Раздел: Документация

0 ... 20 21 22 23 24 25 26 ... 34

узкополосных люминофоров, активированных редкоземельными элементами, а вторая в основном технологическая задача решалась разделением разрядной трубки на несколько прямых частей, последовательно переходящих одна в другую и соединенных дугообразными участками.

В последние годы в ряде стран (в Нидерландах, ФРГ, Франции, США и др.) появились КЛЛ различной формы и конструкции, которые можно объединить в две группы [6.10].

Первая группа — КЛЛ с внешней оболочкой и встроенным индуктивным ПРА (рис. 6.10). Они состоят из дважды [/-образно изогнутой разрядной трубки, которая смонтирована на верхней части круглой металлической панели, вводы которой припаяны к схемным проводам. В средней части панели находится прямоугольное отверстие, в которое вмонтирован индуктивный дроссель, расположенный между изгибами разрядной трубки. Рядом с дросселем установлен бескорпусной стартер. Панель размещена в полом пластмассовом коническом корпусе, на котором закреплен стандартный резьбовой цоколь типа Е27. Со стороны разрядной трубки корпус КЛЛ закрыт стеклянным рассеивателем цилиндрической формы (прозрачным или опаловым). В настоящее время выпускаются КЛЛ типа SL мощностью 11, 13, 18 и 25 Вт, эквивалентные по световому потоку лампам накаливания мощностью 40, 60, 75 и 100 Вт соответственно. Световой поток КЛЛ типа SL примерно в 4 раза, а срок службы в 6 раз выше, чем у ламп накаливания, что приводит к существенной экономии электроэнергии.

В связи с малыми размерами КЛЛ при расчете дросселя следует учитывать соображения, приведенные в § 6.5, в части ограничения его поперечного сечения и превышения температуры. При определении значения произведения (BmJ) по допустимой области в соответствии с поставленными ограничениями наиболее жестким является ограничение по допустимому превышению температуры, а значения Вти J выбираются на оси симметрии кривой Рдр,доп (см. рис. 6.5), где произведение (BmJ) имеет максимальное значение.

Вторая группа — КЛЛ без внешней оболочки и с выносным ПРА (рис. 6.11). Такая КЛЛ представляет собой разрядную трубку, которая состоит из двух расположенных параллельно с зазором 2—3 мм прямых частей, соединенных у запаянных концов полым стеклянным каналом. Противоположные концы частей, в которых находятся электродные узлы, смонтированы в специальном двухштырьковом цоколе. Индуктивные дроссели для этих КЛЛ можно устанавливать независимо от них или выполнять в виде адаптера со стандартным ламповым цоколем на одном конце и специальным патроном на другом. Лампы типа PL используются в специально разработанных особо компактных светильниках, их также можно устанавливать во

Рис. 6.13. Кривые намагничивания никель-цинковых ферритов марок: 1—2000НН; 2—600НН; 3—200НН

1л	л-			г-
(,
т

0 100 200 300 t00 500 Нт,Л/м

многих светильниках вместо ламп накаливания. Компактные люминесцентные лампы типа PL выпускаются мощностью 7 и 9 Вт для сети напряжением 120 или 220 В, 11 Вт—для сети напряжением 220 В, укороченная КЛЛ мощностью 13 Вт предназначена для сети напряжением 120 В. Разработанный унифицированный дроссель для ламп мощностью 7, 9 и 11 Вт имеет потери 3—4 Вт. Его рассчитывают с учетом дополнительных ограничений по поперечному сечению и минимуму потерь.

В последние годы появились КЛЛ со встроенным электронным балластом, а также конструкции полупроводниковых ПРА, работающих на повышенных частотах (20—30 кГц). На таких частотах необходимо использовать материалы, обладающие большим электрическим сопротивлением, в целях уменьшения потерь на вихревые токи и установления намагниченности с наибольшей скоростью, так как на высоких частотах резко возрастают удельные потери в стали [6.11] (табл. 6.4).

На рис. 6.12 для примера показана зависимость удельных потерь от амплитуды магнитной индукции железоникелевого сплава марки 50Н при различной частоте [6.11].

