第9讲 变压器漏感对整流电路的影响

第3章 习题(2)-带答案

第3章交流-直流变换器习题（2） 第1部分：填空题 1.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于 U2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0-150o，使负载电流连续的条件为α ≤30o (U2为相电压有效值)。 2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120o，当它带阻感负载时，α的移相范围为 0-90 o。 3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0-120 o，u d波形连续得条件是α≤60o。 4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id 断续和连续的临界条件是ωRC = ，电路中的二极管承受的最大反向电压为U2。

5.填写下表 三相整流电路比较 第2部分：简答题 1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？ 如果不是，它们在相位上差多少度？ 答：不是同一点，相位相差180 ?。 2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的 触发角都是 α ，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说， 例如都是阿相，在相位上差多少度？ 答：相位相差180 ? 。 3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电 压 u波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？ d

答：如果有一个晶闸管不能导通，则输出电压缺2个波头。以晶闸管VT1不能导通为例。如果有一个晶闸管被击穿而短路，同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。 4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负 载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？ 答：单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ?～180 ?。当负载为电感负载时，晶闸管移相范围是0 ?～90 ?。三相桥式全控整 流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ?～120 ?。当负载为电感负载时，晶闸管移相范围是0 ?～90 ?。

开关变压器漏感分析

开关变压器第一讲变压器基本概念与工作原理现代电子设备对电源的工作效率、体积以及安全要求等技术性能指标越来越高，在开关电源中决定这些技术性能指标的诸多因素中，基本上都与开关变压器的技术指标有关。开关电源变压器是开关电源中的关键器件，因此，在这一节中我们将非常详细地对与开关电源变压器相关的诸多技术参数进行理论分析。在分析开关变压器的工作原理的时候，必然会涉及磁场强度H和磁感应强度B以及磁通量等概念，为此，这里我们首先简单介绍它们的定义和概念。在自然界中无处不存在电场和磁场，在带电物体的周围必然会存在电场，在电场的作用下，周围的物体都会感应带电；同样在带磁物体的周围必然会存在磁场，在磁场的作用下，周围的物体也都会被感应产生磁通。现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。磁性材料或磁感应也不例外，铁磁现象的起源是由于材料内部原子核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流，这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因此，磁场强度的大小与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下，磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道，电场强度的概念是用单位电荷在电场中所产生的作用力来定义的，而在磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来定义磁场强度，为此，电场强度的定义只好借用流过单位长度导体电流的概念来定义磁场强度，但这个概念本应该是用来定义电磁感应强度的，因为电磁场是可以互相产生感应的。幸好，电磁感应强度不但与流过单位长度导体的电流大小相关，而且还与介质的属性有关。所以，电磁感应强度可以在磁场强度的基础上再乘以一个代表介质属性的系数来表示。这个代表介质属性的系数人们把它称为导磁率。在电磁场理论中，磁场强度H的定义为：在真空中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力F跟电流I和导线长度的乘积I 的

第三章答案

20．试计算第3题中i2的3、5、7次谐波分量的有效值I23、I25、I27。 解：在第3题中已知电路为单相全控桥，其输出电流平均值为 I d＝38.99（A） 于是可得： I23＝22I d∕3π＝22×38.99∕3π＝11.7（A） I25＝22I d∕5π＝22×38.99∕5π＝7.02（A） I27＝22I d∕7π＝22×38.99∕7π＝5.01（A） 21．试计算第13题中i2的5、7次谐波分量的有效值I25、I27。 解：第13题中，电路为三相桥式全控整流电路，且已知 I d＝23.4（A） 由此可计算出5次和7次谐波分量的有效值为： I25＝6I d∕5π＝6×23.4∕5π＝3.65（A） I27＝6I d∕7π＝6×23.4∕7π＝2.61（A） 22．试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。 解：①第3题中基波电流的有效值为： I1＝22I d∕π＝22×38.99∕π＝35.1（A） 基波因数为 ν＝I1∕I＝I1∕I d＝35.1∕38.99＝0.9 电路的输入功率因数为： λ＝να cos＝0.9 cos30°＝0.78 ②第13题中基波电流的有效值： I1＝6I d∕π＝6×23.39∕π＝18.243（A） 基波因数为 ν＝I1∕I＝I1∕I d＝0.955 电路的输入功率因数为： λ＝να cos＝0.955 cos60°＝0.48 23．带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？ 答：带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点： ①三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要用平衡电抗器； ②当变压器二次电压有效值U2相等时，双反星形电路的整流电压平均值U d 是三相桥式电路的1/2，而整流电流平均值I d是三相桥式电路的2倍。 ③在两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压

