Раздел: Документация

0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 34

светильника, размеров дросселя и др., поэтому он не является постоянной величиной и может быть определен только для конкретного типа ПРА при его работе в конкретном светильнике. Экспериментально установленные зависимости от различных факторов приведены в [6.9].

Перепад температуры внутри катушки А Т1 зависит от ее толщины, теплопроводности и выделяемой мощности. Исследования [6.9] показали, что

A Tt = KTA Гоб = КТ(АТ1 + А Т2),(6.41)

где Кт зависит только от ек. Для пропитанных катушек Кт = 0,1+0,2.

С учетом изложенного получаем

ATo6 = --= . ?л. .(6.42)

Рассмотрим конструкцию дросселя, в котором катушка и магнитопровод помещены в корпус и залиты компаундом. В этом случае можно считать, что между катушкой и магнито-проводом происходит теплообмен, выравнивающий их температуры. Учитывая это, из (6.42) получим

А Т>МхГ1*\ВТ + МгВТ\1х,\(6.43)

где

-об.доп «эфО-*т)

" (тГ„Л.о// Wo*)12*! KV{U№II Аф/)14

AT а-о8.дошазфИ ЛГ/ .((■ Л/\\

Для рабочего режима

А 2"об, доп = А Граб, Kt = Kj pag, Kv = Kv раб.(6.47)

Для этой температуры берут соответствующие значения

«эф и Роб-

Для аварийного режима

А об, доп = А Тяа, Kj = KIaB, Kv = Kv ав.(6.48)

Для этой температуры берутся и р.

Значения коэффициента М для дросселей с различными типами магнитопровода рассчитываются по табл. 6.3. На рис. 6.5 показана замкнутая область, построенная в координатах Bm, J по (6.43). Из (6.43) могут быть получены максимальные значения 132

Таблица 6.3. Коэффициент М для различных типов магнитопровода

Тип маг-витопро-вода

Коэффициевт М

П2

*М-i—,f-i+3BI-l) + 2+2(B2+2BI-l)

П1

-1—-f-+4BI-2)+2+4(B2+BI-l)

[«.(в—1Дт.) ms

Ш

V.1/2[

4:+e-"1),2(e,+i)

-+2(4-0

+——-+2(е,-1)(2в,+2)+

X

Сборно-сгержне-вой

0,775 А Г2:

° Ml12Ml12 0,П5АТ2Ц

м[1имУ12

(6.49)

При этом (6.43) в относительных величинах принимает вид

О 0,2

0,6 0,8 1,0 1,гвт,тл

Рис. 6.5. Область допустимых в„ и j Рис. 6.6. Область допустимых вт и j при ограничении по температурному для дросселя люминесцентной лампы режиму для дросселямощностью 40 Вт (рдр „ = 8 Вт;

АГр-=55° С; АГ„= 150° С; К,„= 1,7)

---

Рис. 6.7. Область допустимых Вт и J при заданных размерах магнито-провода

0

Рис. 6.8. Определение толщины а при заданных размерах пластин магнитопровода:

/ — по (6.52); 2—по области допустимых Вт и J

(JIJo)7lV{BmIBmoy* + {BmIBmoyi*l{JIJo)m= М5: (6.50) Уравнение (6.50) протабулировано в РТМ 16.682.043-74.

Максимум произведения B„J достигается на границе области в точке Е:

{BmJ)max = 0,652BmOJo.(6.51)

При конструировании дросселя необходимо удовлетворить все рассмотренные выше ограничения. Для этого на плоскости Вт и J нанесем области допустимых Вт и / по всем ограничениям и выделим область, в которой они выполняются. В этой области находим оптимальную точку, в которой произведение BmJ максимально. На рис. 6.6 в качестве примера показана область допустимых Вт и J для дросселя люминесцентной лампы мощностью 40 Вт. Из рис. 6.6 видно, что наиболее жесткими являются ограничения по нелинейности и по допустимым потерям. Максимум произведения соответствует точке Е. Однако с учетом сортамента провода обычно приходится несколько уменьшать плотность тока, что соответствует смещению оптимальной точки в точку Ех. Далее по (6.7) — (6.17) могут быть рассчитаны геометрические размеры и экономические показатели дросселя.

6.5. РАСЧЕТ ДРОССЕЛЯ ПРИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЯХ

При расчете оптимального дросселя в соответствии с изложенным выше алгоритмом в какой-то мере произвольно выбирается только параметр минимизации x, а все остальные величины—геометрические размеры дросселя и его экономи-

134

ческие показатели —находятся расчетным путем. Это не позволяет использовать при разработке и производстве небольших партий ПРА имеющиеся штамп, оснастку или магнитопроводы типовых размеров.

Метод расчета оптимального дросселя может быть применен при следующих дополнительных ограничениях:

1)применение магнитопровода с определенными (заданными) размерами;

2)применение в магнитопроводе пластин определенных размеров (при заданных размерах штампа). Эта задача имеет место при разработке серий дросселей с унифицированным размером пластин магнитопровода;

3)применение магнитопровода с заданным поперечным сечением, что обеспечивает удобную компоновку дросселя в светильнике.

