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双绕组直流线圈匝数的测量计算
浙江兆正机电有限公司
邓时省
2012.9.9
F系列双绕组直流线圈封装后,有的只留下两个出线端,这时,该怎样测算启动绕组和保持绕组的匝数和电阻呢?
一. 首先,我们需要了解双绕组直流线圈的工作原理。
交流接触器直流线圈节能较简单的办法有两种,一种办法是采用单线圈加节能电阻;另一种是采用双绕组,一个绕组用于启动,一个绕组主要用于保持。
本文讨论第二个办法。
先介绍双绕组(以下将绕组也称为线圈)直流线圈是如何工作和达到节能的。
通常我们采用图1的线路进行工作。W1启动线圈,线圈匝数少,电阻小;W2保持线圈,线圈匝数多,电阻大。双线圈组成的直流线圈接通直流电源时,启动线圈W1和保持线圈W2并联通电,使交流接触器启动,随着衔铁的闭合,常闭触头K断开,W1断电,只有W2继续通电,使接触器继续保持闭合状态。
在相同的直流电压下,启动时W1通电,由于电阻小,所以能耗就大;保持时只有W2通电,由于W2电阻大,所以能耗就小,达到了节约能量的目的。
二. 我们测量到的是什么值
我们采用电桥测量电阻,用常规的线圈匝数测试仪测量线圈的匝数。
一个双绕组直流线圈能使我们接触到的只有A1、A2两个接线端及开关K的按钮。
将线圈套到匝数测试仪的测试棒上,两个测试端接通到A1、A2,我们测到了一个匝数值W。但是,这个值可不是启动线圈W1的匝数,而是W1、W2并联后反映出来的匝数值;按下开关K后,我们测到了保持线圈W2的匝数。
同样,我们在测量线圈电阻时,在按下开关K前,我们测到的是线圈W1、W2并联时的两线圈直流电阻R1、R2的并联值R;按下开关K后,我们测到了保持线圈W2的直流电阻值R2。
我们无法直接测量到启动线圈的匝数W1和电阻值R1。
三. 启动线圈电阻的计算
启动线圈的电阻值比较好计算,因为有现成的计算公式。
启动线圈电阻R1、保持线圈R2并联后我们测到的值R:
R=R1×R2 / (R1+R2)
启动线圈的电阻值R1:
R1=R×R2 / (R2-R)
四. 启动线圈匝数的计算
1.首先我们要了解线圈匝数测试仪的基本工作原理
线圈匝数测试仪最基本的工作原理是,在一根磁棒上,套有两个线圈,一个是标准线圈,一个是被测线圈。使磁棒内产生一定的交变磁场,将两个线圈上产生的磁感应强度(电势)进行比较,由于感应电势与线圈匝数成正比,标准线圈的匝数是已知的,从而我们就可求得被测线圈的匝数。
当被测线圈内没有电流流过时,我们测到的是感应电势,其值与匝数基本成正比,当线圈内有电流流过时,我们测到的是线圈两端的电压,他是线圈感应电势和该电流在线圈阻抗上产生的压降之和。测量产生了误差,电流愈大,误差也愈大。
2.线圈并联时的测量值
当线圈并联时,线圈匝数测试仪也显示一个匝数值W,这个值与并联线圈两端的电压U成正比。这时,被测线圈内的电路原理图如图2所示。
当测试线圈并联时,在W1中产生电势E1,在W2中产生电势E2,当W1<>W2时,回路中产生电流:
I1=-I2,
线圈两端电压为:
U=E1-I1×Z1=E2-I2×Z2
在合理的误差范围内(如1%以内),我们可以将电阻R视为阻抗Z 。
通过计算我们可以求得双线圈并联时,用匝数测试仪测到的并联视在匝数为:
W=(W1×R2+W2×R1)/(R1+R2)
3.启动线圈匝数W1的计算
根据“2”的计算公式,我们可以求得启动线圈匝数W1的计算值:
W1≈(W×R2-W2×R)÷(R2-R)
式中:
W1:启动线圈匝数;
W:启动线圈与保持线圈并联(K闭合)时,用匝数测试仪测得的A1、A2端匝数;
W2:保持线圈匝数,K断开时测得的线圈A1、A2端匝数;
R:启动线圈与保持线圈并联(K闭合)时,用电桥测得的A1、A2端电阻;
R2:保持线圈电阻,K断开时测得的线圈A1、A2端电阻;
由上述公式计算得到的匝数值,与实际值的误差通常在1%以内。
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