很实用-很准的计算变压器资料

MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax： 式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入为AC220V时反射电压为135V；VminDC为整流后的最低直流电压；VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。 变压器原边绕组电流峰值IPK为: 式中：η为变压器的转换效率；Po为输出额定功率，单位为W。 变压器原边电感量LP: 式中：Ts为开关管的周期(s)；LP单位为H。 变压器的气隙lg:

式中：Ae为磁芯的有效截面积(cm2)；△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)；Lp单位取H，IPK单位取A，lg单位为mm。 变压器磁芯 反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量AP为 式中：AQ为磁芯窗口面积，单位为cm2；Ae为磁芯的有效截面积，单位为cm2；Po 是变压器的标称输出功率，单位为W；fs为开关管的开关频率；Bm为磁芯最大磁感应强度，单位为T；δ为线圈导线的电流密度，通常取200～300A/cm2，η是变压器的转换效率；Km 为窗口填充系数，一般为0.2~0.4；KC为磁芯的填充系数，对于铁氧体为1.0。 根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。 变压器原边匝数NP: 式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，Ae单位为cm2，Ts单位为s。 变压器副边匝数Ns:

式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。 功率开关管的选择 开关管的最小电压应力UDS 一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。 绕组电阻值R： 式中：MUT为平均每匝导线长度(cm)；N为导线匝数； 为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。 绕组铜耗PCU为： 原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值R的公式求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IPK来计算;求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。 磁芯损耗 磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器，磁芯损耗PC：

电力电子技术第3章_习题答案

3章 交流-直流变换电路 课后复习题 第1部分：填空题 1.电阻负载的特点是 电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能 ，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0? ≤a ≤ 180? 。 2.阻感负载的特点是 电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变 ，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0? ≤a ≤ 180? ，其承受的最大正反向电压均为 22U ，续流二极管承受的最大反向电压为 22U （设U 2为相电压有效值）。 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为 0? ≤a ≤ 180? ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 22U 和 22U ；带阻感负载时，α角移相范围为 0? ≤a ≤ 90? ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22U 和 22U ；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个 平波电抗器(大电感) 。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角时，晶闸管的导通角= 180?-2 ; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角= 0? 。 5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与 单相全波可控整流电路 的波形基本相同，只是后者适用于 较低 输出电压的场合。 6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为 22U ，随负载加重U d 逐渐趋近于0.9 U 2，通常设计时，应取RC≥ 1.5~2.5T ，此时输出电压为U d ≈ 1.2 U 2(U 2为相电压有效值)。 7.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 等于 26U ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0?≤a ≤90? ，使负载电流连续的条件为 a ≤30? (U 2为相电压有效值)。 8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差 120? ，当它带阻感负载时，的移相范围为 0?≤a ≤90? 。 9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 电压最高 的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低 的相电压；这种电路角的移相范围是 0?≤a ≤120? ，u d 波形连续的条件是 a ≤60? 。 10* .电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 i d 断续和连续的临界条件是 C R ω3= ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 26U U 2。 11.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当从0°～90°变化时，整流输出的电压u d 的谐波幅值随的增大而 增大 ，当从90°～180°变化时，整流输出的电压 u d 的谐波幅值随的增大而 减小 。 12.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L 为足够大。当＝30°时，三相电流有效值与直流电流的关系为I = 3 2 I d ，交流侧电流中所含次 谐波次数为 6k ±1,k=1,2,3… ，其整流输出电压中所含的谐波次数为 6k, k=1,2,3…。 13.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使输出电压平均值 减小 。

