偏磁及其抑制技术在全桥变换器中的作用分析

合集下载

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略1. 引言1.1 研究背景单级全桥PFC变换器是一种常用的AC/DC变换器拓扑结构，适用于电源因特网、工业自动化、家用电器等领域。

在实际应用中，因为功率开关器件开关过程中的高频脉冲电流以及磁元件的非线性特性等原因，会导致变压器存在偏磁现象。

变压器偏磁会使系统的工作效率下降，损耗增加，同时对系统的稳定性和可靠性产生不利影响。

针对单级全桥PFC变换器中存在的变压器偏磁问题，需要制定一种合理有效的抑制策略。

通过分析偏磁的原因及影响，探讨减少偏磁对系统性能的影响，提出一种可行的变压器偏磁抑制方案。

这将有助于提高单级全桥PFC变换器的效率和稳定性，推动该技术在各个领域的应用。

本文将重点研究单级全桥PFC变换器中变压器偏磁问题及抑制策略，旨在为提升系统性能提供理论和实践支持。

1.2 研究意义变压器偏磁是影响单级全桥PFC变换器性能的重要因素之一。

研究变压器偏磁抑制策略的意义在于提高变换器的效率和稳定性，从而提升电力系统的整体性能。

通过探讨偏磁对系统性能的影响，可以更好地理解偏磁问题的本质，为解决这一问题提供理论指导和技术支持。

有效的变压器偏磁抑制方案可以减小系统中的功率损耗，提高能量利用效率，降低能源消耗，符合节能减排的国家政策要求。

通过研究变压器偏磁抑制技术，也可以为相关领域的工程实践提供参考和借鉴，推动相关技术的发展与应用。

研究变压器偏磁抑制策略具有重要的理论和实际意义，对推动单级全桥PFC变换器的进一步优化和发展具有积极的促进作用。

希望通过本文的研究，能够为相关领域的工程技术工作者和学术研究人员提供有益的参考和启发，推动电力系统领域的技术创新和发展。

2. 正文2.1 单级全桥PFC变换器的工作原理单级全桥PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）变换器是一种常用于电源系统中的拓扑结构，其主要作用是对输入交流电源进行整流、滤波和功率因数修正，以提高电源系统的效率和稳定性。

全桥软开关PWM变换器中变压器偏磁机理及抑制方法的研究

与不足。介绍了一种新颖的基于平均电流模式的变压器偏磁抑制方法，用于各种拓扑形式的全桥软开关变换适器，出了电路原理、数设计及实测波形，方法已成功的应用在功率为５ｋ、关频率１０ｋ的全桥零电压给参该Ｗ开０Ｈｚ
ＡｂｔａｔＡｏｅｌｍｉａｉｇｍｅｈｄｏｒｎｆｌｒｍａｎｔｃｂａｓｐｏｓ．Ｔｈｅｍｅｏｍｐｅｅｄａｓｒｃ：ｎｖｌｅｉｎｔｔｏｆｔａｓｏｍｅｇｅｉｉｓｉｍｐ￣ｎｅｎｗｔｄｉｍｖｓｔｒｗ— ｈｈｂｃｓｏｅｐｅ，ｕ１ｒｐｓｄｍｅｈ．Ｔｅｐｎｉｌｓｏｐｒｔｎａｄｄｓｇｏｉｅａｉｎｒｒｓｎｔｎａｋｆｔｒｘｏｓ）ｏｏｅｔｏｈｒｃｐｅｆｏｅａｉｎｅｉｎｃｎｓｄｒｔｓａｅｐｅｅｅｄ．Ｔｅｅ。ｈｉ ’ｐｄｉｏｏｈｘ
ＰＷＭ变换器中。
关键词：桥变换器；压器偏磁；电压零电流开关全变零
中图分类号：Ｍ６Ｔ４１
文献标识码：Ａ
文章编号：０５４ｏ２０）２１１０１０ —９９（０２０ —０２ — ６
１高频变压器偏磁机理
态
导致高频变压器偏磁的原因主要有三种：功 ①
率：件通态压降存在差异，图ｌ中ＱｌＱ．导如、４的管压

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略随着能源危机的不断发展，世界各国逐渐意识到应当采用更加环保和节能的方式进行能源消耗保护，其中节能方案中利用开关电源以提高效率，获得越来越多的广泛运用。

在开关电源中，PFC技术是其中的重要一环，其作用在于使交流电压能够有较高的功率因数以及更为稳定的电流输出。

因此，全桥式PFC变换器逐渐普及成为一种较为普遍的PFC电源拓扑。

然而在实际应用中，对于变换器中变压器的偏磁现象，会对其电路作用产生较为显著的影响，从而影响全桥式PFC变换器的性能及稳定性。

所以，对于变压器的偏磁抑制成为了实际应用中的一个重要问题。

本文将介绍一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略。

该策略是在全桥式PFC变换器中通过参数设置和辅助线圈的加入，在保持全桥式PFC变换器逆变器输出功率的前提下，实现对变压器偏磁的抑制。

具体实现步骤如下：1.参数设置首先，需要对变换器中的元器件进行合理的参数设置。

具体地，应保证变压器中的磁芯工作于线性区域，从而保证变压器的增益和相位角度的稳定性。

此外，变换器中应选择合适的电容元件以及肖特基二极管，以保证其能够适应电路中的高频脉冲信号。

2.辅助线圈的加入考虑到变压器的偏磁是由于变换器中输出电流的方向和变压器的磁场产生方向不一致而导致的，我们通过在变换器中添加一个阻值较大的辅助线圈进行抵消。

具体地，通过在全桥式PFC变换器中输出端负载接口和逆变器桥臂之间串连一根阻值较大的线圈，对电路中的高频脉冲信号进行滤波和干扰降噪，从而实现电路的稳定性和输出电压的正弦性。

