系統的效率是很重要的。它不但減少了調光立柜的溫升(因為溫升和功耗是成正比的),而且也降低了耗電量,從而降低運作成本。目前,較先進的調光系統采用了最新的固體開關及高效。

    扼流圈,其效率高達98%以上,減少了由于非100%調光使電流急劇上升而產生的極大干擾。(可控硅是通過改變導通角來調整電壓的,它的導通時間大約只有1μs左右,這種電流波形實際上是一個前沿很陡的脈沖。)

    然而,即便是一個很高效的調光系統,散熱系統的性能及設計仍是很重要的。就算是98%的效率,以上述為例,其自身功耗仍高達7.2kW。要把這樣大的功耗有效地排到系統之外,保持系統內部元件在一個合理的溫度環境下工作,散熱系統的合理設計就不容忽視。

    目前,世界上流行的立柜散熱系統有3種:強制送風、強制抽風和智能抽風。

    (1)強制送風

    這個散熱系統是把送風機安裝在立柜的底部,使新鮮的空氣從立柜的底部進入后加速往上吹,從而帶走可控硅產生的熱量。

    這種做法的好處是效率高,用一個小風機就可把大量的熱帶走。它的缺點是從下面抽進的冷空氣在往上流動的途中不斷被可控硅的功耗加溫,故頂部的可控硅溫度就比底部的高得多,從而造成頂部的可控硅的可靠性及壽命下降。

    (2)強制抽風

    這個系統的設計是把抽風機安裝在立柜的頂部。通過適當的工藝設計使新鮮的空氣從每一個可控硅的前面進入,然后通過抽風把熱空氣排到立柜之外。

    這種方法通過精密設計(流體動力學)和嚴謹的工藝控制,可做到從頂部到底部每一個可控硅的進風量都大致相同,這樣就可使每一個可控硅都在一個可接受的溫度范圍內運行,保證了每個可控硅的可靠性。但這種設計也有缺點,就是風阻較大,需要增大抽風機的功率,因而噪音也較大。

    (3)智能抽風

    因在一般操作情況下,調光系統很少會是滿載的,這樣,所需的抽風量便可相對地減少。智能抽風就是根據這個理論,通過探測立柜內的溫升,然后決定抽風量,在一般的操作環境下風機只需低速運轉,噪音相對降低,但當負載增加時,風機便相應地加速。這樣,既保留了強制抽風的優點,也同時解決了高噪音的缺點。

    最后值得一提的是,雖然有了高的調光效率和良好的散熱系統,但調光系統始終是個功率極大的電器系統。高溫及出現的電弧打火等現象是不可能完全避免的。只有在高效率及良好的散熱基礎上,再輔以必要的防高溫及防火措施(如采用高溫阻燃線),才可保證整個調光系統的安全使用。

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