变压器的漏感与分布电容影响分析

变压器的漏感与分布电容影响分析 漏感与分布电容对输出波形的影响开关电源变压器一般可以等效成图2-43所示电路。在图2-43中，Ls为漏感，也可称为分布电感，Cs为分布电容，为励磁电感，R为等效负载电阻。其中分布电容Cs还应该包括次级线圈等效到初级线圈一侧的分布电容，即次级线圈的分布电容也可以等效到初级线圈回路中。图2－43 开关电源变压器等效电路设次级线圈的分布电容为C2，等效到初级线圈后的分布电容为C1，则有下面关系式：上式中，Wc2为次级线圈分布电容C2存储的能量，Wc1为C2等效到初级线圈后的分布电容C1存储的能量；U1、U2分别为初、次级线圈的电压，U2 = nU1，n = N2/N1为变压比，N1 、N2分别为初、次级线圈的匝数。由此可以求得C1为：C1 = n2C2 （2-121）（2-120）式不但可以用于对初、次级线圈分布电容等效电路的换算，同样可以用于对初、次级线圈电路中其它电容等效电路的换算。所以，C2亦可以是次级线圈电路中的任意电容，C1为C2等效到初级线圈电路中的电容。由此可以求得图2-43中，变压器的总分布电容Cs为：Cs = Cs1 + C1 = Cs1 +n2C2 （2-122）(2-122)式中，Cs为变压器的总分布电容，Cs1为变压器初级线圈的分布电容；C1为次级线圈电路中总电容C2（包括分布电容与电路中的电容）等效到

初级线圈电路中的电容；n = N2/N1为变压比。图2-43开关变压器的等效电路与一般变压器的等效电路，虽然看起来基本没有区别，但开关变压器的等效电路一般是不能用稳态电路进行分析的；即：图2-43中的等效负载电阻不是一个固定参数，它会随着开关电源的工作状态不断改变。例如，在反激式开关电源中，当开关管导通时，开关变压器是没有功率输出的，即负载电阻R等于无限大；而对于正激式开关电源，当开关管导通时，开关变压器是有功率输出的，即负载电阻R既不等于无限大，也不等于0 。因此，分布电感与分布电容对正激式开关电源和反激式开关电源工作的影响是不一样的。图2-44和图2-45分别是开关电源变压器与电源开关管连接时的工作原理图和各点工作电压的波形图。在图2-44中，当开关管Q1导通时，无论是对正激式开关电源或反激式开关电源，分布电感Ls都会对流过开关管Q1的电流Id起到限制作用，即降低Id的电流上升率，这对保护开关管是有好处的；因为，开关管刚导通的时候，电流在管芯内部是以扩散的形式由一个点向整个面扩散的，如果电流上升率太大，很容易使开关管因局部面积电流密度过大造成损伤。分布电感Ls和分布电容Cs可以看成是一个串联振荡回路，当开关管Q1开始导通的时候，输入脉冲电压的上升率大于串联振荡回路自由振荡电压的上升率，因此，振荡回路开始吸收能量，输入电压对Ls和Cs进行充电，此时，振荡