3.实验分析为了验证该策略的实际效果，我们对单级全桥PFC变换器进行了实验。

实验结果表明，在变压器偏磁抑制的情况下，PFC变换器的效率和电路稳定性得到了有效的提升，从而可以更好地适应实际应用场景。

具体分析表明，该策略的优点在于其实施简便、成本低廉且实际效果较为显著。

PWM变换器中输出变压器偏磁的抑制.

PWM变换器中输出变压器偏磁的抑制PWM变换器中输出变压器偏磁的抑制类别：电源技术&nbsp摘要：分析了PWM开关型变换器中，变压器直流偏磁问题产生的原因。

给出了一种解决直流偏磁较为实用的拓扑电路，并分析了它的工作原理。

该电路的有效性在20kHz/2kW的全桥逆变电源中得到了验证。

&nbsp关键词：变换器；偏磁；脉宽调制&nbsp0 引言&nbsp在PWM开关型变换器中，或多或少都存在着变压器直流偏磁问题，只是在不同的场合严重程度不同而已。

偏磁的后果是十分严重的，轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加，温升加剧，严重时还会损坏功率模块，使其不能正常工作。

PWM控制的全桥逆变电源，经常会因各种不可预见的因素，使其两桥端输出电压脉冲列在基波周期内正负伏秒值不相等，从而导致输出变压器中存在直流分量，引起单向偏磁现象，严重威胁到系统的正常运行。

为了防止或减少变压器中的直流分量，以逆变桥各桥臂中点电压作为反馈来抑制直流偏磁。

本文采用了一种较为简单的电路拓扑来实现，经在20kHz/2kW的全桥逆变电源中应用，证明该电路有效、实用。

&nbsp1 高频变压器偏磁机理&nbsp根据电磁感应定律，为分析方便，不妨设绕组电阻、漏感、变压器分布电容等都为零。

这样，加到变压器初级绕组的电压u1和绕组感应电势相平衡。

因此有&nbsp式中：B为铁心的磁感应强度；&nbspS为铁心截面积；&nbspN1为初级绕组匝数；&nbspKT为铁心面积的有效系数；&nbspφ为变压器主磁通。

&nbsp由式（1）可得磁感应强度&nbsp式中：Br 为t=0时铁心中的磁感应强度。

&nbsp为分析方便将式（2）写为增量形式，并考虑到在PWM逆变器中，u1为幅值恒定的脉冲量，因而磁感应强度增量变为&nbsp从而磁感应强度增量ΔB(t)成为时间的线性函数。

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略一种单级全桥PFC变换器在电力电子设备中被广泛应用，用于提高功率因数和减少谐波污染。

