传统的程式设计
例如:要设计40W电子镇流器,电路需要L=1.6mH的电感,试计算磁芯大小、绕线匝数、磁路气隙长度。

首先,计算磁芯截面积,确定磁芯尺寸。
为此,可由式(1)计算出磁芯面积乘积Ap
Ap=(392L×Ip×D2)/ΔBm (1)
式中:Ap——磁芯面积乘积cm4
L——要求的电感值H
Ip——镇流线圈通过的电流峰值A
ΔBm——脉冲磁感应增量T
D——镇流线圈导线直径mm
根据磁芯面积乘积Ap的计算值在设计手册中选择标准规格磁芯或自行设计磁芯尺寸。
在此ΔBm一般取饱和磁感强度的1/2~2/3,即:ΔBm=(1/2~2/3)Bs。
Bs在一般磁材手册中都是给定的,可以查找出来,所以,一般说,由式(1)计算磁芯尺寸,并不是难事,难在磁材本身参数的分散性,同一炉磁芯的参数差别有时会很大,手册中给出的Bs—H曲线和参数是统计平均值,所以依据式(1)算出的尺寸,还要在实际使用中反复检验修正。
磁芯尺寸确定以后,计算空气隙(对EI型磁芯就是夹多厚的垫片,对于环型铁芯就是开多宽的间隙)一般是按式(2)计算:
lg=(0.4πL·I2}/Sp·ΔB2m (2)
式中:lg——磁芯气隙长度cm
L——所需的电感值H
Ip——线圈中通过的电流峰值A
ΔBm——脉冲磁感应增量T
Sp——磁芯截面积cm2
一般地说,根据式(2)计算气隙大小,也不会太困难。困难仍在于ΔBm值,仅是厂家的统计平均值,对于同一规格的磁芯,不同厂家也是不同的,所以,依据式(2)算出的lg,仅是个大概值,还须在实际中去反复修正,也就是再试凑。
磁芯尺寸确定了,气隙长度也确定了,就可以确定需绕多少匝,才能达到所需的电感值L。
根据L=4μ·N2×10-9×A (3)
可得
式中:N——为所需的绕组匝数
A——磁芯的几何形状参数
要根据式(4)算出匝数,关键是要知道导磁率μ为多少,从厂家给的磁材手册上查,μ值也只是个范围。例如R2K磁芯,其初始导磁率实际上是在1800~2600之间,具体值得靠测量。测量磁参数的仪器,一般工厂是不具备的,于是要根据式(4)计算匝数就比较困难。尤其是在有气隙的条件下,导磁率比无气隙时下降了多少也是未知数。所以依据式(4)计算就更困难。一般是先假设μ,进行计算,算出匝数N,试绕好后测量L能否达到设计值,通常很难达到,则再另设μ值,再计算,这样反复试凑下去,直到接近预定的L值结束。
以上就是根据已知电感量L,求磁芯尺寸,气隙及绕组匝数的通用方法。
如果,设计一种镇流器只计算一个电感值L,采用这种试凑计算也就算了,现在要面对市场,需要种种规格的镇流电感,再这样试凑,不仅时间上拖延了新品的开发进度,试制材料上也浪费很多。当然如果有电感值计算仿真软件,就另当别论。
3 变通算法
根据前面计算出的磁芯尺寸、气隙长度,先绕制一匝数为No的电感,其实测电感值为Lo,则有
Lo=4μNo2×10-9×A (5)
令式(3)式(5)相除并整理后得:
式中:L——为要求的电感值
No——为已知的匝数
Lo——为已知的匝数下的电感值
这样,对同一参数的磁芯,只要知道L、No、Lo三个参数,即可求出匝数N。
实际制作时我们先在磁芯上绕(环形磁芯可以直接绕,EI型磁芯可在骨架上绕)No=20匝,在电感仪上测出Lo,将此值代入式(6),即可求出在该磁芯上应绕的匝数N。
