日光灯镇流器的计算
日光灯电路参数测量实验中电路参数计算问题
日光灯电路参数测量实验中电路参数计算问题作者：张志雄张静之赵春锋来源：《中国教育技术装备》2017年第20期摘要典型的日光灯电路参数测量实验中，根据实验数据，用两种不同的方法计算电路参数，算出的电路参数值相差较大。
用Multisim仿真日光灯实验电路，理论数据与实验数据的对比表明，电路参数值之所以有很大差异，主要原因是把日光灯当成一个纯电阻所致。
将日光灯近似为一个电阻和一个电感的串联，将能更好地模拟日光灯实际工作状态。
关键词日光灯电路实验；Multisim仿真；电路参数；日光灯电路模型中图分类号：G642.423 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2017）20-0134-05Discussion on Curcuit Parameters Calculation in Electrical Engineering Experiment of Fluorescent Lamp Circuit//ZHANG Zhixiong， ZHANG Jingzhi， ZHAO ChunfengAbstract Based on the measurement data in the traditional electrical engineering experiment of fluorescent lamp circuit， the values of thecircuit parameters calculated in two methods have a significant diffe-rence. After simulating the experimental circuit by Multisim， andcomparing the experimental data with the simulation data， this difference was investigated and induced to the unreasonable circuitassumption that fluorescent lamp was a pure resistor. If the fluore-scent lamp was assumed to be a series induction and resistance cir-cuit， the simulation circuit would be a better approximation to theactual fluorescent lamp circuit with respect to the traditional assump-tion.Key words fluorescent lamp circuit experiment； Multisim simula-tion； circuit parameter；fluorescent lamp circuit model1 前言电工技术类课程教学中，正弦交流电路分析一直是学生学习上的一个难点。
镇流器电子镇流器的常用术语
1、镇流器（安定器）损失值（Ballast Loss）这一数值代表电子镇流器（电子安定器）本身所消耗的能源转换成热能而非光能，此数值可由总输出功率减去全部灯管所消耗的功率，一般而言，传统40W 双灯之镇流器约消耗22W，而电子镇流器约为7W。
2、光输出比值（Ballast Factor）这一数值可以看出使用电子镇流器光输出的相对效果，其值是由测得电子镇流器的光输出值，除以标准镇流器点灯下的光输出值，所求得百分比，一般而言，此一数值愈高，代表光输出效果愈佳，对电子镇流器而言，不得小于0.9，但也有为专门强调高输出值而设计的电子镇流器，其光输出比值可高达1.18至1.28 。
3、镇流器效率值（Ballast Efficacy Factor）这一数值可同光输出比值（Ballast Factor）除以镇流器输入功率值（Input Power），在美国市场卖方通常以这一数值，来衡量比较各家电子镇流器效率的优劣，这一数值愈高，代表电子镇流器的效率愈佳。
4、波峰比（Crest Factor）也叫波高率，此一数值大小对灯管的寿命有直接并且攸关的冲击，绝大多数的灯管厂商建议此一数值最好小于1.7，过高的数值容易造成灯管黑化，降低灯管的使用寿命，而波峰比的定义是指使用电子镇流器对日光灯管点灯时，所产生的峰值电流除以平均电流而求得。
5、功率因素（Power Factor）这一数值可以表示电子镇流器将外界输入电压和电流转换成可供使用功率的效率值，功率因素值愈高，峄供应电力系统之公司（指电力公司）十分有利，国外的电力公司为鼓励消费者使用高功率因素的电子镇流器，比采用补贴政策，但是一般消费者以为PF值愈高愈省电，这是一种错误的观念，其实省电的多少和PF值没有关联。
