磁感应强度的峰值及谐波含量设Bm表示变压器铁心内磁感应强度的峰值,B1m表示磁感应强度的基波峰值,定义A=BmB1m则有:Bm=AAE2PfN1S通过分析结果表明:(1)当载波比一定时,随着调制度的增大,磁感应强度的幅值也增大。
(2)当载波比一定时,随着调制度的增大,磁感应强度的谐波含量逐渐减少,磁感应强度的峰值与其基波幅值越来越接近;(3)当调制度一定时,随着载波比的增大,磁感应强度中的谐波含量逐渐减少,磁感应强度的峰值也逐渐减少;(4)当载波比NE40,调制度AE0.4时,磁感应强度中的谐波含量不超过7.5%,磁感应强度的峰值不超过其基波幅值的10%.一般来说,NE40,AE0.4这样的条件在逆变电源中是很容易满足的,所以说,逆变电源变压器铁心中磁感应强度的波形基本上是正弦波,其基本幅值与峰值相差不多。
所示为变压器初级电压及铁心内磁感商用电磁炉应强度的仿真波形。仿真时,变压器的参数为:N1=20,S=0.01m2,l=1m,R1=0.18,L1D=50LH.逆变电源变压器的偏磁饱和问题偏磁问题是逆变电源变压器的重要问题。当变压器偏磁时,变压器铁心的磁感应强度中存在直流分量,直流分量过大会导致变压器铁心的饱和。变压器的偏磁饱和是导致逆变电源不能正常工作的重要原因。
变压器偏磁的原因如所示,变压器铁心中的磁场强度H与初级电流的关系可由安培环路定律得到:Hl=i1N1+i2N2(3)式中l变压器铁心的平均磁路长度从式(3)可知,i1中的直流分量或i2中的直流分量都会使磁场强度H含有直流分量时,磁感应强度B必然也含有直流分量,所以变压器初级电流中的直流分量及次级电流中的直流分量都会导致变压器偏磁。
根据变压器初级的电势平衡方程式可得:i1Z=uiZR1(4)式中i1Z、uiZ分别表示i1、ui中的直流分量可见,变压器初级电流中的直流分量由初级电压中的直流分量及初级绕组的电阻决定,因此,当变压器初级电压中存在直流分量时,变压器的稳态初级电流中才会出现直流分量。
变压器偏磁饱和时的现象为了观察变压器偏磁饱和时的现象,对变压器初级电压引起的饱和及变压器次级电流引起的饱和进行了仿真,仿真所用变压器铁心的基本磁化曲线如所示,变压器的参数为:N1=26,N2=10,S=0.01m2,l=1m,R1=0.18,R2=0.058,L1D=30LH,L2D=5LH.变压器铁心的基本磁化曲线为变压器初级电压引起变压器偏磁饱和时,变压器的初级电流及铁心内磁感应强度的波形。
结论本文通过对逆变电源变压器的几个特殊稳态的分析,得出了以下结论:(1)当变压器的初级电压为SPWM波时,变压器铁心内磁感应强度的波形与载波比N及调制度A有关;当NE40,AE0.4时磁感应强度波形中的谐波含量不超过7.5%,其峰值不超过基波峰值的10%.(2)变压器初级电压中存在直流分量或次级电流中存在直流分量都会使变压器偏磁,当偏磁严重时,变压器会饱和,饱和时变压器初级会出现过电流。
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