节电电感新设计.ppt

节能电感镇流器的设计原理 复旦大学光源与照明工程系 国际铜业协会（中国） 一、前言 在绿色照明工程中，镇流器是一个极为重要的光源电器配件。它的发展受到许多方面的关注。 是电子镇流器还是电感镇流器？这是各方面人士存在较大分歧的一个问题。我们认为：根据这两类镇流器的原理、技术依据、历史发展和使用统计来看，小功率气体放电光源（40W以下）应该坚持以电子镇流器为主，因为它节能效果明显，一体化程度高；而对于高强度气体放电光源（100W以上）目前还是应该以电感镇流器为主，因为它节能效果与电子镇流器相当，电路可靠度高。 电感镇流器必须是节能型的。即节能型电感镇流器。 各类镇流器的能耗比较 国内大量的电感镇流器仍是传统型老产品，其性能稳定，价格便宜，但功率损耗大。从我国的国情出发，如果把传统电感镇流器更新为节能型的，将会取得可观的节能效果，而且在技术上、经济上皆是可行的。根据预测，如果将目前中国传统电感镇流器年产量100%转为节能电感镇流器，每年可以节电9亿千瓦小时。这相当于节省11.16亿元新建电厂投资，减排100万吨二氧化碳。 二、节能型电感镇流器的技术特性 节能电感镇流器与一般传统电感镇流器的区别在于三个基本参数： 镇流器功耗限定的上限值， 系统功率因素的最小值 最大启动电流。 节能要求 电感镇流器与灯配套工作时系统基波功率因数较低，一般在0.43～0.55之间，如果考虑到高次谐波，则总功率因素则更低。 节能电感镇流器将系统功率补偿到0.85以上，有如下参考数据。 荧光灯每瓦大约需补偿0.1～0.12μF; 高压汞灯每瓦大约需补偿0.1～0. 12μF ； 高压钠灯每瓦大约需补偿0.12～0.13μF : 灯预热电流与灯标称工作电流之比 优质品 一等品 合格品 ≥30W ≤1.6 ≤1.8 ≤2.1 ＜30W ≤1.45 ≤1. 55 ≤2.1 能效因数Ballast EfficatyFactor－BEF 是综合性评价镇流器能源利用效率的指标。 镇流器能效因数（BEF）的定义： 镇流器能效因数（BEF） 流明系数（BF）： 三、Bm与节能电感镇流器技术特性的关系 1.???????? 电感镇流器铁心材料的能耗 电感镇流器铁心材料的能耗有以下形式： l?磁滞损耗 l?涡流损耗 l?铜阻损耗 l?漏磁损耗 l?介质损耗 l?延迟损耗 其中磁滞损耗，涡流损耗称为铁耗，是铁心材料的主要损耗。其值为： 可以看出，铁损与峰值磁感强度Bm的平方成正比，降低铁芯中的峰值磁感强度Bm对于降低功耗效果十分显著。 2、Bm与电流波形因子 降低Bm值，虽然增加了少量铁磁材料，但使镇流器工作于线性区，结果使电流波形基本呈正弦型，电流波形因子接近1.41，这对灯管的寿命益处很大。 电流波形因子与灯寿命的关系 3.Bm与功率因子 设线路的供电电压为理想的正弦波，无电压谐波。如果这时电流为非正弦信号，功率因子为： 两种不同Bm取值的镇流器功率因子示意图 4、Bm与电压异常保护 对镇流器的技术要求分为正常使用与非正常使用两种：其中非正常使用主要是在电压异常时，即电源电压提高10%（243V）时，电流有规定值。由于节能型电感镇流器与传统型电感镇流器在电压异常时，铁心呈现的饱和程度不一样，故电流的增加值相差很大。节能型电感镇流器更为安全一些。 两类电感镇流器的电压异常时比较 镇流器寿命比较 镇流器寿命取决于镇流器的温度。 温度与寿命的关系呈对数关系，温度低10度，寿命增加一倍。 节能镇流器的温度比传统镇流器低40度左右，因此它的寿命是传统镇流器的16倍，理论寿命可以达到50年。 节能型电感镇流器铁心材料的形状 设计方法 镇流器铁芯的设计就是选择一个合适的面积乘积值，使它在额定视在功率时，在规定的温升范围内，使铜损和铁损最小 假设有一只镇流器，其铁耗为PC瓦，线圈内阻的等值电阻为R欧姆，灯电压为U伏工作电流为I，试求在什么情况下，镇流器的效率η最大。 四、双功率镇流器的设计 所谓双功率镇流器实际是一种节能型的电感镇流器，它的电感量可以进行变换，从而使灯的功率随之发生变化。如果变化次序是根据照明环境的需要而设定，即在正常情况下，灯按设计要求在额定功率下运行；在一些特殊情况下（例如道路照明的深夜；火车站无火车通过时；亮化工程的非重大节日时等等），灯不能熄灭，但不必照度很大，而且又要兼顾均匀性，这时可以使灯降功率运行。具体方法是变换镇流器的电感量，增大电感量能使灯功率下降。这种镇流器称之为双功率镇流器。 双铁心并联型双功率镇流器电路 单铁心串联型双功率镇流器电路 常规镇流器电路 双功率镇