开关电源变压器的漏感

开关电源变压器的漏感 任何变压器都存在漏感，但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响特别重要。由于开关变压器漏感的存在，当控制开关断开的瞬间会产生反电动势，容易把开关器件过压击穿；漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路，使电路产生振荡并向外辐射电磁能量，造成电磁干扰。因此，分析漏感产生的原 理和减少漏感的产生也是开关变压器设计的重要内容之一。 开关变压器线圈之间存在漏感，是因为线圈之间存在漏磁通而产生的；因此，计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。要计算变压器线圈之间存在的漏磁通，首先是要知道两个线圈之间的磁场分布。我们知道螺旋线圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处，就是螺旋线圈中磁场强度分布是基本均匀的，并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。另外，在计算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时，比较复杂的情况可用麦克斯韦定理或毕-沙定理，而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。 图2-30是分析计算开关变压器线圈之间漏感的原理图。下面我们就用图2-30来简单分析开关变压器线圈之间产生漏感的原理，并进行一些比较简单的计算。 在图2-30中，N1、N2分别为变压器的初、次级线圈，Tc 是变压器铁芯。r 是变压器铁芯的半径，r1、r2分别是变压器初、次级线圈的半径；d1为初级线圈到铁芯的距离，d2为初、次级线圈之间的距离。为了分析计算简单，这里假设变压器初、次级线圈的匝数以及线大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m

径相等，流过线圈的电流全部集中在线径的中心；因此，它们之间的距离全部是两线圈之间的中心距离，如虚线所示。 设铁芯的截面积为S ，S=πr2；初级线圈的截面积为S1，S1=πr 21；次级线圈的截面积为S2，S2=πr22；初级线圈与铁芯的间隔截面积为Sd1，Sd1=S1－S ；次级线圈与初级线圈的间隙截面积为Sd2，Sd2=S2－S1；电流I1流过初级线圈产生的磁场强度为H1， 在面积S1之内产生的磁通量为φ1，在面积Sd2之内产生的磁通量 为φ1'；电流I2流过次级线圈产生的的磁场强度为H2，磁通量为φ2。 图2.30 由此可以求得电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量为：大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m

开关电源变压器测试标准

开关电源变压器测试标准 正常的试验大气条件(除有规定条件除外，均应在正常试验条件下进行试验)： 温 度： 15~35℃ 相对湿度： 45%~75% 气 压： 86~106kPa 一、直流铜阻 目的：保证每一绕组使用正确的漆包线规格。 仪器：TH2511低直流电阻测试仪。 方法：变压器各绕组在温度为20℃时的直流电阻，应符合产品规格书的标准。 若测量环境温度不等于20℃时，应按下面的公式换算 R 20=θ +5.2345 .254R θ 式中： R 20——温度为20时的直流电阻，Ω； R θ ——温度为θ 时测得的直流电阻，Ω； θ——测量时的环境温度，℃。 二、电感量 目的：确保使用正确的磁性材料及绕组圈数的正确性。 仪器：WK3255B 电桥。 方法：对变压器测试端施加额定条件的电桥，测试电感量。见图1 图1 开路

三、直流叠加 目的：检验磁芯的磁饱和特性或实际工作条件下的磁芯特性。 仪器：WK3255B 电桥；FJ1772A 直流磁化电源。 方法：对变压器测试端施加规定的直流电流，用电桥测试电感量。见图2 图2 图中I 0 —— 在测试端N1绕组施加的直流电流 四、漏感 目的：保证绕组处于骨架上正确的位置以及磁性材料的气隙大小的正确性。 仪器：WK3255B 电桥。 方法：将所测变压器次级端短路，在初级端施加额定条件的电桥测试电感量。 见图3 图3 五、绝缘电阻 目的：保证每一绕组对磁芯、静电屏蔽及各绕组间绝缘电阻性能满足所需的 技术指标。 仪器：2679绝缘电阻测试仪。 短 路

