環形HID燈鎮流器的設計與應用
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-02-08 瀏覽次數： 117 |
關鍵詞：環形鎮流器；設計；計算；測試
隨著我國城市建設事業的迅速發展，城市的路燈總數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已超過1000萬盞，隨著路燈總數的遞增，電網的負荷也在逐年的增加。因此，路燈的節電問題早已引起政府相關部門的關注。
由于節電意識加強，作為路燈光源均以發光效率高、使用壽命長的HID燈（高強度氣體發光光源，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燈配套的鎮流器由于沿襲了傳統電感鎮流器的設計理論，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，使得電網上大量的寶貴的電能白白的浪費在鎮流器的自身功耗上，顯然與新型光源不相適應，有必要進行改型設計工作。
分析傳統的電感鎮流器的自身功耗、體積大、重量重的原因不難發現，傳統的電感鎮流器通常采用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，鎮流器體積和質量均增加，此外還增大鎮流器的自身的銅損和鐵損，即增加了自身的損耗。傳統E形鐵芯鎮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。
而在當今的城鄉道路照明中，絕大多數采用的是發光效率較高的高壓鈉燈和金鹵燈，與其相配套的鎮流器的工作效率的高低，運行的可靠性，壽命及其綜合經濟指標具有及其重要的作用。針對傳統的E形結構鎮流器的特點，改形后的鎮流器如何縮短磁路，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，通過計算和試驗可求得在損耗最小時的一系列數據，這樣就從降低鎮流器損耗的角度來確定鎮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鐵芯飽和現象。
鎮流器的鐵損還與鎮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，即可做成環形鐵芯鎮流器。當環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流器損耗和最低的溫升，達到安全可靠節能的目的。
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