Поэтому на частотах порядка десятков килогерц применяются неметаллические магнитные материалы—ферриты, удельное сопротивление которых составляет (5-Ю-5—108) Омм, что в 105—1011 раз больше удельного электрического сопротивления железа. На рис. 6.13 приведены кривые намагничивания никель-цинковых ферритов различных марок [6.11].

При расчете высокочастотных дросселей для полупроводниковых ПРА следует учитывать, что расположение воздушного зазора в дросселе должно быть таким, чтобы его поле выпучивания не создавало дополнительных потерь от вихревых токов в обмоточном проводе.

6.7. метод конструктивного расчета трансформаторов и автотрансформаторов с рассеянием

Широкое распространение, для включения разрядных ламп, имеющих повышенное напряжение зажигания, получили транс-

---

Рис. 6.14. Магнитная система трансформатора с рассеянием на стержневом магнито-проводе с двумя катушками (МШ—магнитный шунт)

Рис. 6.15. Магнитная система трансформатора с рассеянием на броневом магнитопроводе

форматеры* и автотрансформаторы с рассеянием, в «оторых с помощью магнитных шунтов ослабляют магнитную связь между обмотками. Трансформаторы и автотрансформаторы с магнитным шунтом иногда применяются для включения ламп типа ДРЛ и люминесцентных ламп в условиях низких температур. На практике наибольшее распространение получили два варианта конструкции: стержневого типа (П2) с обмотками, имеющими по две катушки, включенные согласно (рис. 6.14), и броневого типа (Ш) с обмотками, расположенными на среднем стержне (рис. 6.15). Первичная обмотка в таком трансформаторе подключается к питающей цепи, а ко вторичной обмотке подключается разрядная лампа.

Для получения оптимальной конструкции трансформатора необходимо минимизировать целевую функцию (массу, стоимость и др.). При этом трансформатор должен удовлетворять следующим ограничениям, определяемым условиями работы ПРА с разрядными лампами.

1.Потери в трансформаторе не должны превышать допустимого значения РтрРтр,доп-

2.Превышение температуры обмоток и магнитопровода трансформатора (на высокой частоте) не должно быть больше допустимого значения: АТАТ,, АГСТ< АГСТ,Д0П.

3.Для обеспечения надежного зажигания и горения разрядной лампы необходимо, чтобы напряжение холостого хода вторичной обмотки трансформатора было больше напряжения зажигания лампы (U2xU3), а ток вторичной обмотки в рабочем режиме должен быть равен рабочему току лампы

С2ном л.ном) 140

4.Для предотвращения превышения температуры обмоток и магнитопровода в пусковом режиме необходимо обеспечить допустимую кратность тока вторичной обмотки трансформатора при ее коротком замыкании:

•2*/ л,ном = /2к"/2к,доп= 1,62,0.

5.Для обеспечения стабильности и надежности работы лампы при колебаниях напряжения источника питания следует ввести ограничение по нестабильности тока первичной обмотки трансформатора в рабочем режиме при допустимых изменениях напряжения источника питания:

h I Аном = л 71Доп= 1>2- 1,5 при Ut I Utном = Kvi Kultдоп = 0,9 -=-1,1.

В пусковом режиме трансформатор создает на электродах лампы зажигающее напряжение U2x, а после зажигания лампы вторичное напряжение U2 = U„. Выбирая в рабочем режиме равные значения максимальной индукции Вт в магнитопроводе первичной и вторичной обмоток В1т = В2т и равные значения плотности тока обеих обмоток /, =/2, получаем для площадей окон первичной и вторичной обмоток:

$0 = S0K2.(6.58)

Таким образом, количество независимых параметров, характеризующих конструкцию трансформатора, сокращается до пяти.