间隙的确定:
(1)间隙的作用
图1及图2中的曲线①为无间隙时磁芯的磁化曲线及导磁率μ与B的曲线,图1及图2中的曲线②为有气隙时的相应曲线。
从图1及图2的曲线可看出,同一磁芯开了气隙后,可使B—H曲线斜率降低,使磁芯饱和点右移,从而增加了磁芯抗直流磁化的能力。但气隙的加入,又使导磁率下降,所以气隙有个最佳值,即在电感线圈通过最大峰值电流时,磁芯不进入饱和,同时又不致使导磁率降得太低,因为从式(3)可知,在所需电感量一定时若导磁率降低势必要增加线圈匝数,这是个矛盾。
(2)确定最佳气隙
按该镇流电感所通过的最大电流峰值Ip,利用直流磁化电源,和电感测试仪配套连接,使通入的直流电流达到Ip时,电感量下降不超过零电流时的10%,即认为磁芯已经到达最高Bm值,此时的间隙即为最佳气隙长度。
如果通入Ip时,电感下降值超过10%,说明间隙小了些,可适当再加大点,如果在Ip时,电感不下降,说明间隙片大了点,应适当减小点,这样,边测边改,十几分钟就确定了最佳气隙长度,避免了利用式(2)计算气隙时因Bm值不确定带来的反复试凑的麻烦。
根据上述可归结出电感值计算三步法,即在根据电路要求或灯电参数确定了镇流电感值L后,可按下述三步进行:
①利用式(1)确定磁芯尺寸;
②用直流磁化电源和电感测试仪确定气隙;
③利用公式(6)计算所需的匝数。
当然,这样确定的镇流电感值还要装到电路里进行实验确认。一般只需作简单的匝数修正即可满足设计要求,用这种变通法设计镇流电感,绕开了对磁材磁性能指标如μ及Bs的准确了解,而能顺利设计出需要的电感值。
4 应用效果
(1)我们在开发研制出的许多系列节能灯产品中所用的镇流器电感,都是按上述三步法设计的,效果良好。
(2)利用变通计算法在已知产品的电感值,磁芯尺寸及间隙厚度条件下,反求其绕线的匝数。
当有的电感绕组不能用测圈仪测量其匝数时,只好一圈一圈拆计数,对EI型磁芯还好拆,对于环形铁芯拆起来较困难,尤其是小环、线细、匝数多的情况,现在利用变通算法,只要设法在原电感上绕20~30匝线,再测出新绕电感值Lo代入式(6)即可求出该电感的实际匝数。
(3)利用变通计算法控制环形铁芯电感量的一致性。
在铁芯卷绕及加工间隙时,由于操作工艺上的问题,会造成间隙厚度和形状不一致,这样,如按固定的匝数进行绕制,势必造成各个环形电感值的很大差异,不符合设计要求。
为解决这个问题,一般采用宁肯多绕几圈的办法,在测量电感值时,再把多余的圈数拆掉(当然拆几圈比增加几圈简单一些)
我们在开始生产250W钠灯镇流器时,唯恐绕好后有的电感量不够,就宁肯多绕十几匝,结果逐个检测电感量时,发现有的电感量基本接近设计值,而有的多绕了十几匝,只好一个个地拆掉多余的匝数,浪费了铜线也费了工时。
为此,我们专门设计了一个工装,用此工装结合LCR测试仪可直接对每个铁芯进行Lo的测量,并用标签贴在铁芯上。工装的No为30匝,测量一个批量后,用公式(6)计算,即知同一L值的铁芯上应绕的匝数。
对于某一功率的镇流器,L是已知的,如250W钠灯镇流电感,L一般为190mH左右,则:
这就把一个较复杂的计算问题简化,交由生产线工人来操作。
公式是,复制不过来,网址是:
http://www.kg114.com/jszl/zs/2009-11-19/11720.html
希望对您有帮助!
