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電感值的計(jì)算方法介紹

作者: 時(shí)間:2012-04-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194153.htm

在開發(fā)電子鎮(zhèn)流器和電子節(jié)能燈電感鎮(zhèn)流器及電感式節(jié)能燈中,常常遇到鎮(zhèn)流電感及濾波的計(jì)算問題。

但是的計(jì)算程式比較繁瑣,并且在缺乏必要的磁材參數(shù)測(cè)量?jī)x器的情況下,要嚴(yán)格按程式計(jì)算也是困難的,如果有設(shè)計(jì)仿真軟件當(dāng)然就容易了。

2傳統(tǒng)的程式設(shè)計(jì)

例如:要設(shè)計(jì)40W電子鎮(zhèn)流器,電路需要L=1.6mH的電感,試計(jì)算磁芯大小、繞線匝數(shù)、磁路氣隙長(zhǎng)度。

首先,計(jì)算磁芯截面積,確定磁芯尺寸。

為此,可由式(1)計(jì)算出磁芯面積乘積Ap

Ap=(392L×Ip×D2)/ΔBm(1)

式中:Ap——磁芯面積乘積cm4

L——要求的H

Ip——鎮(zhèn)流線圈通過的電流峰值A(chǔ)

ΔBm——脈沖磁感應(yīng)增量T

D——鎮(zhèn)流線圈導(dǎo)線直徑mm

根據(jù)磁芯面積乘積Ap的計(jì)算值在設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格磁芯或自行設(shè)計(jì)磁芯尺寸。在此ΔBm一般取飽和磁感強(qiáng)度的1/2~2/3,即:ΔBm=()Bs。

Bs在一般磁材手冊(cè)中都是給定的,可以查找出來,所以,一般說,由式(1)計(jì)算磁芯尺寸,并不是難事,難在磁材本身參數(shù)的分散性,同一爐磁芯的參數(shù)差別有時(shí)會(huì)很大,手冊(cè)中給出的Bs—H曲線和參數(shù)是統(tǒng)計(jì)平均值,所以依據(jù)式(1)算出的尺寸,還要在實(shí)際使用中反復(fù)檢驗(yàn)修正。

磁芯尺寸確定以后,計(jì)算空氣隙(對(duì)EI型磁芯就是夾多厚的墊片,對(duì)于環(huán)型鐵芯就是開多寬的間隙)一般是按式(2)計(jì)算:lg=(2)

式中:lg——磁芯氣隙長(zhǎng)度cm

L——所需的電感值H

Ip——線圈中通過的電流峰值A(chǔ)

ΔBm——脈沖磁感應(yīng)增量T

Sp——磁芯截面積cm2

一般地說,根據(jù)式(2)計(jì)算氣隙大小,也不會(huì)太困難。困難仍在于ΔBm值,僅是廠家的統(tǒng)計(jì)平均值,對(duì)于同一規(guī)格的磁芯,不同廠家也是不同的,所以,依據(jù)式(2)算出的lg,僅是個(gè)大概值,還須在實(shí)際中去反復(fù)修正,也就是再試湊。

磁芯尺寸確定了,氣隙長(zhǎng)度也確定了,就可以確定需繞多少匝,才能達(dá)到所需的電感值L。

根據(jù)L=4μ·N2×10-9×A(3)可得N=(4)

式中:N——為所需的繞組匝數(shù)

A——磁芯的幾何形狀參數(shù)

要根據(jù)式(4)算出匝數(shù),關(guān)鍵是要知道導(dǎo)磁率μ為多少,從廠家給的磁材手冊(cè)上查,μ值也只是個(gè)范圍。例如R2K磁芯,其初始導(dǎo)磁率實(shí)際上是在1800~2600之間,具體值得靠測(cè)量。測(cè)量磁參數(shù)的儀器,一般工廠是不具備的,于是要根據(jù)式(4)計(jì)算匝數(shù)就比較困難。尤其是在有氣隙的條件下,導(dǎo)磁率比無氣隙時(shí)下降了多少也是未知數(shù)。所以依據(jù)式(4)計(jì)算就更困難。一般是先假設(shè)μ,進(jìn)行計(jì)算,算出匝數(shù)N,試?yán)@好后測(cè)量L能否達(dá)到設(shè)計(jì)值,通常很難達(dá)到,則再另設(shè)μ值,再計(jì)算,這樣反復(fù)試湊下去,直到接近預(yù)定的L值結(jié)束。

以上就是根據(jù)已知電感量L,求磁芯尺寸,氣隙及繞組匝數(shù)的通用方法。

如果,設(shè)計(jì)一種鎮(zhèn)流器只計(jì)算一個(gè)電感值L,采用這種試湊計(jì)算也就算了,現(xiàn)在要面對(duì)市場(chǎng),需要種種規(guī)格的鎮(zhèn)流電感,再這樣試湊,不僅時(shí)間上拖延了新品的開發(fā)進(jìn)度,試制材料上也浪費(fèi)很多。當(dāng)然如果有電感值計(jì)算仿真軟件,就另當(dāng)別論。

3變通算法

根據(jù)前面計(jì)算出的磁芯尺寸、氣隙長(zhǎng)度,先繞制一匝數(shù)為No的電感,其實(shí)測(cè)電感值為L(zhǎng)o,則有

Lo=4μNo2×10-9×A(5)

令式(3)式(5)相除并整理后得:N==No(6)

式中:L——為要求的電感值

No——為已知的匝數(shù)

Lo——為已知的匝數(shù)下的電感值

這樣,對(duì)同一參數(shù)的磁芯,只要知道L、No、Lo三個(gè)參數(shù),即可求出匝數(shù)N。

實(shí)際制作時(shí)我們先在磁芯上繞(環(huán)形磁芯可以直接繞,EI型磁芯可在骨架上繞)No=20匝,在電感儀上測(cè)出Lo,將此值代入式(6),即可求出在該磁芯上應(yīng)繞的匝數(shù)N。


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