По аналогии с дросселем при выполнении заданных ограничений минимум целевой функции обеспечивается выбором оптимальных значений Вт, J и трех безразмерных геометрических коэффициентов, характеризующих соотношение размеров магнитопровода. Тогда все остальные размеры и количество витков могут быть выражены через пять независимых параметров:

w2=jA2KJ2mKnJ; b = esA; Г=А(гк-1)/2; п = А[\/Кыткпк{гк-\)+1]. J

(6.59)

К этим уравнениям добавляются еще два—для магнитного

сопротивления шунта

/Сш--

2иАА./1

тЪки.1.

2KfJBJS*KMK,

~Scr

(6.60)

и коэффициента связи

---

R..

тпки2х1л

(6.61)

где рст—удельное магнитное сопротивление стали; осст—функция геометрических параметров магнитопровода трансформатора.

Из совместного решения (6.60) и (6.61) при Ксъ=\ можно найти приближенное значение А, которое обычно близко к истинному:

-•(6.62)

\j 2K$fJВтК„К,

Таким образом, все размеры магнитопровода и катушки можно выразить через пять независимых параметров (тк, як, е, Вт, J), и поэтому все экономические показатели трансформатора— объем, масса и стоимость активных материалов — могут быть представлены в виде

3 = KA{BmJ)g(mK,nK,sK).(6.63)

Для трансформатора, так же как для дросселя, были рассчитаны [6.12] оптимальные значения коэффициентов /их, п„ ек при фиксированных значениях Вти J для различных значений

0,5,

0/t

0,3

У	/ г
	3	=
	—4i

о

1

	J
	2

1

=0,4, Кш = 1,0; К=0,Ъ, Кш = 1,2;

Рис. 6.16. Зависимость коэффициента mt от параметра минимизации X для трансформатора с рассеянием (магнитопровод типа П2):

/-.К =0,4, Хш = 0,8; 2—А: =0,3, Кш = 0,8; J—К =0,2, Кш=0,8; 5- = 0,3, Кш = 1,0; 6-/=0,2, Кш=\$; 7- = 0,4, Кш=1,2;

9-=0,2, Кш = 1,2

Рис. 6.17. Зависимость коэффициента пж от параметра минимизации X для трансформатора с рассеянием (магнитопровод типа П2): / — = 0,2, Кш=0,8; 2 — =0,4, Кш = 1,2 142

		9/ /ОУ,

о

Рис. 6.18. Зависимость коэффициента е„ от параметра минимизации X для трансформатора с рассеянием (магнитопровод типа П2) (спецификация по рис. 6.16)

7

Рис. 6.19. Область допустимых Вт и J для трансформатора к лампе типа ДРИ400:

7-S„=SCI; 2—5ш=0,9 Scr

параметра минимизации X и при разных значениях Кы = Ко5 и Кш = Зш13ст, где Sm и SCT— сечения магнитного шунта и стержня магнитопровода (рис. 6.16—6.18).

Для построения области допустимых Вт и / в целях определения оптимальных параметров трансформатора с рассеянием были получены уравнения границ областей допустимых Вт и J для всех поставленных ограничений [(6.4) — (6.6)], которые показаны на рис. 6.19 для трансформатора к лампе ДРИ400. Из рис. 6.19 видно, что наиболее жесткими являются ограничения по допустимой температуре обмотки ДТ и К1раб. В то же время при 5CT = SUI (Кш=\) (рис. 6.19, кривая 1) ограничение по вторичному току короткого замыкания I2lL менее жестко, чем ограничение по К1раб. Поэтому без ущерба для характеристик трансформатора возможно некоторое снижение сечения шунта (рис. 6.19, кривая 2). Оптимальное сечение шунта 5Ш соответствует пересечению кривых, соответствующих ограничениям по //к и К1раб в оптимальной точке Е.

Затем по коэффициентам тк, як, ек и оптимальным значениям Вт и / рассчитывают все размеры трансформатора с рассеянием и его экономические параметры. На этом заключительном этапе определяют значение зазора в магнитном шунте, обеспечивающее заданный рабочий ток лампы. При расчете размеров воздушного зазора следует учитывать проводимости рассеяния и выпучивания магнитного потока в зоне шунта,

0 ... 20 21 22 23 24 25 26 ... 34