開(kāi)關(guān)變壓器講解之直流脈沖對鐵芯的磁化

顯然，局部磁滯回線(xiàn)固定于什么位置，對某種材料來(lái)說(shuō)只取決于B值的大小。如果B足夠大，則局部磁滯回線(xiàn)的最低點(diǎn)位于最大局部磁滯回線(xiàn)的剩余磁通密度點(diǎn)Br點(diǎn)處。此時(shí)Br對應每個(gè)輸入直流脈沖的起點(diǎn)，Bm對應每個(gè)直流脈沖的終點(diǎn)。

磁通密度達到最大值Bm后不再繼續增加是可以理解的，因為，磁通密度和磁場(chǎng)強度既可以是勢能也可以是位能，兩者可以互相轉換，它們與電容充放電的過(guò)程是很相似的。例如：當電源電壓對電容充電時(shí)，電容兩端的電壓會(huì )上升;當電源斷開(kāi)的時(shí)候，電容就會(huì )對負載放電，其兩端電壓就會(huì )下降;當電容充電的電荷與放電的電荷完全相等的時(shí)候，電容兩端電壓紋波就會(huì )穩定在某個(gè)數值之上。

用H表示磁場(chǎng)強度增量，它在固定局部磁滯回線(xiàn)上磁通密度增量B相對應，即它們之間可用下面關(guān)系式表示：

(2-10)式稱(chēng)為磁場(chǎng)強度增量H與磁通密度增量B的脈沖靜態(tài)特性關(guān)系。在直流狀態(tài)條件下，(2-10)式不成立。

磁場(chǎng)強度增量H和磁通密度增量B的對應關(guān)系還可以用下式表示：

本上都是固定的，并且是單極性脈沖，其磁滯回線(xiàn)的面積相對來(lái)說(shuō)很小，因此，鐵芯的脈沖導磁率幾乎可以看成是一個(gè)常數;而開(kāi)關(guān)變壓器輸入脈沖電壓的幅度以及寬度都不是固定的，其磁滯回線(xiàn)的面積相對來(lái)說(shuō)變化比較大，鐵芯導磁率的變化范圍也很大，特別是雙激式開(kāi)關(guān)變壓器，因此，只能用平均導磁率的概念來(lái)描述。

勵磁電流或磁場(chǎng)強度對變壓器鐵芯進(jìn)行磁化時(shí)也具有類(lèi)似電容器充、放電的特點(diǎn)：當變壓器初級線(xiàn)圈中的勵磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度對變壓器鐵芯進(jìn)行磁化時(shí)，磁通密度就會(huì )增加，相當于對電容器充電;當變壓器初級線(xiàn)圈中的勵磁電流為零時(shí)，變壓器初、次級線(xiàn)圈會(huì )產(chǎn)生反電動(dòng)勢，其感應產(chǎn)生的電流就會(huì )產(chǎn)生反向磁場(chǎng)對變壓器鐵芯進(jìn)行退磁，使磁通密度下降，與充電電容器對負載放電的情況很類(lèi)似。

當變壓器鐵芯被磁化時(shí)產(chǎn)生的磁通密度增量與變壓器鐵芯被退磁時(shí)產(chǎn)生的磁通密度增量(負值)完全相等的時(shí)候，變壓器鐵芯中的最大磁通密度Bm和剩余磁通密度Br就會(huì )分別穩定在某個(gè)數值之上。

此時(shí)，我們可稱(chēng)，變壓器鐵芯磁化過(guò)程已經(jīng)進(jìn)入了基本穩定狀態(tài)，即：每輸入一個(gè)直流脈沖電壓，變壓器鐵芯中的磁通密度都會(huì )產(chǎn)生一個(gè)磁通密度增量ΔB，ΔB=Bm-Br，當直流脈沖結束以后，磁通密度又從最大值Bm回到剩余磁通密度Br的位置。這樣，我們把磁化曲線(xiàn)所對應的Br值稱(chēng)為剩磁(或剩余磁通密度)，而磁化曲線(xiàn)所對應的Bm值稱(chēng)為磁通密度的最大值。

不過(guò)，變壓器鐵芯磁化曲線(xiàn)中最大磁通密度Bm以及剩余磁通密度Br的值不是一成不變的，它們會(huì )隨著(zhù)輸入脈沖電壓的幅度以及脈沖寬度的改變而改變;只有在輸入脈沖電壓的幅度以及脈沖寬度基本保持不變的情況下，變壓器鐵芯磁化曲線(xiàn)中的最大磁通密度Bm以及剩余磁通密度Br的值才會(huì )基本保持不變。