变压器的偏磁问题一直是该变换器的一个关键挑战。

本文将介绍一种变压器偏磁抑制策略，以解决单级全桥PFC变换器中的偏磁问题。

让我们先了解一下单级全桥PFC变换器的工作原理。

单级全桥PFC变换器是一种高效的电力电子变换器，能够将交流电源转换为所需电压和电流的直流电源。

它通常由四个功率开关管和一个变压器组成，通过调整开关管的导通和关断状态来控制输出电压和电流。

由于变压器的非线性特性，当变压器处于不理想的工作条件下时，会出现偏磁现象，导致输出波形的失真和功率因数下降。

为了解决变压器偏磁问题，我们提出了一种新的抑制策略。

该策略利用了变压器的饱和特性，通过控制变换器的工作状态来抑制变压器的偏磁现象。

具体来说，我们设计了一个基于反馈的控制系统，通过监测变压器的输入和输出电压，实时调整变换器的工作状态，使其在不会产生偏磁的范围内工作。

为了验证该抑制策略的有效性，我们进行了一系列的实验和仿真。

结果表明，该策略能够有效的抑制变压器的偏磁问题，显著改善了单级全桥PFC变换器的输出波形和功率因数。

与传统的控制方法相比，该策略能够更好的适应变压器的非线性特性，提高了系统的稳定性和可靠性。

通过引入一种新的变压器偏磁抑制策略，我们可以有效的解决单级全桥PFC变换器中的偏磁问题，提高了系统的性能和稳定性。

我们相信这种策略将会在实际应用中发挥重要作用，为单级全桥PFC变换器的研究和设计提供有益的参考和指导。

希望该策略能够得到更多的关注和应用，为电力电子领域的发展做出贡献。

直流偏磁对变压器的影响及抑制措施

19dB[5]。
直流偏磁引起的高振动给变压器本身带来的问题比噪声更加严重，可能会导致变压器内外相关部件松动。例如，轴向压板、压钉、拉板以及地脚螺丝等。绕组绝缘的磨损，从长期来看，对变压器绝缘和抗短路冲击能力会有较大损害。
（2）谐波增大。当铁心工作在饱和区时，漏磁通会增加，在一定程度上使电压波峰变平，谐波电压和电压总谐波畸变率增大。此时，变压器成了交流系统中的谐波源，从而带来一系列问题。如系统电压波形畸变、滤波器过载、继电保护误动、合空载长线时产生持续过电压、单相重合闸过程中潜供电流增加及断路器恢复电压增高等。
4.4反向注入抑制
反向注入抑制是在变压器中性点注入一个反向直流电流来抵消原来的偏磁电流，其原理如图5
所示。在变电站外补偿接地极与变压器中性点之间注入直流电流，该电流部分经由变压器绕组和电网再回到补偿接地极。通过控制直流发生装置输出直流电流的方向和大小，就可以达到抵消变压器中性点原有直流电流的目的。反向注入抑制不影响运行系统的参数，但技术要求较高，比较复杂。
可以产生2 000MJ的热量。因此，串联的电阻具有低阻值、大容量的特点，一般为几个欧姆。同时，变压
器中性点的绝缘水平也需进行论证核算。从图3可
图2直流电流对变压器励磁电流的影响变电站A变电站B变压器及输电线路等效直流电阻中性串接电阻器
A站地网接地电阻B站地网站间大地等接地电阻效直流电阻
A站、B站之间直流电位差
太阳耀斑活动导致地磁暴时，太阳风和射线流袭击地球，使地磁场的水平和垂直分量发生变化，在地球表面诱发电位梯度。当其作用于中性点接地变压器时，就会产生地磁感应电流，其频率在0.001Hz～0.01Hz之间，典型幅值为10A～15A，有的可达到200A[4]。
由直流输电和地磁暴产生的直流电流，当其通过变压器中性点接地点及输电线路组成的通路流经两侧绕组时，在变压器铁心内部产生一定的直流磁通，使得磁通在正、负半周明显不对称，发生偏移，从而产生直流偏磁。当变压器绕组无直流分量，励磁电流i（t）工作在铁心磁化曲线"（t）的线性段时，铁心中的磁通为正弦波，励磁电流也是正弦波（如图2中实线所示）。当发生直流偏磁时，励磁电流工作在铁

SPWM全桥逆变器输出变压器直流偏磁的抑制

SPWM全桥逆变器输出变压器直流偏磁的抑制相对半桥逆变器而言，SPWM全桥逆变器的开关电流减小了一半，因而在大功率场合得到了广泛应用。

在SPWM全桥逆变器中，为实现输入输出之间的电气隔离和得到合适的输出电压幅值，一般在输出端接有交流变压器。

在SPWM控制的全桥逆变器中，因各种不可预见的因素，会导致输出变压器存在直流分量，引起单向偏磁现象。

偏磁可以说是SPWM全桥逆变器中的一种通病，只是在不同的场合严重程度不同而已。

变压器的偏磁，轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加，温升加剧，变压器机械噪音大（变换器开关频率或调制频率在音频范围内时），严重时还会损坏功率模块，直接威胁到系统的正常运行。

为了防止或减少变压器中的直流分量，本文以逆变桥各桥臂与中点直流电压及变压器原边的直流电流作为反馈量来抑制直流偏磁。

采用这种方法设计的电路，经在1 0kHz/15kW的全桥逆变电源中应用，证明该电路有效、实用。

高频变压器偏磁机理偏磁是指加在变压器两端的正反向脉冲电压的伏秒乘积不等，从而造成变压器磁芯的磁滞工作回线偏离坐标原点的现象。

工作时变压器的磁感应强度可表示为：励磁电流Iμ的变化率为：式中，U1为变压器初级电压；Ae为铁心截面积；N1为初级绕组匝数；L0为变压器铁芯磁路长度；μ0为空气磁导率；μr为变压器铁心相对磁导率。

在SPWM全桥逆变器中，由式(1)可知，若输出变压器初级电压正负半周波对称，则正负半周波伏秒积相等，其正反向最大工作磁感应强度Bmax也相等，铁芯磁工作点沿着磁滞回线以中心对称地往复运动。

由图1所示的变压器磁芯磁化曲线可见，此时没有偏磁存在。

反之,若输出变压器初级电压正负半周波不对称，正负半周波伏秒积不相等，则正负半波磁感应强度幅值也不同，磁工作区域将偏向第一或第三象限，即形成直流偏磁。

从而导致变压器铁芯饱和，偏磁的持续积累最终会使铁芯进入深度饱和，磁工作点进入非线性区，铁心相对磁导率?滋r迅速减少。

变压器直流偏磁抑制技术

珍爱生命的名言警句英语1. "Life is what happens when you're busy making other plans." - John Lennon2. "To live is the rarest thing in the world. Most people exist, that is all." - Oscar Wilde3. "Life is either a daring adventure or nothing at all." - Helen Keller4. "Life is short, and it's up to you to make it sweet." - Sarah Bernhardt5. "Life is not measured by the number of breaths we take, but by the moments that take our breath away." - Unknown6. "Life is like riding a bicycle. To keep your balance, you must keep moving." - Albert Einstein7. "Life is too short to be little." - Benjamin Disraeli8. "Life is the art of drawing sufficient conclusions from insufficient premises." - Samuel Butler9. "Life is not about waiting for the storm to pass... it's about learning to dance in the rain." - Vivian Greene10. "Life is a succession of lessons which must be lived to be understood." - Helen Keller11. "Life is like a camera. Focus on what's important, capture the good times, develop from the negatives, and if things don't work out, take another shot." - Unknown12. "Life is not always a matter of holding good cards, but sometimes, playing a poor hand well." - Jack D. Hunter13. "Life is a gift, and it offers us the privilege, opportunity, and responsibility to give something back by becoming more." - Anthony Robbins14. "Life is a series of natural and spontaneous changes. Don't resist them; that only creates sorrow. Let reality be reality. Let things flow naturally forward in whatever way they like." - Lao Tzu15. "Life is a great big canvas, and you should throw all the paint on it you can." - Danny Kaye16. "Life is the flower for which love is the honey." -Victor Hugo17. "Life is like a box of chocolates, you never know what you're gonna get." - Tom Hanks as Forrest Gump18. "Life is a dream for the wise, a game for the fool, a comedy for the rich, a tragedy for the poor." - Unknown19. "Life is the only teacher that can teach you how to live." - Unknown20. "Life is the sum of all your choices." - Albert Camus。

