單激式變壓器內(nèi)部損耗分析匯總
變壓器鐵芯的磁滯損耗,實(shí)際上就是流過(guò)變壓器初級(jí)線(xiàn)圈勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在鐵芯中產(chǎn)生的一部分能耗;但并不是所有勵(lì)磁電流的能量都轉(zhuǎn)化為磁滯損耗,還有一部分勵(lì)磁電流的能量要轉(zhuǎn)化反電動(dòng)勢(shì)輸出。變壓器初級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)同時(shí)也會(huì)在變壓器鐵芯中感應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗電流,即當(dāng)輸入電壓為0時(shí)刻,在變壓器鐵芯中還存在很短暫時(shí)間的渦流損耗;由于這種渦流損耗是由反電動(dòng)勢(shì)提供能量來(lái)維持的,它將隨著反電動(dòng)勢(shì)能量的衰減很快就衰減到0。
我們?cè)谇懊妗堕_(kāi)關(guān)電源變壓器磁滯損耗分析》章節(jié)中已經(jīng)指出,變壓器鐵芯的磁滯損耗,實(shí)際上就是流過(guò)變壓器初級(jí)線(xiàn)圈勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在鐵芯中產(chǎn)生的一部分能耗;但并不是所有勵(lì)磁電流的能量都轉(zhuǎn)化為磁滯損耗,還有一部分勵(lì)磁電流的能量要轉(zhuǎn)化反電動(dòng)勢(shì)輸出;因此,只要求出勵(lì)磁電流總的損耗,再減去反電動(dòng)勢(shì)輸出的損耗,剩余之值就是磁滯損耗。
根據(jù)(2-65)式和(2-66)式以及圖2-19和圖2-20的分析結(jié)果,我們可以用圖2-25電路來(lái)測(cè)試單激式開(kāi)關(guān)變壓器的磁滯損耗和渦流損耗,以及勵(lì)磁電流反激輸出的功耗。
圖2-25中,U是電源電壓,通過(guò)控制開(kāi)關(guān)K不斷地接通和關(guān)斷,就可以把電源電壓調(diào)制成單極性電壓脈沖;N為變壓器初級(jí)線(xiàn)圈,D為反激輸出整流二極管;R1為反激輸出負(fù)載電阻;C1為濾波電容;R為取樣電阻,通過(guò)測(cè)量R兩端的電壓,就可以知道流過(guò)變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的電流;取樣電壓被送到示波器Dp進(jìn)行顯示。圖2-26是圖2-25電路中變壓器初級(jí)線(xiàn)圈兩端電壓以及電流波形圖。圖2-25中,通過(guò)改變控制開(kāi)關(guān)K的占空系數(shù),可使變壓器初級(jí)線(xiàn)圈正好工作于電流臨界連續(xù)狀態(tài)或電流斷續(xù)狀態(tài),即:流過(guò)變壓器初級(jí)線(xiàn)圈中的電流在下一次控制開(kāi)關(guān)K接通之前為0。
圖2-26中是控制開(kāi)關(guān)K的占空系數(shù)約等于0.5時(shí),變壓器初級(jí)線(xiàn)圈兩端的電壓和電流波形。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K的占空系數(shù)約為0.5時(shí),圖2-25電路基本工作于電流臨界連續(xù)或電流微斷續(xù)狀態(tài)。
圖2-25中,C1濾波電容的作用是取反電動(dòng)勢(shì)的平均值,以便于測(cè)量;勵(lì)磁電流產(chǎn)生反激輸出的波形如圖2-26-a中虛線(xiàn)所示,不過(guò)此波形是半波平均值,并且其幅度受負(fù)載電阻大小的影響很大,其幅值就是濾波電容C1兩端直流電壓的幅值,此值一般小于輸入電壓幅度。
在對(duì)電流、電壓、功率進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算或測(cè)量的時(shí)候,最好采用半波平均值(或半周平均值)概念,以便與開(kāi)關(guān)電源工作的時(shí)間對(duì)應(yīng)。半周平均值概念請(qǐng)參看(2-19)式和(2-20)式;半波平均值概念請(qǐng)參看第一章的內(nèi)容。這里再重復(fù)一次半波平均值的計(jì)算方法。
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