開關(guān)變壓器匝間短路

開關(guān)變壓器匝間短路第一頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日1.開關(guān)變壓器負(fù)載短路

變壓器等效電路如圖1：

第二頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日其中

N1：N2

理想變壓器

Lp激磁電感

Ls漏感

Z次級(jí)負(fù)載阻抗

Z’反射阻抗

U1輸入電壓

I1輸入電流

U2輸出電壓

I2輸出電流第三頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日在開關(guān)電源變壓器中，通常漏感Ls非常小，這時(shí)變壓器的等效輸入阻抗可近似為：

當(dāng)變壓器負(fù)載短路時(shí)，Z=0，即變壓器輸入等效阻抗Z’也為零，這時(shí)輸入電壓U1全部加在漏感Ls上，由于漏感電抗非常小,使輸入電流I1非常大,如果電源沒有保護(hù)電路,短時(shí)間變壓器將過熱以至燒毀。

平常測(cè)試變壓器漏感就是利用這個(gè)原理,將變壓器次級(jí)(負(fù)載)短路,測(cè)得初級(jí)電感即為漏感Ls.第四頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日2.開關(guān)變壓器匝間短路

2.1當(dāng)開關(guān)變壓器次級(jí)匝間深度短路,即起末頭短路,變壓器工作的故障和變壓器負(fù)載短路失效相同.

當(dāng)開關(guān)變壓器次級(jí)繞組部分匝短路時(shí),因短路匝中形成短路環(huán)流,使變壓器電感大大下降,造成輸入電流大大增加,而使變壓器繞組溫升迅速增加,如開關(guān)電源沒有過流和過熱保護(hù)電路,變壓器將可能燒毀,

2.2變壓器匝間短路的判定,可通過對(duì)變壓初級(jí)繞組電感和Q值測(cè)量來判斷,當(dāng)變壓器任何繞組有匝間短路時(shí),變壓器初級(jí)電感和Q值將大大下降,尤其在10KHz以上頻率測(cè)試，Q值下降十分明顯。第五頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日3.開關(guān)變壓器工作在磁飽和狀態(tài)的分析

3.1磁性材料的初始磁異率Ui為：

當(dāng)磁芯中的磁通密度接近或等于飽和磁通密度Bs時(shí)，ΔB0，磁芯的磁導(dǎo)率近似為0，此時(shí)變壓器繞組電感為空芯線圈電感，磁導(dǎo)率為1，變壓器電感大大下降造成變壓器輸入阻抗變得非常小，至使變壓器輸入電流迅速增大，極大的輸入電流將使變壓器繞圈過熱以至燒毀，此時(shí)磁芯損耗狀態(tài)變化不大，變壓器工作在磁飽和狀態(tài)發(fā)熱或燒毀主要是線圈繞組發(fā)熱造成的。第六頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日3.2變壓器工作磁通密度Bm按下式計(jì)算：

式中：Vin變壓器輸入電壓，單位為（V）

f變壓器工作頻率，單位為(KHz)

N初級(jí)繞組匝數(shù)，單位為(匝)

Ae磁芯有效截面積，單位為(mm2）

計(jì)算的Bm應(yīng)小于Bs值，例如PC40磁芯在100℃時(shí)的飽和磁通密度Bs≈360mT

(mT)第七頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日4.變壓器多股線繞制圈數(shù)不符的故障分析

4.1在耦合線圈中,當(dāng)L1=L2,L1和L2同名端并聯(lián)如圖2,其并聯(lián)電感為:

當(dāng)耦合系數(shù)K1時(shí)，漏感很小，此時(shí)L同并≈L1=L2第八頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日4.2如果L1≠L2，L1和L2同名端并聯(lián),因?yàn)樵诰€圈中形成短路環(huán)流,并聯(lián)電感和Q值將大大減少。

4.3根據(jù)以上分析，當(dāng)用多股線繞制一個(gè)電感器，相當(dāng)多個(gè)圈數(shù)相等的耦合線圈同名端相并聯(lián)，其并聯(lián)電感與單根繞組電感相等。如果其中1股或幾股線少匝數(shù)時(shí)，相當(dāng)多個(gè)電感不相等的耦合線圈同名端并聯(lián)，由于產(chǎn)生短路環(huán)流，其并聯(lián)電感和Q值將大大低于單根繞組的數(shù)值，使電感成不良品。

第九頁(yè)，共十一頁(yè)，2022年，8月28日

4.4在變壓器制作中，常有多股線繞組或?yàn)闇p小漏感的并聯(lián)連接夾層繞組，這相當(dāng)為電感相等的耦合電感并聯(lián)原理。當(dāng)其中一個(gè)線圈多匝或少匝時(shí)，或夾繞線圈圈數(shù)不等時(shí)并聯(lián)，相當(dāng)幾個(gè)電感不相等的耦合線圈并聯(lián)，此時(shí)并聯(lián)電感量和Q值將大大下降，使變壓器或電感成不良品。

4.5判定多股線繞組或并聯(lián)連接的各夾層繞組匝數(shù)不等的方法是測(cè)量繞組電感和Q值，當(dāng)匝數(shù)不相等時(shí)，其電感和Q值大大小于良品或單根繞組的數(shù)值，在測(cè)量