[發明專利]基于旁通磁路式的變壓器鐵芯偏磁在線檢測方法

無效

• 申請號: 200910048601.9
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101515027A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 陳家新;張楨陽;毛立民;陳革;焦慶堂;方建安
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬變壓器技術領域，特別是涉及一種基于旁通磁路式的變壓器鐵芯偏磁在線檢測方法。

背景技術

與小功率開關變換器相比，大功率開關變換器的技術含量高、市場化程度低和節能效果明顯，具有更高的市場經濟價值。反激式變換器主要用于小功率變換器的設計，大功率變換器的電路拓撲結構主要用正激式變換器。廣義而論，正激式變換器的基本拓撲結構有：單端正激、雙端正激、半橋、全橋和推挽，其中全橋變換器具有輸出功率最大的潛能。高頻變壓器在正激式變換器中擔負著能量傳遞、電氣隔離和負載匹配的作用，是變換器中的一種極其重要而又比較復雜的磁電耦合非線性器件。與其它種類變換器如反激式變換器不同的是，正激式變換器必須單獨設計高頻變壓器的磁復位系統--及時檢測和控制變壓器的偏磁狀態，以免高頻變壓器鐵芯飽和而損壞變換器。

現有技術中，一般用差值法來檢測勵磁電流的大小，從而判斷變壓器的偏磁狀態。運用的數學模型是工頻變壓器的經典T型等值電路模型(附圖1所示)，運算公式為：

Im=I1-I2n...(1)]]>

式中：I_m為勵磁電流，I₁為初級回路電流，I₂為次級回路電流，n為初次級繞組匝數比。

該方法包含兩個基本環節：其一、用兩組電流傳感器分別檢測變壓器的初級與次級回路電流，并且電流傳感器的數量隨變壓器繞組數目的增加，而線性增加；其二、用運算電路對所獲取兩電流進行如(1)式所示運算，得到勵磁電流值。

它的缺點主要體現在兩個方面：一是對高頻變壓器來講，變壓器中的各繞組之間的電流關系，不再遵守低頻運行模式下的規律(見附圖1，附圖2，其中R₁一次繞組內部電阻；X_1o一次繞組漏電抗；R’₂折算至原邊二次繞組內部電阻；X’_2o新算至原邊二次繞組漏電抗；R_m激磁回路等值電阻；X_m激磁電抗；I₁變壓器一次繞組電流；I’₂折算至原邊二次繞組電流；I_m激磁電流；U₁一次繞組電壓；U’₂折算至原邊二次繞組電壓。C₁、C₂、C₁₂為分布電容。)。所以用該方法測出的高頻變壓器的勵磁電流中，實際上還包含了流過分布電容的電流(見附圖3，其中C_eq等效集中電容；I_C等效集中電容電流。)。而正激式變換器的變壓器勵磁電流不到總額定電流的5％，因而測量精度易受到流過分布電容的電流影響；二是隨著變換器輸出路數的增加，電流檢測點也需要線性增長，相應的運算電路需要重新設計，這導致系統的制作成本和系統的分析和實現增加困難。此外，因為電流采樣點是分布在變壓器各繞組上，對安規的設計和具體信號的綜合、處理，增加了新的難度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于旁通磁路式，且無須運算電路的變壓器鐵芯偏磁狀態在線檢測方法，其利用霍爾元件對旁通磁路氣隙中的磁通直接進行檢測，檢測到信號用于變壓器鐵芯磁復位的功能實現中。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供基于旁通磁路式的變壓器鐵芯偏磁在線檢測方法，包括變壓器和霍爾檢測元件，其特征在于，所述的在線檢測方法包括下列步驟：

(1)在變壓器的主磁路的任意外側面上，附加一個帶有氣隙的旁通磁路；

(2)將霍爾檢測元件置于旁通磁路的氣隙中，利用霍爾元件對該氣隙中的磁通進行檢測；

(3)霍爾檢測元件中的傳感器施以控制信號，即給霍爾元件Vcc引腳施加控制信號，所得的氣隙磁通信號轉化為電壓信號輸出至Out引腳；

(4)步驟(3)檢測到信號用于變壓器鐵芯偏磁的檢測和磁復位功能的實現。