不知道你用的是什么型号的机器,只提供最通用的2000机型,如果是其它机型需要提供具体的机型号。
CJW-2000荧光磁粉探伤机说明书
警 告
※ 操作使用本设备前必须详细阅读使用说明书,熟悉各按钮功能及设备的整个工作流程;
※ 操作使用人员必须持证上岗,否则可能直接造成误判,甚至漏检,无证上岗人员开出的探伤报吿无效;
※ 设备的配置电缆经过严格计量,不得随意加长或截短,否则可能造成设备磁化电流供应不足,或极可能造成设备过载而损坏;
※ 电源进线严格按照技术参数要求配置,必须加装相应功能的自动空气开关;
※ 设备不得与大功率,中频、高频设备并网使用电源;否则有可能造成设备的损坏;
※ 设备使用场地必须配备灭火器件;
※ 设备外壳必须良好接地。
一、设备型号 CJW-2000荧光磁粉探伤机
二、磁粉检查的基本原理
当一个由铁磁性材料制成的工件被放在磁场中,磁场中波动的磁力线被吸引到工件表面上并通过它。如果磁力线被迫通过一个裂痕,磁力线将绕过这一区域形成“漏磁场”,这时将磁粉散布在零件表面,就会在裂痕处堆积成缺陷形磁痕,显示零件缺陷的大小和位置。磁粉的颜色应与零件表面颜色形成鲜明的对照。
三、用途
该机是根据磁粉探伤原理和JB/T8290-1998的要求设计的,适用于用交流磁化各类磁性材料制成的小形轴类零件,能检查出零件表面和近表面因锻压、淬火、研磨、疲劳而引起的裂痕及夹渣等细微的缺陷。可对工件分别进行周向、纵向、复合磁化和自动退磁。

四、主要技术性能指标
1.磁化方式:周向磁化 纵向磁化 复合磁化
2.磁化电流: 周向0-2000A标准负载条件下连续可调 纵向0-12000AT 连续可调
3、电极间距:500mm 可调节
4、夹紧行程:50mm气动(气压0.4Mpa)
5、探伤节拍:20S/件
6、磁化效果:工件表面A型2#试片显示清晰
7、退磁效果:不大于240A/M(3GS)
8、纵向线圈匝数:8T
9、设备暂截率:20%
10、电源:三相四线,380V±10% 50Hz 磁化时最大电流约60A/相;(建议使用6平方毫米以上电源进线)
11、总重量约0.6吨
五、设备的组成及结构特点
1、概述:
本机由磁化电源控制系统、夹持装置、磁化线圈、储液箱、喷洒系统等并以相应方式联于一体。
2、磁化电源控制系统
磁化电源控制系统放在机床下部,控制面板装在机床左前面,电气安装板上面装有交流接触器、空气开关、可控硅组件、电源变压器、保险丝座、输出端子、PLC等主要控制元件。
3、夹持装置
CJW-2000型荧光磁粉探伤机夹持装置主体以薄铁板材料弯折焊接而成,整体结构趋于合理美观。它以集液槽为界分为上下两部分,下部装有两只主变压器、两只互感器和连接铜排,其上半部由电极导轨,磁轭线圈,移动电极。集液槽采用不锈钢板焊接而成,集液槽装在床身上与床身组成整体。下右侧部为储液箱。
4、储液箱
储液箱为独立整件,它根据液体流动原理设计成型,上盖上装有125W电动机两只 ,进行搅拌和抽液,容积为30升,置于床身内右侧部。
六、设备的安装和连接
本机安装时只要将机器放置在混凝土水平地面上即可。把插座连接好,打开电源柜门板,对照线号将四根电源连接电缆接到相应的端子上,注意不可接错,以免造成机器损坏。(机床外壳应良好接地)
七、设备的使用
1、电极夹头的间距调整 移动电极:夹头间距可在0-500mm内进行手动调整。
2、磁悬液的配制(在使用油磁悬液时要注意防火在工作场地应备有灭火器件)
A、荧光磁粉:1.8-2g/L液体(油液为无味煤油,在使用油液时注意防火) 水液加分散剂: 3g/L;消泡剂: 2g/L。 防锈剂: 5g/L
B、非荧光磁粉:10-20g/L
3、磁化电流的选择
A、周向磁化电流一般可按下式计算:
连续法:I=12D-15D
剩磁法:I=20D-25D
I-采用电流值(安培)
D-试件直径(毫米)
以上为推荐数值,如果试件有特殊要求时,I与D关系可自行选择。
B、纵向磁化电流一般大于周向电流
八、设备的操作
在操作使用本机前应仔细阅读技术说明书中的相关内容,熟悉该机的技术性能和工艺规范,仔细检查接线无误后方可开机操作。 本设备可在手动和半自动状态下操作。在手动状态下操作时首先接通电源开关,电源指示灯亮。上料→夹紧→喷液→喷液磁化→磁化→松夹→观察→退磁→下料。本设备在半自动状态下操作时。接通“电源”开关,电源指示灯亮。首先进行上料,这时只要按动一只工作启动按钮。设备就可按照设置好的程序进行工作。 半自动操纵工艺流程 上料→按工作启动按钮设备就可按照设置好的程序进行夹紧→喷液→喷液磁化→磁化→松夹→观察→按退磁→下料。
