带气隙电抗器的设计计算正激式电源的输出电抗器设计

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1、带气隙电抗器的设计直流电抗器是由一定形状的带气隙铁芯和绕在铁芯外的导线组成的，由于电流导体（铜）和磁导体（铁）价格差异，而组成电抗器的两种材料又存在内在固有的物理关系，因此，设计一款合适的电抗器绝对是一门艺术－－－一门遵循铁磁理论的艺术一,设电抗器气隙为：lg（单位m）－－－lg＝2σ，σ为气隙厚度磁芯最大磁通密度为：Bm（单位T）电抗器匝数为：N（单位匝）电抗器电感量为：L（单位H）流过电抗器的直流电流有效值为：I（单位A）*1注1：以上所有量纲均采用国际单位制二,公式推导：1,电流I在匝数为N的线圈中产生的磁动势为：εm＝NI2,带气

2、隙磁心的磁阻为：Rm＝Rmf＋RmaRmf为磁路的磁阻Rma为空气隙的磁阻他们分别为：Rmf＝lc/μ0μrfSRmf＝lg/μ0μraSμrf，μra分别为磁芯相对导磁率和空气相对导磁率lc为磁路长度lg为空气隙长度故整个磁路总磁阻为：Rm＝lc/μ0μrfS＋lg/μ0μraS由于μrf比μra大三个数量级。当lc不比lg也大同样数量级时，我们可以认为lg/μ0μraS远远大于lc/μ0μrfS。我们理当略去低数量级小项，同时忽略气隙带来的边缘磁场效应的影响。权作工程近似*2所以可以得出：Rm＝lg/μ0μraS＝lg/μ0S－－－μ

3、ra空气相对导磁率为1注2：这样的近似可在工程计算上带来一定的余量，因此可以预期：其结果一定是趋于安全方向的3，于是可以列出磁芯中的磁通量：Фm＝εm/Rm＝NI/（lg/μ0S）＝NIμ0S/lg4,磁芯中磁通密度为：Bm＝Фm/S＝（NIμ0S/lg）/S＝NIμ0/lg于是得出气隙公式：lg＝NIμ0/Bm－－－－－－－－－-（1）*35,设想在电抗器上加一脉冲电压，于是有：N＝VΔt/Bm－－－－－VΔt＝IL（此线性关系是基于对带气隙电抗器感抗是常数的肯定）＝IL/BmS和（1）式合并后可得：L=N2Sμ0/lg－－－－－－－－

4、－－－－－－－－－－－－（2）*3注3：μ0＝4π×10-7采用式（1）可以在已知电流，磁芯材料参数和绕组匝数的情况下求得电抗器不饱和时的气隙大小;采用式（2）可以在以上基础上求得电抗器电感量。将两式输入Excel电子表格，即可进行自动运算。http://www.szhuayilong.com/铝塑复合管是九十年代的先进产品，是建设部重点推广逐步取代镀锌水管的理想产品。由于其耐腐蚀、重量轻、可弯曲、成本低等各种优异性能，将大规模地推广到石油、化工、燃气管道、供水管道等领域。随着铝塑复合管用途的日益广泛，生产该产品的厂家也日益增多，而进口的

5、焊机价格昂贵，为此，要进行这一领域的深入研究和分析。我们应用开关电源、电力驱动控制的有关知识，作了用在这种场合的焊机电源的研究，旨在替代价格昂贵的进口设备。下面介绍这方面的一些体会。1.　　　方案选择系统框图如图1所示，在考虑方案选择时，用半桥或全桥作为逆变器原边的开关电路均可。图1所示为半桥方案，其中C1、C2作为桥的二臂，IGBTV1、V2作为桥的另二臂；桥对角线接高频变压器原边绕组，高频变压器副边绕组的高频交变电压经VD1、VD2全波整流得直流电压。工件（待焊的长管）接正极，焊枪（钨棒）接负极，所以选择这种正接极的极性（相反极性称反

6、接极），是因为阳极（长管）可以得到较高于阴极的温度，从而得到较大的熔深，相对同一管厚的管子，其焊接效率高。本方案的电极采用非熔性钨棒作为负极的正接TIG焊，因电极损耗低而适合于生产线，也不存在金属熔滴过渡问题，电弧稳定，用氦气氩气等惰性混合气体作为保护气适应于铝管焊接生产线。　控制系统采用带软启动的电流闭环反馈系统，具有恒流源特性和过流、过温保护。对基流、占空比、叠加的脉冲频率、起弧和收弧时间均可根据焊管的材料、壁厚、焊接速度及工艺环境等进行灵活的调节，以确保焊缝质量和工作的可靠。2.　　　负载特性与外特性的配合根据国家有关钨极氩弧焊逆变

7、器的技术标准，其外特性和负载特性如图2曲线1和曲线2所示。电弧电压与电流的关系式为：Uf=f（If）=10+0.04If（V）　　当If大于600A时，保持Uf为34V；最小电流Ifmin为1%的额定电流，最大电流本设计为300A。最大短路电流Iwd为1.2Ie（Ie为额定电流），如果超出此数值，设备视为不合格，存在可靠性问题。本系统经调试后能提供3~300A可调的稳定弧　　　　　　　　　流，在每个工作点上均有恒流特性。短路时，Iwd限在360A，经短暂延时后系统自动跳闸，处于保护状态。　　外特性曲线Uy=f（Iy）由斜降和陡降二段组成。

8、外特性与负载特性相交的点A、B、C均在陡降部分故系统能稳定运行。3．高频变压器的设计　　高频变压器起着降压和传递电能的作用，它的结构参数及制作工艺质量直接影响到逆变主电路的工作性能和安全。本电