6、总谐波（Total Harmonic Distortion）一般三相式供电系统频率周期（50/60HZ）3的倍数（3、6、9、12）容易对交流电的正弦波造成扭曲，导致引起不当的大电流，对电器设备有所伤害。
日光灯电子整流器电路工作原理及13种电路图解析
日光灯电子整流器电路工作原理及电路图日光灯为何一定使用整流器？因为日光灯拥有负系数的阻抗特征：电流越大，电阻越小，灯管两头电压渐渐减小。
而电源电压恒定，则剩余的电压会破坏灯管。
因此一定在电路上串连一个拥有正系数阻抗特征的原件——整流器，来分担剩余的电压。
II灯管灯管U第一种电路简介：D1~D4，整流电路C1~C2/R1，稳压电路R2~R3/C3，充放电电路Q1~Q2/L1~L3，锯齿波振荡发生电路L4，起辉/限流C6，灯管运转中经过细小电流，协助加热灯丝。
图表1整流器U原理市电经D1～D4整流后，由C1、C2稳压、滤波后，获得±150V左右的电源。
电源经R3、R2对C3充电，当C3两头电压达到18V后，D7导通，Q2正偏导通。
当Q2一旦导通，C3经过Q2、R6放电，为Q2由导通变成截止作准备。
4.L2上部电位快速降低，因为电感线圈特征——保持电流稳固：因此，L2上产生持续向下贱动电流，即产生自感电势：上负下正。
5.同特芯耦合线圈作用，L1上产生一个上正下负感觉电势，R7电位上涨，Q1由截止变成导通。
C3放电使得R8电位降低，和L2共同作用，使得Q2截止。
Q1导通、Q2截止后，C3又恢复充电，为Q2导通作准备。
8.这样Q1、Q2交替工作形成振荡状态，在L1、L2上形成锯齿波形信号。
振荡信号经L3耦合、并由L4放大升压输出：Q2导通、Q1截止时：电流回路：C2上端为正——经过下灯丝——C6——上灯丝——L4——L3——Q2——R6——C2下端。
Q1导通、Q2截止时：电流回路：C1上端为正——Q1——R5——L3——L4——经过上灯丝——C6——下灯丝——C1下端。
使L4、C6构成的串连谐振电路谐振，产生较高的脉冲谐振电压使灯管燃亮，灯点燃后，因为大多数电流流经灯管，C6电流很小，串连谐整停止，L4起到限流的作用，Q1、Q2持续交替导通，将300V直流电源逆变成25KHZ左右的锯齿波形电流（灯管正常后，灯管两头约为110V电压，其余电压由整流器肩负）。
节能灯节能计算方法
节能灯节能计算方法节能灯节能计算方法一、某家庭按使用15只灯泡电费计算：1、普通灯泡电费：15只灯×40W/只×5小时/天×30天=90000W/小时=90度每月电费=90度×1元/度=90元2、节能灯的电费：15只灯×8W/只×5小时/天×30天=18000W/小时=18度每月电费=18度×1元/度=18元3、EEFL节能灯电费：15只灯x5w/只x5小时/天x30天=11250w/小时=11度即这个家庭使用节能灯后每月可以节省电费：90元—18元=72元，一年就可以节省电费864元。
如这个家庭使用EEFL节能灯后每月可以节省电费：90-11=79元，一年就可以节省电费948元。
二、某纺织厂按100只灯24小时电费计算：1、原T8日光灯40W，实际能耗40W+10W(镇流器)=50W;100只×50W/只×24小时×30天×12月=43200000W/小时=43200度年用电费用43200度×1元/度=43200元2、替换型T5节能支架灯，实际功耗26W;100只×26W/只×24小时×30天×12月=22464000W/小时=22464度年用电费用22464度×1元/度=22464元3、替换成EEFL节能灯，实际功耗5w200只x5w/只x24小时x30天x12月=8640000W/小时=8640度4、每年节电：43200-22464=20736元EEFL节能灯每年节电：43200-8640=34560元【节能灯节能计算方法】。
LED日光灯替换T8灯管节电与方案计算
LED日光灯替换T8灯管节电方案计算一. 地点：二. 使用数量：大约1300条1200mm日光灯管。
大约600条600mm日光灯管。
三. 普通灯管功耗：平均每支T8-600mm灯管20W+镇流器7W+启辉器1W=每支灯管耗电28W。
平均每支T8-1200mm灯管36W+镇流器7W+启辉器1W=每支灯管耗电44W。
四. LED日光灯管：LED8W相当于普通的20W。
不需要镇流器跟启辉器。
不需要维护费用。
五. 电费计算公式与对比：一. 普通日光灯管:①普通T8日光灯管600mm的功耗是28W×千瓦小时一度电×每天工作时间15h×600条日光灯管×365天×每度电按9毛=一年的电费82782元。
②普通T8日光灯管1200mm的功耗44W×千瓦小时一度电×每天工作时间15h×1300条日光灯管×365天×每度电按9毛=一年的电费281853元。
③一年维护费用:更换灯管,启辉器,镇流器等大约需要37000元.④一条600mm普通日光灯管成本按6元计算，1200mm的按8元计算。