方法：用绝缘电阻测试仪对变压器的初次级绕组间或绕组和磁芯、静电屏蔽间施加直流电压500V，测试绝缘电阻值。 不作包装或简易包装的非灌封、浇注结构的元件，测量常态绝缘电阻 前，可先进行预处理。预处理方法：清除变压器表面的尘垢，再将变 压器放入温度80±5℃的烘箱内，保持表1规定的时间从箱内取出， 在正常大气条件下放置48h。 表1 六、绝缘耐压 目的：保证绕组使用了正确的材料和绕组处于正确的位置并提供所需的安全隔离等级。 仪器：2671绝缘耐压测试仪。 方法：将试验电压施加在被测绕组与磁芯、静电屏蔽间，其他绕组与磁芯及静电屏蔽相连。 试验电压在2KV以上时，应从零开始逐渐升高电压至规定值，并保持 规定时间，然后逐渐将试验电压降至零再切断电源。 七、相位 目的：保证每个绕组绕线方向的正确性，即同名端位置是否符合要求。 仪器：3250综合测试仪。 图4 左图黑点标明该变压器的同名端；即表示1、3为绕组的绕线起头端。

电力电子第3章部分答案

3-13. 三相半波可控整流电路带纯电阻负载情况，由整流变压器供电，电源是三相线电压为380V 的交流电网，要求输出电压V U d 220=，输出电流A I d 400=，考虑ο 30min =α，计算整流变压器二次侧容量2S ，与ο 0=α时二次侧容量比较，并计算晶闸管定额。 解：α=30°时，21.17cos d U U α=，可得2217U V = 220 0.55400 d d U R I = ==Ω 2I = =可得2250.35=I A ，2223163020.39==P U I W 流过晶闸管的电流就是变压器的二次侧某相的电流，2vt I I = 晶闸管承受的最大正向电压2FM U ，最大反向电压2RM U = 考虑2~3倍的裕量 ()(2~3)318.9~478.4()1.57 =? =vt T AV I I A 2(2~3)1077~1616()?=RM U V 可选额定电流为400A ，额定电压为1700V 的晶闸管 同理α=0°时，21.17cos d U U α=，2188U V = 2I = =2234.6=I A 2223132314.4==P U I W 3-14. 三相半波可控整流电路中，相电压V U 1102=，负载反电势30E V =，负载电阻 15R =Ω，电感L 值极大以致输出电流可以认为恒定，触发角ο60=α时，求：○1 输出电流平均值和有效值；○2 a 相电流a i 的有效值；○3 画出1VT u 、d i 、d u 、a i 波形。

解：在三相整流可控整流电路中： （1） 负载电流连续： 输出电压平均值： 21.17cos 1.17110cos 6064.35==???=d U U α 输出电流平均值： d d I (U E)/R (64.3530)/15 2.29A =-=-= 输出电流有效值：2 2.29==d I I A （2） a 相电流的有效值等于晶闸管电流有效值： 1.32== =a VT d I I I A （3） 3-17. 三相桥式全控整流电路，负载电阻Ω=4R ，电感H L 2.0=，要求输出电压d U 从 0~220V 之间变化，求：○ 1 不考虑控制裕量，整流变压器二次侧相电压；○ 2 计算晶闸管的电压、电流定额（考虑2倍裕量）；○ 3 变压器二次侧电流有效值2I ；○ 4 变压器二次侧容量2S 。 ()cos cos ααγ-+= 3.34γ=?

详解开关电源变压器的漏感

详解开关电源变压器的漏感 任何变压器都存在漏感，但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响 特别重要。由于开关变压器漏感的存在，当控制开关断开的瞬间会产生反电动势，容易把开关器件过压击穿;漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈 的分布电容组成振荡回路，使电路产生振荡并向外辐射电磁能量，造成电磁干扰。因此，分析漏感产生的原理和减少漏感的产生也是开关变压器设计的重要 内容之一。 开关变压器线圈之间存在漏感，是因为线圈之间存在漏磁通而产生的;因此，计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。要计算变压器线圈 之间存在的漏磁通，首先是要知道两个线圈之间的磁场分布。我们知道螺旋线 圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处，就是螺旋线圈中磁场 强度分布是基本均匀的，并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。另外，在计 算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时，比较复杂的情况可用麦克斯韦定理 或毕-沙定理，而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。 在设铁芯的截面积为S，S=πr2;初级线圈的截面积为S1，S1=πr21;次级 线圈的截面积为S2，S2=πr22;初级线圈与铁芯的间隔截面积为Sd1，Sd1=S1-S; 次级线圈与初级线圈的间隙截面积为Sd2，Sd2=S2-S1;电流I1流过初级线圈产生的磁场强度为H1，在面积S1之内产生的磁通量为φ1，在面积Sd2之内产生的磁通量为φ1’;电流I2流过次级线圈产生的的磁场强度为H2，磁通量为φ2。 由此可以求得电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量为： 电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量 (2-95)、(2-96)式中，μ0sd2H2=φ2就是变压器次级线圈N2对初级线圈 N1的漏磁通;因为，这一部分磁通没有穿过变压器初级线圈N1。漏磁通可以等