直流偏磁对变压器运行影响分析

（完全或几乎与系统结构无关，不受电网结构变化的影响。２）（）３设计有特殊隔离装置，正常运行时与主接地网相互独立。（设计简单、造价低、：程量少、无需运行维护费用等二次４）ｃ
４、变压器中性点串联电阻。直流输电系统中，通常和大地连接
7存在变压器中性点接地的交流系统则由于地中直流场的存在将有直流电流在变压器输电线中流动电流的大小与两侧变压器接地网之间的电位差有关这种电流会使变压器的铁心不对称地饱和程度轻的可闻低频的噪声程度严重的会引起变压器铁心油箱及内部结构件损耗增加产生过热如果通过中性点返回的电流过大会在该地区附近引起电解腐蚀而且继电保护装置将受到不利影响
关键词：直流偏磁
一
变压器运行
、
换流变压器中产生直流偏磁的原因
碍交流电流的通过。但在实际操作中会发生～些非正常情况，例如系・
直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态，是指在变压器励磁统发生不对称接地故障。这就对串人的电容器提出了较高的要求，并电流巾产生了直流分量。换流变压器在高压直流输电系统巾，处于需要提供放电间隙与之相并联。由于要求较高，该方法目前还停留在交流电与直流电相互变换的核心位置，是直流输电的关键设备。由理论阶段，并未投入实际。于直流输电系统与交流输电系统具有不同的特点和运行方式，因此电流分量。励磁电流中的直流分量主要是由以下几个方面的原冈引起的。３、在变压器中性点串人小阻值电阻，将中性点流入的直流限制

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略单级全桥PFC变换器是一种常用的电源变换器拓扑结构，它具有输入电流波形整流和功率因数校正的特点。

在实际应用中，变换器变压器的偏磁问题经常会影响系统的性能，故需要采取一定的策略来抑制变压器的偏磁。

本文将探讨一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略。

1. 变压器偏磁问题分析在单级全桥PFC变换器中，变压器起到了关键的作用，它将输入电压变换为所需的输出电压，并且能够实现功率因数校正。

在实际使用中，由于制造和组装误差、温度变化等因素的影响，变压器偏磁问题往往会出现。

变压器的偏磁会导致输出电压波形失真、功率因数下降、损耗增加等问题，严重影响系统的性能和稳定性。

2. 变压器偏磁抑制策略为了抑制变压器的偏磁问题，可以采取以下策略：(1) 合理设计变压器结构：在设计变压器结构时，应考虑到制造和组装误差、温度变化等因素的影响，合理选择变压器的材料、尺寸、绕线方式等参数，以减小变压器的偏磁。

(2) 优化控制策略：采用合理的控制策略，如增加变压器的辅助控制回路、采用自适应控制方案等，可以有效抑制变压器的偏磁，提高系统的稳定性和性能。

(3) 采用增量式电流控制：在控制变压器的电流时，采用增量式控制方法，可以减小变压器的偏磁，并提高系统的动态响应能力。

3. 实验验证为了验证上述变压器偏磁抑制策略的有效性，我们进行了一系列的实验。

实验结果表明，采用上述策略后，变压器的偏磁得到了有效抑制，系统的输出电压波形更加稳定，功率因数得到了显著改善，系统的效率也得到了提高。

4. 结论本文针对单级全桥PFC变换器变压器偏磁问题，提出了一种有效的抑制策略，并进行了实验验证。

实验结果表明，采用该策略可以有效抑制变压器的偏磁，提高系统的稳定性和性能。

该策略具有一定的实用价值，并值得在实际应用中进一步推广。

单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略是一个重要的研究课题，通过合理设计变压器结构、优化控制策略、采用增量式电流控制等方法，可以有效解决变压器偏磁问题，提高系统的性能和稳定性，具有一定的工程应用价值。

变压器直流偏磁抑制方法的应用分析

将揭示上述抑制方法的工作原理、实施方式、性能和
０引言
直流输电因为输送距离长、输送容量大、损耗小、便于异步联网等优点在我国得到了越来越多的应用ｌ】＿２１。直流输电在调试或故障情况下可能会有大
中图分类号：ＴＭ４０６
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７３ — ７５９８（２０１３）０６ — ００３１ — ０４
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＤＣＢｉａｓＲｅｓｔｒａｉｎｉｎｇＭｅｔｈｏｄｓ
ＨＡＯＧｕｉ－ｑｉｎ
（ＦｏｓｈａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｆｏｓｈａｎ５２８２００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＦｏｒｔｒａｎｓｆｏｎｎｅｒｓｉｎＡＣｐｏｗｅｒｇｒｉｄ，ＤＣｂｉａｓｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｅａｒｔｈ — ｒｅｔｕｒｎｃｕｒｒｅｎｔｏｆＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｔｒａｉｎ
效果，从而为更好地开展直分布算例
网技术
量电流通过直流接地极流人大地，可能导致交流电网内变压器直流偏磁危害，给电网的安全运行造成