镇流器+启辉器按5元计算。
⑤普通日光灯管的投资费用600条×6元+1300条×8元+1900个镇流器×5元=23500元二. LED日光灯管:①T8- LED日光灯管8W ×0.001×15×600×365×0.9=23652元电费②T8- LED日光灯管12W×0.001×15×1300×365×0.9=76869元电费③三年没有任何维护费用.④一条LED灯管600mm按95元计算，1200mm按145元计算。
⑤T8-LED日光灯管投资费用600条×95元+1300条×145元等于245500元六. 普通日光灯管一年电费364635元－LED日光灯管一年电费100521元等于每年节电264114元 .七. 从数据可以看出不到一年即可收回成本，况且以后每年还省电70%以上。
日光灯镇流器的计算
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 日光灯镇流器的计算计算日光灯镇流器时，应首先明确日光灯的电参数，如灯钮的工作电压，工作电流和预热电流。
因不同规格的灯管，这些纽数是各不相同的。
计算镇流器时，应以日光灯管的各项额定值为依据。
一般应用经验公式计算如下。
(1)镇流器铁芯截面积计算：式中A c ——铁芯截面积，cm 2；U ——电源电压，V ；U L ——灯管的额定电压，V ；P L ——灯管的额定功率，w ；K c ——铁芯截面系数，可选取0．5～0．7之间，取上限值时铁芯体积较大则耗料多，但温升低。
(2)镇流器的工作电压。
镇流器的工作电压是制作镇流器的一个关键参数，它与电源电压，灯管电压有一定的矢量关系。
由经验确定镇流器的损耗为灯管功率的20%~25%，镇流器的工作电压可由下式计算：式中U w ——镇流器的工作电压，V 。
(3)线圈匝数计算。
镇流器工作电压和铁芯截面积确定后，线圈匝数和最大磁感应强度B m 的取值成反比，即磁感应强度取值高，则线圈匝数就相对的减少。
一般两根引线镇流器铁芯的磁感应强度取11000～13000GS ；对于有起动绕组的四根引线镇流器的磁感应强度取值为11000～12000GS 。
式中 N ——线圈的匝数；B m ——最大磁感应强度，GS 。
对于四引线镇流器的起动线圈N st 按N 的6％～9％绕制。
(4)线圈导线直径的计算。
线圈所用导线的粗细决定于单位面积所取的电流筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 密度，线径计算公式如下：式中 b ——铁芯叠厚，cm ；a ——铁芯腿宽，cm 。
镇流器铁芯留有一定的气隙，这是为了减小铁芯的饱和程度和适应启辉与正常工作时不同电流的要求。
日光灯在起动时，通过镇流器的电流较大，铁芯中的磁力线将增加，相应的磁路气隙的漏磁也增大，使铁芯中的磁力线保持在一定的数量，不致因镇流器的电压降太大而影响起动电流减小；日光灯在正常工作时，流经镇流器的电流将减小到灯管的额定值，铁芯中的磁力线和漏磁也相应的下降，使铁芯中的磁力线保持在正常的数量。
EPS计算方法
EPS容量计算方法WY系列或WYS用于带应急照明负载时：●当负载为电子镇流器日光灯，EPS容量=电子镇流器日光灯功率和×1.1倍●当负载为电感镇流器日光灯，EPS容量=电感镇流器日光灯功率和×1.5倍●当负载为金属卤化物灯或金属钠灯，EPS容量=金属卤化物灯或金属钠灯总和×1.6倍带混合负载时，EPS容量的计算方法：●当EPS带多台电动机且都同时启动时EPS容量=带变频启动电动机功率之和+带软启动电动机功率之和×3倍数+带星三角启动电机之和×3倍+直接启动电动机之和×5倍●当EPS带多台动机且都分别单台启动时（不是同时启动）EPS容量=各个电动机功率之和，条件是：⑴直接启动的最大的单台电动机功率是EPS容量1/7⑵星三角启动的最大的单台电动机功率是EPS的1/4⑶软启动的最大的单台电动机是EPS的1/3⑷变频启动的最大的单台电动机功率不大于EPS电动机启动时的顺序应为直接启动的在先，其次是星三角的启动，有软启动的再启动，最后是变频启动的再启动。
●当用WYS系列EPS带混合负载时EPS容量=所有负载总功率之和，但必须满足以下六条件，若不满足，则按其中最大的容量来确定EPS 容量。
⑴负载中直接同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/7⑵负载中星三角同时启动的电动机功率之和是EPS容量的1/4⑶负载中有软启动同启动的电动机功率之和是EPS容量的1/3⑷负载中有变频的电动机当量功率之和不大于EPS容量⑸同时启动的电动机当量功率之和不大于EPS容量电动机功率当量=直接且同时启动电动机总功率之和×5倍=星三角且同时启动电动机总功率和×3倍= 软启动同时启动电动机功率之和×3倍+变频且同时启动电动机功率之和。
若电动机前后启动时间机差大于1分钟均不为同时启动⑹同时启动的所有负载（含非电动机负载）的当量功率之和不大于EPS容量。