变压器漏感分析

首先我们要感谢小鹏同学，能促成此次活动小鹏同学辛苦了。 原创：我们不是科学家只是使用者我对此的理解为学习的资料系统化活学活用，实践整理为自己的东西能把不明白的人讲明白的东西（这里说句题外话会做的工程师是死记硬搬了别人东西那么你只能是同 等级下最低的那个工程师，会做能把不会的人说明白了，是你把别人的东西活学活用转换成了自己的东西徒弟多了人际也就打开了，我经常跟我教过的人说我教你的东西你要实践对比验证，知道是别人的，做了才是你自己的），所以不需要查字典对原创二字解释，对你自己理解有帮助就好，当然照篇翻的肯定是不行的，当然有些太深奥的东西不要去深究我们是使用者理解就好，当然透彻的研究更好，但是我们不是专业科研人员只是使用者所以我们不会有太多的时间研究我 们所用到的各种知识。我这就是犯病了非得研究漏感还整到这个点。就像上面说的我们是使用者注重的是理解，会有错误的地方，有能帮我纠正想法的十分感谢，辉哥对磁这一块我比较佩服，辉哥指点指点。大家都知道减小漏感的方法我们来研究一下为什么会减小。 设计上： 减小初级绕组的匝数NP； 增大绕组的宽度（例如选EE型磁芯，以增加骨架宽度b）； 减小各绕组之间的绝缘层； 增加绕组之间的耦合程度。 工艺上： 每一组绕组都要绕紧，并且要分布平均

引出线的地方要中规中矩，尽量成直角，紧贴骨架壁 不能绕满一层的要平均疏绕满一层 1、漏感是什么，通俗的大家都理解没有耦合到副边的磁通（能量）我翻阅了基本资料，说法都不同，个人更喜欢用下图理解Np导线流过I就会产生一个磁场，这个磁场穿过相邻的导线Ns就会在Ns上感应一个电压抵消外界磁场的作用，此感应电流同样作用在Ns上，NpNs 电流方向相反，根据右手定律磁场方向也相反，Ns的磁场阻值下图d2部分的磁通二次穿过Ns。下图d2面积中的磁通能量为漏感。 磁芯截面积S=πr2 Np截面积Sp=πr12 Ns截面积 Ss=πr22

