環(huán)形HID燈鎮(zhèn)流器的設計與應用
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-02-08 瀏覽次數(shù)： 117 |
關鍵詞：環(huán)形鎮(zhèn)流器；設計；計算；測試
隨著我國城市建設事業(yè)的迅速發(fā)展，城市的路燈總數(shù)幾乎以每年百分之二十的平均速度遞增。截止2004年全國城市路燈總數(shù)已超過1000萬盞，隨著路燈總數(shù)的遞增，電網(wǎng)的負荷也在逐年的增加。因此，路燈的節(jié)電問題早已引起政府相關部門的關注。
由于節(jié)電意識加強，作為路燈光源均以發(fā)光效率高、使用壽命長的HID燈（高強度氣體發(fā)光光源，如高壓鈉燈，金鹵燈）為主，使我國的路燈技術進步的水平上了一個新臺階，但在與HID燈配套的鎮(zhèn)流器由于沿襲了傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的設計理論，使得體積大，重量大，更重要的是其自身功耗高，部分鎮(zhèn)流器的自身功耗占燈泡額定功率的百分之三十以上，使得電網(wǎng)上大量的寶貴的電能白白的浪費在鎮(zhèn)流器的自身功耗上，顯然與新型光源不相適應，有必要進行改型設計工作。
分析傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器的自身功耗、體積大、重量重的原因不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器通常采用E形硅鋼片，疊制成鐵芯并于其上套以繞制成的漆包線圈制作而成，由于E形硅鋼片工作時在鐵片的平面上磁力線排布不均，尤其是內轉角處密度最高，而周邊的四個轉角處磁力線密度較小。加之E形硅鋼片受到本身機械性能的限制，磁通密度不可能提高，因此，為了減少E形硅鋼片的渦流損耗，往往將硅鋼片片厚度做得很薄，每片的硅鋼片之間加以絕緣，這樣使鐵芯的占空比上升，設計時需要增大鐵芯面積來補償，使得每匝漆包線的周長相應增加，無疑除增加硅鋼片和漆包線的材料損耗外，鎮(zhèn)流器體積和質量均增加，此外還增大鎮(zhèn)流器的自身的銅損和鐵損，即增加了自身的損耗。傳統(tǒng)E形鐵芯鎮(zhèn)流器是由于其自身結構的原理導致其體積大，重量重，線圈內阻高和工作效率低。
而在當今的城鄉(xiāng)道路照明中，絕大多數(shù)采用的是發(fā)光效率較高的高壓鈉燈和金鹵燈，與其相配套的鎮(zhèn)流器的工作效率的高低，運行的可靠性，壽命及其綜合經(jīng)濟指標具有及其重要的作用。針對傳統(tǒng)的E形結構鎮(zhèn)流器的特點，改形后的鎮(zhèn)流器如何縮短磁路，減小鐵芯體積，減少線圈長度，緊密結構，縮小空間，減小鎮(zhèn)流器自身損耗，提高效率，改善散熱能力是我們的設計指導思想。
鎮(zhèn)流器總的損耗與鐵芯截面積的形狀、大小，窗口尺寸、磁通密度、硅鋼片的厚度，電源頻率等諸多因素有關。即損耗是鐵芯截面積，片寬，窗口面積，窗口寬度及最大磁通密度的函數(shù)，通過計算和試驗可求得在損耗最小時的一系列數(shù)據(jù)，這樣就從降低鎮(zhèn)流器損耗的角度來確定鎮(zhèn)流器鐵芯的尺寸形狀，使其鐵損降至最小，而且當電壓變化時不會出現(xiàn)鐵芯飽和現(xiàn)象。
鎮(zhèn)流器的鐵損還與鎮(zhèn)流器鐵芯的體積成正比。當 值和鐵芯截面積取定之后，應盡可能的將鐵芯體積設計得最小，體積越小，鐵損相應也越小。鐵芯的體積可近似看成是鐵芯截面積與磁路長度L的乘積。
設計理論和實踐都證明，如果窗口面積允許做成圓形，即可做成環(huán)形鐵芯鎮(zhèn)流器。當環(huán)形鐵芯的內外徑達到比例滿足一定條件時即可做到有最少的鎮(zhèn)流器損耗和最低的溫升，達到安全可靠節(jié)能的目的。
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