[实用新型]一种计算线圈形状参数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种计算线圈形状参数的装置，属于电工技术范畴。

背景技术

螺管结构线圈或线匝在强电和弱电领域应用都十分广泛，如在变压器、电抗器及软开关电路中都有此类结构，故线圈的电气参数（电导率、电感等）和结构参数（导线横截面积、线圈匝数等）直接影响到电气设备的性能。在高频（几百kHz至几MHz）情况下，由于集肤效应和临近效应的存在，线圈的电阻与低频下差别很大，其阻值是肌肤效应引起的电阻与临近效应引起的电阻的叠加。

如图4所示为线圈示意图，当线圈中通入电流，线圈中每匝导线都会产生电磁场，临近效应是指线圈上单根导线电流会受周围其他导线所产生的的电磁场影响，电流会集中于导线临近侧流动。线圈的形状参数是衡量邻近效应程度的重要参数。

现阶段对线圈形状参数的计算只有复杂的公式，没有相应程序算法，工程中主要依赖实际测量的方法求取形状参数，测量过程繁琐，且误差较大。本实用新型装置，从计算的角度给出了一种计算线圈形状参数的方法。该装置根据所求线圈的流经电流、导线半径等参数，应用CPU计算控制单元80C51单片机，快速计算得出该线圈的形状参数。研究计算线圈形状参数的装置，不但可以大大提高所得数据的准确度，为研究提高保障，还可以简化测量过程，缩短测量时间。

发明内容

本实用新型提供了一种计算线圈形状参数的装置，解决了现阶段电工技术领域内计算线圈形状参数过程复杂和结果失真的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：一种计算线圈形状参数的装置包括CPU计算控制单元80C51单片机（1）、复位电路（2）时钟电路（3）、电源模块（4）、参数输入单元（5）、结果显示单元（6）、核心计算程序（7）；所述的CPU计算控制单元80C51单片机（1）、复位电路（2）、时钟电路（3）与电源模块（4）集成在一张电路板上，构成单片机最小系统；所述CPU计算控制单元80C51单片机（1）为通用单片机芯片，有功能齐全、成本合理的优点；所述的电源模块（4）输入为220V交流电源，输出为直流5V电压；所述的参数输入单元（5）与单片机最小系统连接；所述的结果显示单元（6）与单片机最小系统连接；所述的核心计算程序（7）通过软件写入80C51单片机，用于计算线圈的形状参数。

所述的一种计算线圈形状参数的装置，其特征在于电源模块（4）由变压器电路、全桥整流电路、滤波电路及稳压芯片7805构成，其输入为220V交流电源，输出为稳定的直流5V电压。

所述的一种计算线圈形状参数的装置，其特征在于通过软件将核心计算程序写入CPU计算控制单元80C51单片机（1），该程序有计算速度快，结果准确的特点。

附图说明

图1装置结构示意图。

图2单片机最小系统电路图。

图3电源电路图。

图4线圈示意图。

图5单层线圈电阻计算与实测对比曲线图。

图6双层线圈电阻计算与实测对比曲线图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体试验，结合其附图，一种计算线圈形状参数的装置测试包括如下步骤。

如图1所示，一种计算线圈形状参数的装置包括CPU计算控制单元80C51单片机、复位电路、时钟电路、电源模块、参数输入单元、结果显示单元、核心计算程序；如图2所示，将所述的CPU计算控制单元80C51单片机（1）、复位电路（2）、时钟电路（3）与电源模块（4）集成在一张电路板上，构成单片机最小系统；如图3所示，所述的电源模块（4）输入为220V交流电源，输出为直流5V电压；所述的参数输入单元（5）与单片机最小系统连接；所述的结果显示单元（6）与单片机最小系统连接；所述的核心计算程序（7）通过软件写入80C51单片机，用于计算线圈的形状参数。

参数输入单元由键盘构成，其主要功能是输入计算所需的三个参数：流经线圈的电流、导线半径和线轴半径，这三个参数的大小通过结果显示单元的显示屏显示出来；经计算所得的形状参数也会显示在显示屏上。

如图2所示，为单片机的最小系统，包括CPU计算控制单元80C51单片机（1）、复位电路（2）、时钟电路（3）与电源模块（4）。图3所示为电源模块电路原理图，其由变压器电路、全桥整流电路、滤波电路及稳压芯片7805构成，其输入为220V交流电源，输出为稳定的直流5V电压。

具体计算过程如下。

准备阶段，分别测量导线半径和线轴半径，并选择被测线圈所通电流值。