Проектирование светодиодного светильника для уличного освещения с наибольшей равномерностью распределения яркости

Нина [Nina] Петровна [P.] Нестеркина [Nesterkina]; Александр [Aleksandr] Олегович [O.] Савонин [Savonin]; Илья [Il`ya] Алексеевич [A.] Олейник [Oleinik]; Ольга [Olga] Юрьевна [Yu.] Коваленко [Kovalenko]; Юлия [Yuliya] Алексеевна [A.] Журавлева [Zhuravleva]; Светлана [Svetlana] Анатольевна [A.] Микаева [Mikaeva]

doi:10.24160/1993-6982-2024-1-111-117

Нина [Nina] Петровна [P.] Нестеркина [Nesterkina]
Александр [Aleksandr] Олегович [O.] Савонин [Savonin]
Илья [Il`ya] Алексеевич [A.] Олейник [Oleinik]
Ольга [Olga] Юрьевна [Yu.] Коваленко [Kovalenko]
Юлия [Yuliya] Алексеевна [A.] Журавлева [Zhuravleva]
Светлана [Svetlana] Анатольевна [A.] Микаева [Mikaeva]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2024-1-111-117

Ключевые слова: светодиодный светильник, кривая силы света, световой поток, драйвер, вторичная оптика, радиатор, светодиод, экономичность

Аннотация

Цель исследования — сравнение параметров светильников на основе традиционных источников света со светодиодными светильниками, а также проектирование светового прибора со светодиодами.

В ходе работы использованы классические методы математического исследования. Результаты измерений обрабатывались методами математической статистики.

Для проработки конструкции светового прибора со светодиодами в качестве аналога выбран светильник типа ГКУ16-70-001 Лидер. Приведена последовательность проектирования светового прибора со светодиодами с обоснованием выбора каждого конструктивного элемента.

Предложенная модель светильника разработана для уличного освещения.

Анализ результатов, позволяет сделать вывод, что проектируемый СД-светильник позволяет реализовывать проекты освещения участков улиц, удовлетворяющих всем требованиям. На одинаковом участке дороги проект на базе проектируемого СД-светильника позволяет при наименьшем количестве световых приборов создать сцену освещения с наибольшей равномерностью распределения яркости 0,73, против 0,58 у проекта на базе ГКУ16-70-001 Лидер, а также наибольшей предельной равномерности распределения яркости 0,67 против 0,65. Пороговое приращение яркости в проекте освещения на базе проектируемого СД-светильника также ниже, чем у проекта на базе ГКУ16-70-001 Лидер: 6 против 10.

Сведения об авторах

Нина [Nina] Петровна [P.] Нестеркина [Nesterkina]

старший преподаватель кафедры источников света Национального исследовательского Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва, Саранск, e-mail: nesterkina.n@mail.ru

Александр [Aleksandr] Олегович [O.] Савонин [Savonin]

магистрант второго года обучения направления подготовки «Электроника и наноэлектроника», профиль «Теоретическая и прикладная светотехника», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва, Саранск, e-mail: savonin1999@mail.ru

Илья [Il`ya] Алексеевич [A.] Олейник [Oleinik]

магистрант первого года обучения направления подготовки «Электроника и нано-электроника» Института электроники и светотехники, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва, Саранск, e-mail: oleynik_ilya@mail.ru

Ольга [Olga] Юрьевна [Yu.] Коваленко [Kovalenko]

доктор технических наук, профессор кафедры метрологии, стандартизации и сертификации Национального исследовательского Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарёва, Саранск, e-mail: crystall2000@mail.ru

Юлия [Yuliya] Алексеевна [A.] Журавлева [Zhuravleva]

кандидат технических наук, доцент кафедры электроники РТУ МИРЭА, Москва, доцент кафедры светотехники НИУ «МЭИ», e-mail: ulypil@mail.ru

Светлана [Svetlana] Анатольевна [A.] Микаева [Mikaeva]

доктор технических наук, доцент кафедры электроники РТУ МИРЭА, Москва, e-mail: mikaeva_s@mirea.ru