注意:在手动“充磁”时,应注意的是连续充磁时间不应大于2S,两次充磁的时间间隔不应小于5S,这是由于该机设定暂载率所决定的,否则将造成整机的发热部件过热,造成机器不必要的损坏。
九、设备的保养与维护
A、保养与维护
1、本设备应在清洁干燥无腐蚀性气体,通风良好的环境中放置与使用。
2、设备的周围不应有产生强电磁干扰的设施存在。
3、设备的操作使用与维修应有专人负责。
4、每班工作前后应对设备进行清洁打扫。
5、对储液箱中磁悬液要定期检查,过滤网应定期进行清洗。
6、应定时检查润滑件,保持良好的润滑。
7、经常检查磁悬液喷嘴并清除杂质,检查喷液阀门并清除阀体内杂质。
8、定期检查保护接地装置,保持接地良好。
9、纵向磁轭线圈应保持清洁,不可将杂质粘于线圈间隙中。
10、下班时应关闭电源和气源。
B、异常状态的检查
1、不能开机 首先打开电源柜,检查配电板右上角的空气开关Q0是否合上。
2、开机后不能工作
(1)看是否在“自动” 还在“手动”键。
(2)PC机工作是否正常,PC有无报警指示。
3、某路电流无指示
(1)查看该路的快熔器是否烧坏。
(2)周向是否夹紧或是否夹持有工件。
4、无电流 (
1)是否无工件,工件两端接触不良。
(2)电流没有调到所需值,查保险丝。
(3)查看电位器好坏,对换触发电路板看是否好坏。
5、某路电流不能调整
(1)换可控硅组件。
(2)查看电位器好坏。
(3)对换触发电路板看是否好坏。
(4)某路无电流,磁化时先检查主变压器T1初级电压是否从0-380V可调,如果不正常再检查主变压器初级以前电路,如果正常再检查主变压器初级以后电路。
十、设备常规参数的检查
1、磁化效果 在被测工件上需探伤部位粘上A型2#标准试片,在相应磁化条件下能清晰显示相应的裂纹
2、磁悬液浓度测试 在GB3721规定的方法下进行标准浓度测试,或用100 ml沉淀管测试。
十一、 附电路图
1、 主电路原理图
2、 触发电路原理图
3、 装箱单
4、 合格证

附磁悬液的配制
1、荧光油磁悬液的配制: 荧光磁粉是以磁性氧化铁粉、工业纯铁粉、羟基铁粉等为核心,外面包覆一层荧光染料而制成的。荧光磁粉与非荧光磁粉相比,荧光磁粉在紫外光激发下呈黄绿色荧光,色泽鲜明容易观察,可见度和对比度均好,零件缺陷显示更清晰,使用于任何颜色的受检表面(需配紫外线光源)。使用荧光磁粉,能提高检验速。有效地降低漏检率,减轻工作人员眼睛疲劳。配制荧光磁粉油悬液时,应当采用无味煤油作分散剂,而不能采用其它本身可发荧光的煤油,因为这些煤油一方面会使工件表面产生荧光,干扰缺陷的显示,另一方面会降低荧光磁粉的发光强度。 配制比例:每升无味煤油加1.5-2克荧光磁粉。
2、荧光磁悬液配方 材料1.无味煤油 100%,1.5~2克磁粉(推荐使用) 材料2.煤油+变压器油冬天70+30,1.5~2克磁粉 材料3.煤油+变压器油夏天60+40,1.5~2克磁粉 材料4.煤油+10#机油70+30(很少用)1.5~2克磁粉 配制方法:先用少量煤油将磁粉润湿,然后加入其余煤油。 国产无味煤油主要物理性能如下: 密度(g/㎝3)0.753. 闪点(℃) 57运动沾度(厘斯<托克斯>)2.03 色度(密氏)>25.沸点范围(℃)177~192 含流量(%)无.冰点(℃)<-50
3、荧光水磁悬液的配制: 配制荧光磁粉磁悬液的水分散剂要严格选择,除了满足水分散剂的各项性能要求外,还不应使荧光磁粉结团,溶解和变质。建议YC—2型荧光磁粉可使用YF型磁粉散剂或采用下述配方: 乳化剂(JFC)5g.亚硝酸钠15g 消泡剂(28#) 0.5g~1g.荧光磁粉1.5g~2g .水1000ml 配制方法:将乳化剂与消泡剂搅拌均匀,并按比例加足水,成为水分散剂,用少量水分散剂与磁粉搅拌均匀,再加入余量的分散剂,然后加亚硝酸钠。 磁悬液的浓度是指每升液体中含磁粉的克数。浓度太低,小缺陷会漏检;浓度太高,会使降低衬度,而且会在工件的磁极上沾附过量的磁粉,干扰缺陷的显示,所以配制浓度要适宜。
4、要注意油磁悬液的回收利用不要将使用过的磁悬液任意排放。


