单相交流稳压饱和电抗器的电磁计算

已知电源电压U＝380V，f＝50Hz，负载功率PL＝20W，负载电压UL＝220V，负载功率因数cosφ＝1。稳压要求：电源电压由400V（105%Un）到340V（90%Un）范围内变化（Un为额定电压），而负载电流变化100%时，负载电压偏差小于2%，负载电流为91A。

为了防止空载时负载两端电压过高（例如达电源电压380V），可在负载两端并联感抗。取空载时流入感抗电流为16A，根据向量关系，可以求得在满载时、负载总功率因数下降为0.95，而满载电流则由91A 升为95A。

表9.1　不同电源电压下的Ug计算结果

已知工作绕组电压Ug＝8.88f BmNgSc，改变控制电流，可以改变Ug。利用Hg一定时，磁特性曲线Bm＝f（Hk）来计算。

选择饱和电抗器参数时，应使工作点处于磁特性的陡降垂直段范围内，这样可以保证Hk有很小的变化时，将会使Bm的很大的变化。

当Hg不变（即负载电流不变），而电源电压波动时，铁心磁状态只在磁特性的陡降垂直段上下变动。当电源电压不变，负载电流变化时，磁状态将沿水平方向（Bm不变）由最小Hg的磁特性，转移到最大Hg的磁特性上，当电源电压与负载电流同时变化时，磁状态将在Hg最大和Hg最小的两条磁特性所包括的区域内变动，最大Bm及最小Bm相当于电源电压上限和下限值。

（1）在额定条件下（电源电压及负载均为额定值）饱和电抗器主回路的功率为

（2）为了减小铁损，B 应取小一些，设最大Bm取为0.9T，则额定情况下磁感应为

式中：Bmax为最大电源电压及最大负载电流时的磁感应。

（3）铁心体积为

取额定工作时铁心中交流磁场强度Hg＝41A/cm，则代入上式计算得一个铁心体积Vc＝1565cm3。

取Π 形冲片，尺寸如下：柱宽a＝6cm，窗口宽c＝6.6cm，磁轭宽e＝13cm，磁路平均长lc＝100cm。

（4）工作绕组(www.xing528.com)

取电流密度j＝1.2A/mm2，则导线截面应为79mm2。

（5）控制绕组计算

由磁特性上求得相应于0.64T 及Hg＝41A/cm 的控制磁场强度Hk＝40A/cm。

取j＝1.45A/mm2，则圆导线直径可取1.87mm。