Литература

1 Моргунов Д.Н. Достоинство и недостатки светодиодного освещения // Наука, техника и образование. 2016. № 5. С. 55—59.
2 Васильев С.И., Моргунов Д.Н. Анализ характеристик светодиодных источников света // Известия Оренбургского гос. аграрного ун-та. 2016. № 6. С. 75—77.
3 Крымов А.В., Никитин В.Д. Анализ экономических показателей полупроводниковых и традиционных источников света // Светотехника. 2012. № 2. С. 64—65.
4 Козырева И.Н., Никитин В.Д. Сравнение источников излучения для растениеводства по стоимости единицы световой энергии и аналогам // Научный журнал Кубанского гос. аграрного ун-та. 2014. № 99(05) [Электрон. ресурс] https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21695018 (дата обращения 03.04.2023).
5 Повный А. Газоразрядные и светодиодные лампы для улиц и промышленных помещений — сравнение, достоинства и недостатки // Электрик Инфо [Электрон. ресурс] http://electrik.info/main/lighting/1529-gazorazryadnye-i-svetodiodnye-lampy-dlya-ulic-i-pomescheniy.html (дата обращения 28.11.2022).
6 Ардатовский светотехнический завод. светильник Р/Ж/ГКУ11 Street [Электрон. ресурс] https://www.astz.ru/ru-production/rku11-Street/ (дата обращения 30.11.2022).
7 Международная светотехническая корпорация. ГКУ16-70-001 Лидер [Электрон. ресурс] https://galad.ru/catalog/outdoor/street/zhku-rku-gku16-lider/gku16-70-001-lider/ (дата обращения 01.12.2022).
8 Cree LED. РСТ-калькулятор Cree [Электрон. ресурс] http://pct.cree.com/dt/index.html (дата обращения 01.12.2022).
9 Cree LED. Cree JR5050 (Q) 6V White [Электрон. ресурс] https://www.cree.com/led-components/products/j5050/jseries-5050 (дата обращения 01.12.2022).
10 Cree LED. Cree JR5050 (Q) 6V White DataSheet [Электрон. ресурс] https://www.cree.com/led-components/media/documents/data-sheet-JSeries-6to36V-5050.pdf (дата обращения 01.07.2022).
11 Arlight. Линза ST130А LENS (130X60°, Emitter) (Turlens, –) [Электрон. ресурс] https://arlight.ru/catalog/product/linza-st130a-lens-130x60-emitter-turlens-015864/ (дата обращения 04.12.2022).
12 Arlight. Драйвер ARPJ-KE86700A [Электрон. ресурс] https://arlight.ru/catalog/product/blok-pitaniya-arpj-ke86700a-60w-700ma-pfc-021902/ (дата обращения 05.12.2022).
13 Мальцева Т.В. и др. Цветные металлы и сплавы. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2019.
14 Аскон. Компас 3D [Электрон. ресурс] https://ascon.ru/products/7/review/ (дата обращения 06.12.2022).
15 Asselum. TracePro [Электрон. ресурс] https://asselum.com/en/lighting-software/tracepro/ (дата обращения 07.12.2022).
16 DIALux Help расчет и проектирование освещения. DIALux 4.13 [Электрон. ресурс] https://dialux.su/ (дата обращения 10.07.2022).
17 СП 52.13330.2016. Естественное и искусственное освещение.
---
Для цитирования: Нестеркина Н.П., Савонин А.О., Олейник И.А., Коваленко О.Ю., Журавлева Ю.А., Микаева С.А. Проектирование светодиодного светильника для уличного освещения с наибольшей равномерностью распределения яркости // Вестник МЭИ. 2024. № 1. С. 111—117. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-1-111-117
#
1 Morgunov D.N. Dostoinstvo i Nedostatki Svetodiodnogo Osveshcheniya. Nauka, Tekhnika i Obrazovanie. 2016;5:55—59. (in Russian).