简论直流偏磁对变压器的影响及治理方法

Power Technology︱224︱2017年7期简论直流偏磁对变压器的影响及治理方法黄克峰广州高澜节能技术股份有限公司，广东广州 510663摘要：直流偏磁现象主要是：流经绕组的直流电流作为变压器励磁电力组成部分，其直流电流能够让变压器铁芯偏磁，使变压器特点发生变化，让原有磁化曲线区域部分移动至铁芯磁饱和区域，进而造成变压器振动增加。

本文介绍了直流偏磁对变压器的影响与治理方法。

关键词：直流偏磁；变压器；影响与治理；方法分析中图分类号：TM41 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）07-0224-01笔者以某企业±800kv 直流超高压直流输电线路为例。

该直流超高压直流输电线线路接地极附近，宾金直流工调试时，在不对称运行形式情况下，换流站接地极附近110kv、220kV、500KV 中性点接地运行的多台变压器出现噪音、振动等现象，检测中性点直流电流大者超过90A，远大于主变压器额定直流电流，现场测试变压器噪声超过100dB，运行状况恶劣。

直流偏磁问题严重影响变压器安全运行与使用年限，而影响企业生产安全。

所以，直流偏磁对变压器治理成为保证变压器安全运行必要措施。

1 变压器直流偏磁影响因素我国交流电网中，高压变压器（110kV，220kV，330kV，500kV 等）中性点接地方式采用金属接地方式，高压电网线路通过变压器中性点金属接地。

如果交流电网中两个不同变压器中性点接地点的大地之间存在电位差，就会在这两个变压器及连接线路中形成直流电流。

直流电流从中性点流入变压器的三相绕组及输电线路，过程中，将在铁芯磁通内出现直流分量，而造成磁通偏差励磁电流高度发生变形，变压器发生直流偏磁问题。

电网实际运行中，有几个现象可以引起大地的地电位差。

第一，太阳等离子风活动造成“地磁暴”将在地表出现电势差，引起的地磁感应电流在中性点接地变压器中发生直流电磁。

第二，超高压直流输电不平衡运行，特别是单极大地回路作业过程中，直流输电线路向换流站的接地极注入大量直流电流，由于地电阻的存在，大地电位以接地极为中性呈环形分布，距离越近电位越高，引起的直流偏磁问题越大。

750kV某变电站主变直流偏磁分析及抑制措施研究

750kV某变电站主变直流偏磁分析及抑止措施探究摘要：本文针对750kV某变电站主变直流偏磁现象进行了详尽的分析，并提出了一系列有效的抑止措施。

通过实时监测主变直流电流，我们确定了直流偏磁的存在，并且表明该现象对变电站运行稳定性和设备寿命产生了负面影响。

随后，我们开展了对该现象的深度探究，并提出一种基于震动抑止的有效控制措施。

1.引言750kV某变电站作为电力系统的关键设施，起着重要的供电和变电功能。

然而，随着电力需求的不息增长，变电站运行稳定性和设备寿命等问题亟待解决。

直流偏磁现象是影响变电站正常运行的一个重要因素。

因此，对750kV某变电站主变直流偏磁进行深度分析并制定相应的措施，对于提高变电站的运行效率和可靠性具有重要意义。

2.直流偏磁的定义和原因直流偏磁是指主变中心抽头电气量瞬时值与直流重量之间存在较大差异的现象。

直流偏磁的主要原因包括主变饱和、系统过电压、电力负载波动等。

这些原因导致直流电流超过主变额定电流，从而引起直流偏磁现象。

3.主变直流偏磁的影响主变直流偏磁对变电站设备和系统稳定性产生了重要的负面影响。

起首，直流偏磁会导致主变电流增大，从而引起设备温度提高，缩短设备寿命。

其次，直流偏磁还会导致变电站电压稳定性下降，可能引发电压跳闸和电力系统不稳定问题。

因此，对直流偏磁现象进行分析并实行有效的抑止措施对于变电站的正常运行至关重要。

4.直流偏磁的分析方法为了准确分析直流偏磁现象，我们对750kV某变电站的主变进行了实时监测。

通过对主变电流曲线的测量和分析，我们确定了直流偏磁的存在。

同时，我们还测试了不同负载率下主变直流电流的变化状况，并对其进行了统计。

通过这些试验数据，我们得出了直流偏磁现象与负荷率和电力负载波动之间的相关性。

5.直流偏磁的抑止措施探究为了抑止直流偏磁现象的发生，我们提出了一种基于震动抑止的控制措施。

该措施基于对主变运行状态的监测，通过对主变抽头位置进行微小震动来抑止直流偏磁现象的发生。

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略单级全桥PFC变换器是一种通用的交流至直流电源变换器，其主要特点为具有高功率因数校正（PFC）能力，可实现对供电电网的高效利用和抑制谐波污染的作用。

