电抗器的设计电抗器的设计第一部分 电抗器的标准计算版本 1.0 日期 201204051.1.电学基础公式电学基础公式• 欧姆定律：I=U/R• 全电路欧姆定律：I= [其中r为内阻]• 功率计算：P = UI = I²R =1.11.1““功率三角功率三角 形形””如下图所示表示视在功率S、有功功率P和无功功率Q三者在数值 上的关系，它是一个直角三角形，两直角边分别为Q与P，斜边为SS与P 之间的夹角θ为功率因数角，它反映了该交流电路中电压与电流之间的相 位差（角）功率因数cosθ=S（KVA）Q（kva）P（kw）θ1.21.2三相电电压与电流的关系三相电电压与电流的关系1、星形连接+-A-+B+-CNN相电压为线电压为线电压是相电压的 倍星形连接 线电流等于相电流ABC2、三角形连接相电压为线电压为线电流是相电流的 倍1.21.2三相电电压与电流的关系三相电电压与电流的关系三角形连接 线电压等于相电压1.31.3容抗，感抗与串抗率容抗，感抗与串抗率• 2.2.电抗器设计计算电抗器设计计算• 计算流程容量计算铁心面积计 算线圈圈数计 算温升计算数值反馈修正2.12.1容量计算容量计算• 单相容量计算：P=UI=I2·R=I2·2πf·L三相容量计算：P= ·I线·U线=3 ·I线·U相• 压降 UL=IR=I·2πf·L• 压降理解：如同三峡水坝一样：当大坝把水拦住，水坝内 外形成水位差，水位差产生强大的压力使得“水往低处流 ”。
这水位差就像电路中的压降，电压降是电流流动的推 动力如果没有电压降，也就不存在电流的流动2.22.2面积积计算面积积计算AP=Kf（波形系数）Ku（铜线 面积占空比）f（额定频率）B（磁通密度）J（电流密度）Pt（电抗器容量）面积积公式解释面积积公式解释Kf(波形系数）是指电流波 形的有效值与平均值之 比 补充： 波形系数一般是 正弦波时取4.44，方波取 3.9Ku（铜线 面积占空比）是 绕线总 圈数与铁心窗口面 积的比值，一般取值0.2~0.4 ，在焊机产品上普遍取值 0.5f（额定频率）一般工频指 50HZJ（电流密度）一般取值 2~2.5B（磁通密度）一般取值 1.2T~1.4T（电路中有大脉冲 电流考虑磁老化取值应 偏大 ）2.32.3线圈圈数计算线圈圈数计算• Kf（波形系数）f（额定频率）B（磁通密度）AC（铁芯面积）UL（电抗器压降）铁芯面积铁芯面积bacd• 例题例题4.04.0铁芯几何尺寸设计铁芯几何尺寸设计电电抗器功率铁铁芯结结构选择选择硅钢钢片取型0 ~ 2kva壳式铁芯EI片2kva以上芯式铁芯CI片A=3aB舌宽a叠厚ca/2a/2•当a：c为1:1，•优点：1.此时散热最佳，2.用铜量最小。
•缺点：1.因是EI片是固定比列，绕组窗口占空比很低，无效边长太 长，2.绕组裸露在空气中的部分增大而导致漏感增大a : c主要应应用场场所1:1散热要求高1:2要求铁芯利用率高1:3高频电抗器1:0.8~0.9一般直流电抗器1:1.5~2常用电抗器2.4.12.4.1壳壳式式铁芯结构设计铁芯结构设计2.4.22.4.2芯式铁芯结构设计芯式铁芯结构设计绕线绕线 方式的选择选择绕组连 接方 式电流电感值特征串联小大压降每个铁芯占一半并联大-总线圈圈数每个铁芯占 一半（适于大功率）叠厚窗口面积 宽a窗口面积高常用尺寸选择选择舌宽以实际计 算得出数值a叠厚一般取值1.5~2.5a窗口高以实际计 算取值窗口宽一般取值 a~2a3 3电抗器气隙电抗器气隙•如图所示的Ｌ＝f（If）非线性曲线图中曲线1的气隙为lg1，曲线2的气隙为 lg2 Lg2大于lg1 •曲线1在小电流（IfI1）时，电感量迅速滑落 ；曲线２因有较大气隙，电感小，但在大电流（I1
为防止这一现象 ，故在轻载时要求有较大的电感值；满载时不需要太大的电感，允许较大的 气隙防止饱和因此高频负载重中理想的电感应如曲线３所示，电抗器气隙电抗器气隙• 。