2 Vasil'ev S.I., Morgunov D.N. Analiz Kharakteristik Svetodiodnykh Istochnikov Sveta. Izvestiya Orenburgskogo Gos. Agrarnogo Un-ta. 2016;6:75—77. (in Russian).
3 Krymov A.V., Nikitin V.D. Analiz Ekonomicheskikh Pokazateley Poluprovodnikovykh i Traditsionnykh Istochnikov Sveta. Svetotekhnika. 2012;2:64—65. (in Russian).
4 Kozyreva I.N., Nikitin V.D. Sravnenie Istochnikov Izlucheniya dlya Rastenievodstva po Stoimosti Edinitsy Svetovoy Energii i Analogam. Nauchnyy Zhurnal Kubanskogo Gos. Agrarnogo Un-ta. 2014;99(05) [Elektron. Resurs] https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21695018 (Data Obrashcheniya 03.04.2023). (in Russian).
5 Povnyy A. Gazorazryadnye i Svetodiodnye Lampy dlya Ulits i Promyshlennykh Pomeshcheniy — Sravnenie, Dostoinstva i Nedostatki. Elektrik Info [Elektron. Resurs] http://electrik.info/main/lighting/1529-gazorazryadnye-i-svetodiodnye-lampy-dlya-ulic-i-pomescheniy.html (Data Obrashcheniya 28.11.2022). (in Russian).
6 Ardatovskiy Svetotekhnicheskiy Zavod. Svetil'nik R/ZH/GKU11 Street [Elektron. Resurs] https://www.astz.ru/ru-production/rku11-Street/ (Data Obrashcheniya 30.11.2022). (in Russian).
7 Mezhdunarodnaya Svetotekhnicheskaya Korporatsiya. GKU16-70-001 Lider [Elektron. Resurs] https://galad.ru/catalog/outdoor/street/zhku-rku-gku16-lider/gku16-70-001-lider/ (Data Obrashcheniya 01.12.2022). (in Russian).
8 Cree LED. RST-kal'kulyator Cree [Elektron. Resurs] http://pct.cree.com/dt/index.html (Data Obrashcheniya 01.12.2022).
9 Cree LED. Cree JR5050 (Q) 6V White [Elektron. Resurs] https://www.cree.com/led-components/products/j5050/jseries-5050 (Data Obrashcheniya 01.12.2022).
10 Cree LED. Cree JR5050 (Q) 6V White DataSheet [Elektron. Resurs] https://www.cree.com/led-components/media/documents/data-sheet-JSeries-6to36V-5050.pdf (Data Obrashcheniya 01.07.2022).
11 Arlight. Linza ST130A LENS (130X60°, Emitter) (Turlens, –) [Elektron. Resurs] https://arlight.ru/catalog/product/linza-st130a-lens-130x60-emitter-turlens-015864/ (Data Obrashcheniya 04.12.2022). (in Russian).
12 Arlight. Drayver ARPJ-KE86700A [Elektron. Resurs] https://arlight.ru/catalog/product/blok-pitaniya-arpj-ke86700a-60w-700ma-pfc-021902/ (Data Obrashcheniya 05.12.2022). (in Russian).
13 Mal'tseva T.V. i dr. Tsvetnye Metally i Splavy. Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo Un-ta, 2019. (in Russian).
14 Askon. Kompas 3D [Elektron. Resurs] https://ascon.ru/products/7/review/ (Data Obrashcheniya 06.12.2022). (in Russian).
15 Asselum. TracePro [Elektron. Resurs] https://asselum.com/en/lighting-software/tracepro/ (Data Obrashcheniya 07.12.2022).
16 DIALux Help Raschet i Proektirovanie Osveshcheniya. DIALux 4.13 [Elektron. Resurs] https://dialux.su/ (Data Obrashcheniya 10.07.2022). (in Russian).
17 SP 52.13330.2016. Estestvennoe i Iskusstvennoe Osveshchenie. (in Russian)
---
For citation: Nesterkina N.P., Savonin A.O., Oleinik I.A., Kovalenko O.Yu., Zhuravleva Yu.A., Mikaeva S.A. Designing a LED Luminaire for Street Lighting with the Most Uniform Brightness Distribution. Bulletin of MPEI. 2024;1:111—117. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-1-111-117