在该类变换器中，变压器是一个重要的组成部分，它用于将交流电源电压转换成经过整流和滤波后的直流电压。

然而，由于变压器存在的磁滞和磁饱和等非线性特性，易导致工作效率低下、损耗大的问题。

为此，在单级全桥PFC变换器中引入一种变压器偏磁抑制策略，能够有效减小以上问题带来的不利影响。

1. 变压器的偏磁现象及其原因在单级全桥PFC变换器中，变压器的偏磁现象是由于变压器磁芯的饱和和磁滞等非线性特性造成的。

磁芯饱和是指磁通量达到磁芯饱和磁通密度时，磁芯无法继续吸收电能的现象；而磁滞则是指当磁通密度从饱和状态减小时，磁能不能立即全部释放的现象。

通过这两种非线性特性，变压器的磁通量无法实时跟随输入电压的变化，从而导致变量器的磁通量偏离直线。

当变压器磁通量偏大时，会导致输入电流的急剧增加；而当变压器磁通量偏小时，则会导致输出电压降低，从而影响整个系统的稳定性和性能。

2. 变压器偏磁抑制策略为了降低变压器偏磁的影响，可以采取以下抑制策略：2.1 增大变压器的饱和电流通过增大变压器磁芯的饱和电流，可以扩大变压器工作的线性区域。

例如，在设计变压器时，可以采用更高的磁芯饱和密度，从而使变压器的磁芯能够承受更大的输入磁通密度，进而提高变压器的工作效率和稳定性。

2.2 引入惯性电流控制通过引入惯性电流控制技术，可以让变压器能够较好地跟随输入电压的变化，从而实现对变压器磁通量的稳定控制。

该技术可以利用电感等元件的惯性特性，使得变压器中的磁通量具有一定的滞后效应，从而实现非线性特性的补偿和抑制。

通过引入闭环控制技术，可以实现对变压器磁通量的实时监测和控制。

例如，在变压器的输入端和输出端分别加入电流传感器和电压传感器，就可以实现对变压器输入和输出的实时监测和控制。

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略【摘要】全桥PFC变换器在功率因数校正中起着至关重要的作用，然而在实际应用中，变压器的偏磁问题会对其性能造成一定影响。

本文针对这一问题进行了深入研究，首先介绍了全桥PFC变换器的工作原理，然后分析了变压器偏磁的原因。

在此基础上，设计了一种有效的偏磁抑制策略，并通过实验证明了其有效性。

最后进行了性能分析，总结了本文的研究成果并展望了未来的研究方向。

本文对于提高全桥PFC变换器的稳定性和效率具有一定的指导意义，对于推动功率电子技术的发展具有一定的参考价值。

【关键词】全桥PFC变换器、变压器偏磁、抑制策略、工作原理、实验验证、性能分析、研究背景、研究意义、未来展望、结论。

1. 引言1.1 研究背景全桥PFC变换器是一种常见的功率因数校正（PFC）变换器拓扑结构，可以有效地提高功率因数、降低谐波污染，保障电网的稳定运行。

在实际应用中，全桥PFC变换器通常需要配合变压器进行电压变换，以匹配不同输入和输出电压的要求。

由于变压器在工作过程中容易出现磁偏差现象，导致电路效率下降、输出波形失真、热损失增加等问题，影响了整个系统的性能和稳定性。

研究如何有效抑制变压器偏磁现象，提高全桥PFC变换器的性能和可靠性具有重要意义。

目前国内外对变压器偏磁抑制策略的研究还比较有限，有待深入探讨和实践。

本文将结合全桥PFC变换器的工作原理和变压器偏磁原因分析，设计一种针对变压器偏磁的抑制策略，并进行实验验证和性能分析，旨在为提高全桥PFC变换器的整体性能和稳定性提供参考和借鉴。

1.2 研究意义研究一种有效的变压器偏磁抑制策略对于提高全桥PFC变换器的工作性能具有重要意义。

通过深入分析变压器偏磁的原因，设计合理的抑制策略，可以有效地减少变压器的磁饱和现象，提高整个系统的稳定性和可靠性。

在实验验证和性能分析的基础上，对所提出的抑制策略进行验证和评估，为进一步提升全桥PFC变换器的性能提供了重要的参考和指导。

直流偏磁对电力变压器的影响及其抑制方法

175电力技术0　引言直流偏磁是指直流电流注入变压器绕组中，导致变压器磁通中产生直流分量而导致的一系列电磁效应。

近年来，随着高压直流换流站、金属冶炼厂和轨道交通系统逐渐增多，直流偏磁导致的变压器振动等现象逐渐增加且日趋严重。

1　直流偏磁产生原因1.1　地磁暴当太阳发生耀斑等剧烈活动时，太阳产生高温等离子体高速向地球运动，导致地磁场发生剧烈变化，使大地表面产生低频（0.001~1Hz）感应电动势（ESP），处于不同电位梯度的接地变压器通过输电线和大地形成回路，回路中流过感应电流（GIC），由于感应电流频率较低，相对于工频来说接近于直流，因此可使变压器产生直流偏磁现象。

1.2　高压直流输电高压直流输电（HVDC）系统由于具有造价低、损耗小、稳定性高等优点，在远距离、大功率输电中得到越来越广泛的应用。

当系统以单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时，可能高达上千安的直流电流将通过换流站接地极流入大地，直流电流回路上的大地将产生电位梯度。