Рассмотрим случай, когда дополнительные ограничения наиболее жесткие, т. е. заданы все размеры магнитопровода (а, A, Ъ, h, t). При этих ограничениях непосредственно по размерам магнитопровода, используя (6.7) — (6.9), можно найти коэффициенты тк, пж, 8к и произведение (BmJ):

BmJ=\2,5 ,А У А. .(6.52)

Для найденных тж, пж, ек на плоскости Вт, J могут быть построены ограничения по допустимым потерям, температуре, нелинейности характеристики и гипербола (6.52) (рис. 6.7). Множество Вт и /, лежащих на отрезке гиперболы MN, удовлетворяет поставленным ограничениям по потерям, тепловому режиму и т. д. и определяет магнитопровод с заданными размерами а, А, Ь, h, t. Из рис. 6.7 следует, что гипербола в общем случае не проходит через точку Е, и поэтому рассчитанный дроссель не является оптимальным. Чем меньше расстояние между гиперболой и точкой Е, тем меньше дроссель отличается от оптимального. Для того чтобы рассчитанный дроссель обладал минимальными потерями, необходимо выбрать Вт и / в точке L на пересечении гиперболы с линией минимальных потерь, на которой Р0б = Рег. Целесообразно рабочую точку выбирать вблизи центра отрезка кривой MN так, чтобы запас по различным ограничениям был приблизительно равным. Если гипербола не пересекается с областью допустимых Вт и /, то спроектировать дроссель с заданными параметрами с таким магнитопроводом нельзя.

Для второго дополнительного ограничения при заданных размерах пластин магнитопровода (заданных размерах штампа) известны A, b, h, t, а толщину а можно выбрать произвольно. Проведя серию расчетов, варьируя а, находим тх, пк, 8„ по (6.7) — (6.9) и произведение BmJ по (6.52). Для найденных

135

---

значений тж, иж, еж и ограничениям по допустимым потерям, тепловому режиму и другим строим область допустимых Вт и J. Производя такие построения для нескольких значений а, получим зависимосгь (BmJ)max = f(a). Используя (6.52), найдем значения а и произведения BmJ, при которых экономические показатели дросселя будут наилучшими (рис. 6.8)./

Для третьего дополнительного ограничения при заданных

размерах поперечного магнитопровода сечения L, и L2 фициенты тк и еж связаны следующими соотношениями для магнитопроводов типов Ш и Ш

т.

2[8K(i2/L1-l)+l]

а для магнитопровода типа П2

1

et(2L2/Ll-l)+V

5 др/е?и.т.

ДтУ=40,ЗЮ

K*fL\K,KM

Для дросселя со сборно-стержневым магнитопроводом

1

т.

"[(28,-1)/-2(8.-1)]

Вт J =25,2 10

{//(28.-1)%.

коэф-[5.2]:

(6.53)

(6.54) (6.55)

(6.56) (6.57)

Расчет ведется следующим образом. Выбираем лЕ по зависимостям пот=/[Х) (см. рис. 6.1) в соответствии с параметром минимизаций X. Задаем ряд произвольных значений еЕ и по (6.53) и (6.54) находим соответствующие значения тж, а по (6.55) определяем значение произведения (BmJ). Далее находим значение этого произведения по допустимой области в соответствии с поставленными ограничениями. Совместное решение BmJ=f(ex) дает значения еж и (BmJ) (рис. 6.9). При

Ml

к,впт

Рис. 6.9. Определение коэффициента е, при ограничении поперечного сечення дросселя (спецификация по рнс.6.8)

необходимости расчет может быть повторен для ряда значений иж, что позволяет определить оптимальные зйачения тк, иж, еЕ, Bm,J при наличии ограничений по поперечному сечению.

6.6. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА МАЛОГАБАРИТНЫХ ДРОССЕЛЕЙ

Несмотря на известные экономические преимущества люминесцентных ламп, их массовое применение в быту сдерживается из-за большой длины и соответственно громоздкости светильников. В связи с этим в конце 70-х годов возникла потребность создать компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), для чего было необходимо резко уменьшить диаметр и длину трубки. Первая задача была решена с появлением

Рис. 6.10. Компактная люминесцентная лампа типа SL: 1—стеклянный рассеиватель; 2—{/-образная разрядная трубка; 3—стартер; 4— дроссель; 5—монтажная панель; 6 — контактная система; 7—корпус; 8—цоколь типа Е27

Рис. 6.12. Зависимость удельных потерь от амплитуды магнитной индукции сплава марки 50Н для частоты и толщины ленты:

/—4,8 кГц, 0,1 мм; 2—4,8 кГц, 0,05 мм; 5—2,4 кГц, 0,1 мм; 4—2,4 кГц, 0,05 мм; 5—1,0 кГц, 0,1мм; б—1,0 кГц, 0,05 мм

Рис. 6.11. Компактная люминесцешная лампа тина //.

0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 34