專利名稱：一種基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變壓器的偏磁狀態(tài)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法。
背景技術(shù)：
對比與小功率開關(guān)變壓器，大功率開關(guān)變壓器的技術(shù)含量高、市場化程度低和節(jié)能效果明顯，具有更高的市場經(jīng)濟價值。并且小功率變壓器大部分是反激式變壓器，大功率變壓器的電路拓撲結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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，但是應(yīng)用于電路中的元器件也相應(yīng)增多。高頻變壓器在正激式變換器中擔(dān)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(fù)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(shè)計高頻變壓器的磁復(fù)位系統(tǒng)一及時檢測和控制變壓器的偏磁狀態(tài)，以免高頻變壓器鐵芯飽和而損壞變換器?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般用差值法來檢測勵磁電流的大小。運用的數(shù)學(xué)模型是變壓器T
型等值電路(如圖I所示)，運算公式為 'しい丄。式中Im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(shù)比。該方法包含兩個基本環(huán)節(jié)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(shù)量隨變壓器繞組數(shù)目的増加，而線性増加；其ニ、用運算電路對所獲取兩電流進行如上述公式所示運算，得到勵磁電流值。由于運算誤差的存在，該方法在實際實施中往往出現(xiàn)檢測精度不夠，而且出現(xiàn)檢測信號的時間延遲。而且，隨著變換器的輸出路數(shù)的増加，其電流檢測點也需要線性增長，相應(yīng)的運算電路需要重新設(shè)計，這導(dǎo)致系統(tǒng)的制作成本和系統(tǒng)的分析和實現(xiàn)增加困難。此夕卜，因為電流采樣點是分布在變壓器各繞組上，對安規(guī)的設(shè)計和具體信號的綜合、處理，增加了新的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種直觀、方便、有效的基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，能夠提高檢測精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，包括以下步驟(I)在變壓器鐵芯的次級端繞制ー附加線圈；(2)在附加線圈的輸出端連接積分電路；(3)檢測積分電路的輸出信號，根據(jù)該輸出信號判斷變壓器的偏磁狀態(tài)。所述附加線圈的峰值電壓保持在IV。
所述積分電路通過參數(shù)調(diào)整使得附加線圈與次級線圈輸出電壓波形同歩。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明設(shè)計與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有兩大特色，其一偏磁狀態(tài)檢測線圈只有ー個，安裝簡單，幾乎不受限制；其ニ 采用硬件檢測與保護，具有檢測速度快、可靠性高的優(yōu)點。本發(fā)明在次級端鐵芯上繞制ー個小型線圈，使其與初級線圈成一定匝數(shù)比IV由于該線圈帶的負載幾乎為0，因此變壓器原特性幾乎不受影響。附加線圈上檢測所得的電壓信號經(jīng)過ー個積分電路積分得到的輸出電壓值，間接地反映了變壓器的偏磁狀態(tài)，從而進ー步可以用該值來實現(xiàn)對偏磁狀態(tài)進行有效的控制。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中變壓器T型電路等效圖；圖2是本發(fā)明的添加附加線圈的變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明應(yīng)用于全橋電路時的電路圖；圖4是本發(fā)明應(yīng)用于半橋電路時的電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進ー步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及ー種基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，包括以下步驟(I)在變壓器鐵芯的次級端繞制一附加線圏。如圖2所示，變壓器鐵芯初級端繞制初級線圈I，次級端繞制次級線圈2,在次級線圈2 —端還繞制有附加線圈3。該附加線圈3
的匝數(shù)根據(jù)索取功率變壓器初級與次級繞組匝數(shù)比數(shù)據(jù)#=]11，繞制匝數(shù)為K3的附加線圈
3，得到初級線圈I與附加線圈3的匝數(shù)比#=通過&與原級電壓設(shè)計K3數(shù)值，使附加線圈3的峰值電壓保持在IV左右。設(shè)輸入電壓為Vi,次級線圈2輸出電壓為Vtjl，附加線圈3輸出電壓為Vtj2，則理想狀態(tài)下電壓公式^=ュ^ =ュ。(2)在附加線圈的輸出端連接積分電路。圖3所示的是應(yīng)用于全橋電路時的電路圖。圖中，功率開關(guān)管Qi、功率開關(guān)管Q2、功率開關(guān)管A和功率開關(guān)管Q4組成全橋電路；被測開關(guān)電源全橋變換器變壓器T1包括初級線圈I和次級線圈2，次級線圈2 —端繞制有附加線圈3 ;在附加線圈3兩端加ー個積分電路，該積分電路的電阻R3=電阻R4，電容C2=電容C3,并設(shè)計其參數(shù)，使附加線圈與次級線圈輸出電壓波形同步，從而起到校正作用，使其輸出滿足設(shè)備要求。設(shè)積分電路的輸入電壓分別為Vinl和Vin2，輸出電壓為Vrat，則得到如下公式V =-1-。
0Ut C,R,\{VM-Val)dt圖4所不的是應(yīng)用于半橋電路時的電路圖。圖中，功率開關(guān)管Q1、功率開關(guān)管Q2、電容C4和電容C5組成半 橋電路；被測開關(guān)電源半橋變換器變壓器T1包括初級線圈I和次級線圈2，次級線圈2 —端繞制有附加線圈3 ;在附加線圈3兩端加ー個積分電路，該積分電路的電阻R3=電阻R2,電容C2=電容C3,并設(shè)計其參數(shù)，使附加線圈與次級線圈輸出電壓波形同歩，從而起到校正作用，使其輸出滿足設(shè)備要求。(3)檢測積分電路的輸出信號，根據(jù)該輸出信號判斷變壓器的偏磁狀態(tài)。該積分比較器輸出信號可用于變壓器鐵芯磁復(fù)位的功能實現(xiàn)。本發(fā)明對于ー個已知初級回路線圈匝數(shù)為K1，次級回路線圈匝數(shù)為K2的待檢測大功率變壓器，其初級與次級線圈匝數(shù)比為n。在變壓器鐵芯的次級端增加ー個附加線圈，其匝數(shù)K3按照其輸出信號便于信號處理器處理的規(guī)則來確定。因此在不考慮非線性因素的情況下，附加線圈兩端電壓跟隨次級線圈兩端電壓波動。因此能有效的時時監(jiān)測偏磁狀態(tài)的產(chǎn)生，并且通過增加一個積分器能快速的抑制偏磁。
權(quán)利要求
1.ー種基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在變壓器鐵芯的次級端繞制ー附加線圈； (2)在附加線圈的輸出端連接積分電路； (3)檢測積分電路的輸出信號，根據(jù)該輸出信號判斷變壓器的偏磁狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，其特征在于，所述附加線圈的峰值電壓保持在IV。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，其特征在于，所述積分電路通過參數(shù)調(diào)整使得附加線圈與次級線圈輸出電壓波形同歩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于附加線圈的變壓器偏磁在線檢測方法，包括以下步驟(1)在變壓器鐵芯的次級端繞制一附加線圈；(2)在附加線圈的輸出端連接積分電路；(3)檢測積分電路的輸出信號，根據(jù)該輸出信號判斷變壓器的偏磁狀態(tài)。本發(fā)明將附加線圈上檢測所得的電壓信號經(jīng)過一個積分電路積分得到的輸出電壓值，該電壓值間接地反映了變壓器的偏磁狀態(tài)，從而進一步可以用該值來實現(xiàn)對偏磁狀態(tài)進行有效的控制。
文檔編號G01R31/00GK102645602SQ201210154620
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者孔建會, 張永紅, 陳亮亮, 陳家新 申請人:東華大學(xué)