如果两个变电站均有变压器中性点接地并且其直流地电位有差异，直流电流将以变压器、大地和输电线为回路，从电位高的变压器中性点流出，从电位低的变压器中性点流进。

1.3　直流杂散电流杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流。

直流杂散电流主要来源于轨道交通等直流电气化铁路、冶炼厂等直流电解系统和直流电焊系统等直流负荷。

直流杂散电流的流动导致回路上的大地产生电位梯度，不同电位梯度上的接地变压器中性点将流过直流电流。

2　直流偏磁对变压器的影响2.1　振动和噪音加剧当变压器中性点流入或流出直流电流时，直流电流将在铁芯中产生直流磁通，直流磁通与交流磁通叠加，使得一个半周的磁通大大增加，铁芯饱和，而另外一个半周磁通减小。

由于励磁电流与磁通间的非线性关系，磁通的增加将使励磁电流波形畸变，出现“尖顶波”，因而电流中将出现直流分量、奇次谐波与偶次谐波。

磁通和电流的增加将使变压器振动和噪音加剧，严重时可能导致部件松动，甚至导致放电、短路等严重后果。

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略

一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略
单级全桥PFC变换器是一种常用的功率因数校正（Power Factor Correction，简称PFC）电路，能够将交流电网输入的电压转变为直流电压，并具有较高的功率因数。

这种变换器
通常还包括一个变压器，用于隔离输入和输出。

由于变压器存在磁耦合，会导致变压器磁场的漂移现象，即变压器存在一个直流偏磁
流的问题。

这会引起输出电压的不稳定性和功率因数的下降。

需要一种变压器偏磁抑制策
略来解决这个问题。

一种有效的变压器偏磁抑制策略是通过控制变压器绕组的电流来实现。

具体来说，可
以通过在变压器绕组上串联一个小电感，来补偿变压器的磁场偏磁。

这个小电感可以是一
个调节电感，通过调节其电感值，可以实现对变压器偏磁的抑制。

当变换器工作时，控制电路会测量变压器绕组的电流，并将其与一个参考电流进行比较。

根据比较结果，控制电路会相应地调节电感的电感值，以实现对变压器偏磁的抑制。

通过不断地调节电感值，可以使变压器的磁场保持在一个稳定的漂移范围内，从而确保输
出电压的稳定性和功率因数的提高。

单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略是一种重要的技术手段，可以提高变压器的
磁场稳定性，并提高变换器的输出电压稳定性和功率因数。

不同的偏磁抑制策略可以根据
具体的应用需求选择，以实现最佳的性能和效果。

直流偏磁对变压器的影响及控制措施

（2）装设有中性点直流电流在线监测装置的变电站在发生直流偏磁时应结合变压器最大允许直流电流及时加强监视，越限时汇报相应调度，采取降电压、改变直流运行方式、停变压器等手段降低直流电流。并每小时记录一次油温、功率、直流电流、噪声值。没有直流电流在线监测装置的变压站直流偏磁时应每小时手测一次直流电流值。
（3）因为产生在变压器发生直流偏磁时铜耗和铁耗的增加，尤其是各部件涡流产生大量的热能，也应该重视变压器油温的变化，避免各部件由于温度过高造成设备损坏。
2.1噪声增大，振动加剧
变压器铁芯的磁致伸缩导致噪声的产生，且随磁通密度的增大而增大。直流偏磁使变压器铁芯磁通密度增大，导致磁致伸缩加剧，噪声增大，当直流电流等于励磁电流时，单相变压器的噪声增大了10dB，2004年5月贵广直流单极大地运行方式下，变压器中性点直流电流达到了34.5，噪声达到93.9dB。另外直流偏磁情况下，变压器励磁电流不仅有奇数次谐波分量还有偶数次谐波，噪声将会发生变化。此外，磁致伸缩会引起变压器铁芯和本体振动，振动加剧，会导致变压器有关部件松动，进而引起发热、放电或部件掉落，危机变压器安全运行。
3、变压器允许的直流电流
我国能源主要分布在西部地区，随着全国联网战略的实施，电能越来越多依靠直流输送，单在云南省境内目前就有楚穗直流、普侨直流、牛从直流。变压器允许流过直流电流值与变压器结构、材料、磁通密度有关。电压等级越高允许流过的直流电流更大，另外三相五柱式的变压器比单相分体的允许流过的直流更大。
2.2变压器损耗增加
铁损和铜损是变压器的损耗。变压器铁损包磁滞和涡流损耗。磁滞损耗正比于铁芯磁密的平方和频率。当铁芯饱和时，铁芯的导磁率接近空气的导磁率，从而使变压器漏磁通增加，变压器的漏磁通穿过压板、夹件和油箱等构件，并在其中产生涡流损耗。这说明直流分量增加时，铁损也会增加。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

