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電源技術對電子變壓器的要求二

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來源:儀天成電力  時間:2017/12/09  閱讀:

      電子變壓器從功能上區分主要有變壓器和電感器2種。特殊元件完成的功能另外討論。變壓器完成的功能有3個:功率傳送、電壓變換和絕緣隔離。電感器完成功能有2個:功率傳送和紋波抑制。
      功率傳送有2種方式。一種是變壓器傳送方式,即外加在變壓器原繞組上的交變電壓,在磁芯中產生磁通變化,使副繞組感應電壓,加在負載上,從而使電功率從原邊傳送到副邊。傳送功率的大小決定于感應電壓,也就是決定于單位時間內的磁通密度變量ΔB。ΔB與磁導率無關,而與飽和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br 有關。直流數字微安表主要用于測量直流泄漏電流或電導電流值、精度高、量程寬、讀數直觀,數字顯示,使用方便??箾_擊,過量程自動保護,有極性顯示。從飽和磁通密度來看,各種軟磁材料的Bs從大到小的順序為:鐵鈷合金為2.3~2.4T,硅鋼為1.75~2.2T,鐵基非晶合金為 1.25~1.75T,鐵基微晶納米晶合金為1.1~1.5T,鐵硅鋁合金為1.0~1.6T,高磁導鐵鎳坡莫合金為0.8~1.6T,鈷基非晶合金為 0.5~1.4T,鐵鋁合金為0.7~1.3T,鐵鎳基非晶合金為0.4~0.7T,錳鋅鐵氧體為0.3~0.7T。作為電子變壓器的磁芯用材料,硅鋼和 鐵基非晶合金占優勢,而錳鋅鐵氧體處于劣勢。
      功率傳送的第二種是電感器傳送方式,即輸入給電感器繞組的電能,使磁芯激磁,變為磁能儲存起來,然后通過去磁變成電能釋放給負載。傳送功率的大小決定于電感器磁芯的儲能,也就是決定于電感器的電感量。電感量不直接與飽和磁通密度有關,而與磁導率有關,磁導率高,電感量大,儲能多,傳送功率大。各種軟磁材料 的磁導率從大到小順序為:Ni80坡莫合金為(1.2~3)×106,鈷基非晶合金為(1~1.5)×106,鐵基微晶納米晶合金為(5~8)×105, 鐵基非晶合金為(2~5)×105,Ni50坡莫合金為(1~3)×105,硅鋼為(2~9)×104,錳鋅鐵氧體為(1~3)×104。作為電感器的磁 芯用材料,Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金占優勢,硅鋼和錳鋅鐵氧體處于劣勢。
      傳送功率大小,還與單位時間內的傳送次數有關,即與電子變壓器的工作頻率有關。工作頻率越高,在同樣尺寸的磁芯和線圈參數下,傳送的功率越大。
      電壓變換通過變壓器原繞組和副繞組匝數比來完成,不管功率傳送大小如何,原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數比。
      絕緣隔離通過變壓器原繞組和副繞組的絕緣結構來完成。絕緣結構的復雜程度,與外加和變換的電壓大小有關,電壓越高,絕緣結構越復雜。
      紋波抑制通過電感器的自感電勢來實現。只要通過電感器的電流發生變化,線圈在磁芯中產生的磁通也會發生變化,使電感器的線圈兩端出現自感電勢,其方向與外加電壓方向相反,從而阻止電流的變化。紋波的變化頻率比基頻高,電流紋波的電流頻率比基頻大,因此,更能被電感器產生的自感電勢抑制。
      電感器對紋波抑制的能力,決定于自感電勢的大小,也就是電感量大小,與磁芯的磁導率有關,Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金磁導率大,處于優勢,硅鋼和錳鋅鐵氧體磁導率小,處于劣勢。

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