為了避免變壓器磁芯由偏磁引起的飽和,可在變壓器的磁路中加足夠的氣隙,改善其磁導(dǎo)率的線性度,甚至于磁密按單向工作狀態(tài)選取。但是這些措施都影響變壓器的輸出功率的提高,也就不能體現(xiàn)橋式逆變電路變壓器利用率高的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也使變壓器的體積和質(zhì)量都增大。工程上簡單而又實(shí)用的防止偏磁的方法,是在變壓器的一次側(cè)增加隔直電容器,電路如圖) 所示。利用電容器的隔直性阻斷變壓器的直流分量。
如圖4所示,在串聯(lián)隔直電容器之前,圖4b中表示出的正負(fù)半周伏秒數(shù)A1、A2不相等;圖4b中表示出串聯(lián)隔直電容后,由于電容器C浮動(dòng)了直流電平,使得正負(fù)半周伏秒積得到了平衡,即A1=A2。
串聯(lián)的隔直電容器應(yīng)選用高頻性能好的無極性薄膜電容。該電容和一次側(cè)等效電感組成一個(gè)串聯(lián)諧振回路,其諧振頻率fR可表示為:
為避免熱損耗造成電容器性能劣化,其等效電阻應(yīng)盡量小,必要時(shí)可多個(gè)并聯(lián)。具體方法是測試電容器工作時(shí)的溫升,一般應(yīng)控制在幾度以下。采用隔直電容后,可解決變壓器的偏磁問題,使變壓器的工作磁通密度可以像工頻50Hz變壓器那樣工作于接近飽和點(diǎn)、使橋式逆變電路中變壓器輸出功率高、利用率高的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮。圖5為設(shè)置隔直電容前$后實(shí)測的電容電壓和電流波形。從圖5b可看到,未加隔直電容器之前變壓器一次電流明顯不平衡且有很大的尖峰;圖5b為加了隔直電容器后的電流波形,其正負(fù)半周波形基本對(duì)稱。
最好的防偏磁的方法是設(shè)計(jì)專門的自動(dòng)平衡電路,使磁通量強(qiáng)制平衡。此種電路的原理圖如圖6所示。
在全橋逆變電路的2個(gè)橋臂上分別使用相同的電流互感器,并比較2 個(gè)電流的大小。在工作過程中,只要檢測出電流不平衡,即動(dòng)態(tài)調(diào)整功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度,以確保變壓器的工作磁通能夠關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱。這種電路較之變壓器一次側(cè)串聯(lián)隔直電容器要復(fù)雜一些,生產(chǎn)成本相應(yīng)高一些,但它糾正偏磁的功能是很強(qiáng)。
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