Vilka fenomen orsakar kärnmättnad i en invertertransformator?

Fenomen som orsakas av kärnmättnad i en Inverter transformator

Kärnmättnad hänvisar till fenomenet där kärnmaterialets magnetiska flödestäthet når sin gräns och flödet inte längre kan ökas linjärt. För invertertransformatorer kan kärnmättnad leda till en rad allvarliga elektriska fel och prestandaförsämring:

Spänningsvågformsdistorsion och jitter

Spänningsjitter: Kärnmättnad orsakar en kraftig minskning av kärnans impedans mot det externa magnetfältet, vilket resulterar i betydande distorsion av primärspänningen. Vågformen för utspänningen kommer att ändras från en ideal sinusvåg eller fyrkantvåg till en förvrängd vågform med "brutna linjer" eller "spetsar". Detta fenomen kallas vanligen för "spänningsjitter" eller "spänningsstuds". I svåra fall kan det leda till att växelriktarens utspänning överskrider det säkra området.

Ökade strömtoppar och brus

Strömspikar och ökningar i magnetisk mättnadsström: Efter att kärnan går in i mättnadsområdet kan den inducerade elektromotoriska kraften inte effektivt begränsa ökningen av strömmen, vilket resulterar i toppar i excitationsströmmens vågform. Denna strömförvrängning ökar inte bara systemets elektromagnetiska störningar (EMI) utan kan också skada omkopplingsenheter på grund av för hög ström.

Magnetismbias och effektivitetsminskning

Magnetisk flödesasymmetri orsakad av magnetismbias: I en helbryggomvandlarstruktur åtföljs kärnmättnad ofta av magnetismbias (magnetismbias hänvisar till förskjutningen av mittpunkten av kärnans arbetshysteresloop). Magnetism leder till inkonsekventa positiva och negativa pulsspänningsbredder, vilket ytterligare förvärrar den olinjära distorsionen av kärnan. Utan effektiva antimagnetismåtgärder (som en kondensator på primärsidan) kommer inte kärnan att kunna återhämta sig till sitt initiala flödestillstånd i varje cykel, vilket resulterar i en kraftig minskning av effektiviteten.

Utrustningsfel och överspänningsrisk

Överspänningsrisk: När kärnan är mättad minskar den inducerade elektromotoriska kraften på primärsidan avsevärt, medan sekundärsidans induktans förblir relativt konstant, vilket potentiellt kan orsaka extremt höga spänningstoppar i ögonblicket för avstängning. Sådana överspänningsstötar kan penetrera isoleringsskiktet, skada själva transformatorn och till och med leda till katastrofala fel i hela växelriktarsystemet.