侧接有变压器。实际运行中，多种因素使得变压器
消除变压器偏磁，提高变换器效率பைடு நூலகம் 电路的功率等级，并给出Ｍｔａ／ｉｕｉｋ真结果。ａｌｂＳｍｌｎ仿
ｌ无源箝位Ｆ－ＶＺＣ－ＷＭ变换器ＢＺＳＰ
副边无源箝位Ｆ — ＶＣ — Ｗ变换器采用全桥结ＢＺＺＳＰＭ
偏磁及其抑翩技术在全桥变换器中的作甬分析
电工电气（０２．２１１Ｎｏ）
偏磁及其抑制技术在全桥变换器中的作用分析
邵楚雯，王书征
（东南大学电气工程学院，江苏南京２９）１０６０
摘要：针对副边无源箝位全桥软开关脉宽调制变换器的结构特点，论述了变压器产生偏磁的主
明该方法可以有效抑制偏磁。关键词：偏磁；软开关；变换器；新型峰值电流控制中图分类号：Ｔ４Ｍ６文献标识码：Ａ文章编号：
ＦｕｎｃｉｎＡｎｌｓｓｏａｉｎｔｓｒｃｉｎＴｅｈｎｉｅｉｔｏａｙｉｆＢｉｓｎｇａｄＩｓＲｅｔｉｔｏｃｑｕｎＦｕｌＢｒｄｇｎｒｅｌｉｅＣｏｖｅｔｒ
Ａｂｓｒｃ：ｍｉｇａｔｕｃｕａｅｔｒｓｏｆｓｃｎｒｉａｓｖ — ｌｍｐｅｕｌｂｉｅｓｔｓｉｈｉｇｐｌｅｗｉｔｔａｔＡｉｎｔｓｒｔｒｌｆａｕｅｅｏｄａｙｓｄｅｐｓｉｅｃａｄｆｌ— ｒｄｇｏｆｗｔｎｕｓｄｈｍｏｄｌｔｏｏ — ｃｕａｉｎｃｎｖｒｅ，ｈｓｐａｒｄｓｕｓｄｔｅｍａｎｃｕｓｎｏｓｑｎｃｆｔａｆｒｅｎｇｎｒｔｏｎｏｆｂａｎｔｏｓｏｒｄｔｏｌｂａｉｇｅｔｒｔｉｐｅｉｃｓｅｈｉａｅａｄｃｎｅｕｅｅｏｒｎｓｏｍｒｉｅｅａｉｉｓａｄｍｅｈｄｆｔａｉｉｎａｉｓｎｓｐｅｓｏ．ＤｉｃｓｏｓｍａｅｔｈｅｓｂｉｉｏｕｅｓｒｅｕｐｒｓｉｎｓｕｓｉｎｗａｄｏｔｅｆａｉｌｔｔｓｅｉｓＤＣ— ｏｋｎａａｉｏｏｓｐｅｓｂａｉｇ，ｎｉｄｏｅｔｐｙｂｌｃｉｇｃｐｃｔｒｔｕｐｒｓｉｓｎａｄａｋｎｆｎｗｙｅｐａｕｒｎａｉｇｓｐｅｓｏａｓｒｉｅ．Ｔｈｅｐｌｎｃｎｒｄｃｒｄｔｏｌｐａｕｒｎｏｔｏｅｈｄｅｒ．Ｍａｌｂｅｋｃｒｅｔｂｉｓｎｕｐｒｓｉｎｐｌｎｗａａｓｄｅｎｗａａｅｕｅｔａｉｉｎａｅｋｃｒｅｔｃｎｒｌｍｔｏｒｏｒｔａｓｍｕａｉｎｒｓｔｓｏｓｔａｈｅｈｄｃｎｅｆｃｉｌｕｐｒｓｉｓｎｇｉｌｔｏｅｕｌｈｗｈｔｅｍｔｏａｆｅｔｔｖｅｙｓｐｅｓｂａｉ．
构，中间串变压器以满足高压输出，副边采用双结
构串联以减小整流二极管电压应力，超前臂采用零
原边电流正负波形不对称，引起变压器铁心工作时磁化曲线不再关于原点对称，由于磁化曲线是非线
性的，当偏磁严重时，铁心必将进入单方向深度饱
和，造成单向磁化电流剧增，增大损耗，严重时甚
至对开关管造成损害。本文首先介绍一种副边无源箝位Ｆ— ＶＣ — ＢＺＺＳＰＭ全桥软开关脉宽调制）Ｗ（变换器ｕ，然后简述产生偏磁的原因及危害，并指出传统的串隔直电容的
ＳＨＡＯＣｈｕｗｅ， — ｎＷＡＮＧｈ — ｈｎＳｕｚｅｇ
（ｃｏｌｆＥｅｔｉｌｎｉｅｒｇＳｕｈａｔｎｖｒｉ，ａｊｎ１０６ＣｉａＳｈｏｏｌｒｃＥｇｎｅｉ，ｏｔｅｓＵｉｅｓｔＮｎｉ２０９，ｈｎ）ｃａｎｙｇ
Ｋｅｒｓｂａｉｇｓｆ－ｔｉｇｃｎｅｅ；ｅｅｋｃｒｎ－ｊｃｉｎｃｎｒｌｙｗｏｄ：ｉｎ；ｏ－ｗｉｈｎ；ｏｖｒｒｎｗｐａｒｔｉｅｔｏｔｓｔｓｃｔｕｅ－ｎｏｏ
全桥拓扑在高压输入中大功率变换器方面得到广泛应用。为实现输入和输出之间的电气隔离并得到合适的输出电压幅值，大功率变换器一般在交流
要原因、后果及传统偏磁抑制的方法。讨论了串隔直电容的方法用以偏磁抑制的可行性，提出了一种
新型峰值电流偏磁抑制方案，新方案能够减小传统峰值电流控制方式误差，通过Ｍｔａａｌｂ仿真结果表