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電感值的計算方法介紹

作者: 時間:2012-04-03 來源:網絡 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)流電感及濾波的計算問題。

但是的計算程式比較繁瑣,并且在缺乏必要的磁材參數測量儀器的情況下,要嚴格按程式計算也是困難的,如果有設計仿真軟件當然就容易了。

2傳統(tǒng)的程式設計

例如:要設計40W電子鎮(zhèn)流器,電路需要L=1.6mH的電感,試計算磁芯大小、繞線匝數、磁路氣隙長度。

首先,計算磁芯截面積,確定磁芯尺寸。

為此,可由式(1)計算出磁芯面積乘積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

ΔBm——脈沖磁感應增量T

D——鎮(zhèn)流線圈導線直徑mm

根據磁芯面積乘積Ap的計算值在設計手冊中選擇標準規(guī)格磁芯或自行設計磁芯尺寸。在此ΔBm一般取飽和磁感強度的1/2~2/3,即:ΔBm=()Bs。

Bs在一般磁材手冊中都是給定的,可以查找出來,所以,一般說,由式(1)計算磁芯尺寸,并不是難事,難在磁材本身參數的分散性,同一爐磁芯的參數差別有時會很大,手冊中給出的Bs—H曲線和參數是統(tǒng)計平均值,所以依據式(1)算出的尺寸,還要在實際使用中反復檢驗修正。

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

式中:lg——磁芯氣隙長度cm

L——所需的電感值H

Ip——線圈中通過的電流峰值A

ΔBm——脈沖磁感應增量T

Sp——磁芯截面積cm2

一般地說,根據式(2)計算氣隙大小,也不會太困難。困難仍在于ΔBm值,僅是廠家的統(tǒng)計平均值,對于同一規(guī)格的磁芯,不同廠家也是不同的,所以,依據式(2)算出的lg,僅是個大概值,還須在實際中去反復修正,也就是再試湊。

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

根據L=4μ·N2×10-9×A(3)可得N=(4)

式中:N——為所需的繞組匝數

A——磁芯的幾何形狀參數

要根據式(4)算出匝數,關鍵是要知道導磁率μ為多少,從廠家給的磁材手冊上查,μ值也只是個范圍。例如R2K磁芯,其初始導磁率實際上是在1800~2600之間,具體值得靠測量。測量磁參數的儀器,一般工廠是不具備的,于是要根據式(4)計算匝數就比較困難。尤其是在有氣隙的條件下,導磁率比無氣隙時下降了多少也是未知數。所以依據式(4)計算就更困難。一般是先假設μ,進行計算,算出匝數N,試繞好后測量L能否達到設計值,通常很難達到,則再另設μ值,再計算,這樣反復試湊下去,直到接近預定的L值結束。

以上就是根據已知電感量L,求磁芯尺寸,氣隙及繞組匝數的通用方法。

如果,設計一種鎮(zhèn)流器只計算一個電感值L,采用這種試湊計算也就算了,現(xiàn)在要面對市場,需要種種規(guī)格的鎮(zhèn)流電感,再這樣試湊,不僅時間上拖延了新品的開發(fā)進度,試制材料上也浪費很多。當然如果有電感值計算仿真軟件,就另當別論。

3變通算法

根據前面計算出的磁芯尺寸、氣隙長度,先繞制一匝數為No的電感,其實測電感值為Lo,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

Lo——為已知的匝數下的電感值

這樣,對同一參數的磁芯,只要知道L、No、Lo三個參數,即可求出匝數N。

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


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關鍵詞: 電感值 計算方法

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