实验2 日光灯电路及功率因数的提高
实验二 交流电路的研究一、实验目的1、学会使用交流数字仪表（电压表、电流表、功率表）和自耦调压器；2、学习用交流数字仪表测量交流电路的电压、电流和功率；3、学会用交流数字仪表测定交流电路参数的方法；4、加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。
5、研究提高感性负载功率因数的方法和意义；二、实验原理1、交流电路的电压、电流和功率的测量正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为：电阻元件的电阻：I U R R =或2IPR = 电感元件的感抗IU X LL =，电感f X L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C 21fX C π=串联电路复阻抗的模IU Z =，阻抗角 R Xarctg=ϕ其中：等效电阻 2I PR =，等效电抗22R Z X -=在R 、L 、C 串联电路中，各元件电压之间存在相位差，电源电压应等于各元件电压的相量和，而不能用它们的有效值直接相加。
电路功率用功率表测量，功率表（又称为瓦特表）是一种电动式仪表，其中电流线圈与负载串联，（具有两个电流线圈，可串联或并联，以便得到两个电流量程），而电压线圈与电源并联，电流线圈和电压线圈的同名端（标有*号端）必须连在一起，如图3-1方法与电动式功率表相同，电压、电流量程分别选500V 和3A 。
2、提高感性负载功率因数的研究供电系统由电源（发电机或变压器）通过输电线路向负载供电。
负载通常有电阻负载，如白炽灯、电阻加热器等，也有电感性负载，如电动机、变压器、线圈等，一般情况下，这两种负载会同时存在。
由于电感性负载有较大的感抗，因而功率因数较低。
UI u图3-1若电源向负载传送的功率ϕcos UI P =，当功率P 和供电电压U 一定时，功率因数ϕcos 越低，线路电流I 就越大，从而增加了线路电压降和线路功率损耗,若线路总电阻为l R ，则线路电压降和线路功率损耗分别为l l IR U =∆和l l R I P 2=∆；另外，负载的功率因数越低，表明无功功率就越大，电源就必须用较大的容量和负载电感进行能量交换，电源向负载提供有功功率的能力就必然下降，从而降低了电源容量的利用率。
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筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 日光灯镇流器的计算
计算日光灯镇流器时，应首先明确日光灯的电参数，如灯钮的工作电压，工作电流和预热电流。
因不同规格的灯管，这些纽数是各不相同的。
计算镇流器时，应以日光灯管的各项额定值为依据。
一般应用经验公式计算如下。
(1)镇流器铁芯截面积计算：
式中A c ——铁芯截面积，cm 2；
U ——电源电压，V ；
U L ——灯管的额定电压，V ；
P L ——灯管的额定功率，w ；
K c ——铁芯截面系数，可选取0．5～0．7之间，取上限值时铁芯体积较大则耗料多，但温升低。
(2)镇流器的工作电压。
镇流器的工作电压是制作镇流器的一个关键参数，它与电源电压，灯管电压有一定的矢量关系。
由经验确定镇流器的损耗为灯管功率的20%~25%，镇流器的工作电压可由下式计算：
式中U w ——镇流器的工作电压，V 。
(3)线圈匝数计算。
镇流器工作电压和铁芯截面积确定后，线圈匝数和最大磁感应强度B m 的取值成反比，即磁感应强度取值高，则线圈匝数就相对的减少。
一般两根引线镇流器铁芯的磁感应强度取11000～13000GS ；对于有起动绕组的四根引线镇流器的磁感应强度取值为11000～12000GS 。
式中 N ——线圈的匝数；
B m ——最大磁感应强度，GS 。
对于四引线镇流器的起动线圈N st 按N 的6％～9％绕制。
(4)线圈导线直径的计算。
线圈所用导线的粗细决定于单位面积所取的电流
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 密度，线径计算公式如下：
式中 b ——铁芯叠厚，cm ；
a ——铁芯腿宽，cm 。
镇流器铁芯留有一定的气隙，这是为了减小铁芯的饱和程度和适应启辉与正常工作时不同电流的要求。
日光灯在起动时，通过镇流器的电流较大，铁芯中的磁力线将增加，相应的磁路气隙的漏磁也增大，使铁芯中的磁力线保持在一定的数量，不致因镇流器的电压降太大而影响起动电流减小；日光灯在正常工作时，流经镇流器的电流将减小到灯管的额定值，铁芯中的磁力线和漏磁也相应的下降，使铁芯中的磁力线保持在正常的数量。
所以，铁芯的气隙大小不能忽视。
铁
芯磁路有两个气隙，每个气隙如下： 气隙间可放入厚度为δ的纸板，装好后应根据额定电流加以调整。