输出变压器的简易测试

输出变压器的简易测试 ----欧博M100KIT套件试用记 安玉景 自制电子管功放的最大困难莫过于绕制输出变压器和加工底盘。输出变压器的素质是决定功放音质的关键所在，而自制一个高质量的输出变压器是相当困难的。本人经过反复试验，多次失败后，绕制的输出变压器虽然也达到了相当满意的水平，但完成复杂的绕制工艺、烘干、真空浸漆等一系列程序也不是件轻而易举的事情，总是让人绕完这一对，就不想再做下一对了。因此虽早有朋友让我代为制作一台功放，但总是一拖再拖，半年一年过去了，仍迟迟不愿动手。购买成品变压器和底盘来制作功放，当然是事半功倍。因为自制底盘既费工费时，又不容易做得美观。再说，进口的输出变压器（如TAGNO,AUDIO NOTE等）国内难以购到，退一步说，即使能购得到，其价格也难以接受，足足可以用这笔钱买一台质量上好的国产整机。国内也有不少厂商销售输出变压器，其中大公司的产品质量比较有保证，是公司的设计师们多年实践经验和心血的结晶，技术含量高，但价格也相对较高。还有一些名不见经传的小厂产品，价格较低，但质量如何，却是令人心中无底。几年前，本人经不住广告词的诱惑，曾邮购了南方某厂生产的一只300B单端环形输出变压器，回来一测，阻抗为4kΩ（标称为3.5kΩ），初级电感量仅6.5H。装在机上一测频响更糟，－3dB下限频率高达56Hz,在高频端22kHz处还有一个+2dB的峰，只好将它弃之不用。幸亏当时已经有了“邮购经验”，仅邮了一只，否则损失更严重。邮购犹如“隔山买牛”，没有“后悔药”可吃，只有吃一堑长一智。今年二月，看到《电子世界》杂志上刊登有欧博M100KIT套件供应的消息，价格仅整机价格的一半多点，这对于有点动手能力的胆机爱好者来说，确实是件令人心动的事。但我仍然心有余悸，不免在想，在前置和倒相级的印刷电路已经安装焊接完毕的前提下，价格竟下跌了一千多元，是不是其中的关键器件──输出变压器的质量上有什么妥协？故不敢冒然邮购。M 100整机我们听过，音质价格比很高，这也是该产品在石家庄销路很好的原因之一，M 100 KIT套件的输出变压器与整机中所用的是否一样？带着这个疑虑，本地一个胆机发烧友亲赴北京欧博公司，咨询了公司总经理。刘总经理言道：“M 100 KIT中的变压器与整机中所用的变压器是完全一样的，我们没有必要再为套件另外制作一批质量低一档次的变压器。”有他这句话，那位朋友当即带回两套件。我听说以后，也通过欧博公司的河北经销商──天歌电器购买了一套。 买回套件后的第一件事，当然是检查输出变压器。先从底板下面卸下输出变压器圆罩的三只φ3mm固定螺母，取下黑色圆罩，即可按下述步骤进行检查测试。 输出变压器的简易测试 首先是外观检查，其铁芯外面缠绕了一层黑色不干胶带，撕去以后，即可看见其硅钢片，片厚约0.35mm，冲制工艺一般，不够整齐光滑，而且其中硅钢片的颜色深浅有所不同，不象我们几个发烧友从广东某公司邮购来的硅钢片那样整齐光滑，颜色黝黑，不用外罩也非常美观。又看到铁芯未曾浸漆，只将线包作过浸漆处理，所以给人的第一印象不怎么样，可以说工艺水平甚至比不上六七十年代上海无线电二十七厂或上无二厂的变压器。因此初步打算，等测量完其他指标以后如果满意的话，再把它拆下来作整体烘干浸漆处理。本人未曾见过M 100整机中的输出变压器是否也是这个样子？因为它藏在一个黑色的“遮羞罩”中。据曾见过其庐山真面目的发烧友说，二者是相同的，仅从这一点上看，欧博刘总的话是可信的。但总对其硅钢片有点“耿耿于怀”，于

电感电容对整流电路的影响

一、电感对整流电路的影响有哪些如何分析 1.变压器漏感 ◆实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用一个集中的电感LB 表示，并将其折算到变压器二次侧。 ◆由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完成，而是会持续一段时间。 2.现以三相半波为例来分析，然后将其结论推广 ◆假设负载中电感很大，负载电流为水平线。 图为考虑变 压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形◆分析从VT1换相至VT2的过程 在ωt1时刻之前VT1导通，ωt1时刻触发VT2，因a 、b 两相均有漏感，故ia 、ib 均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，相当于将a 、b 两相短路，两相间电压差为ub-ua ，它在两相组成的回路中产生环流ik 如图所示。 ik=ib 是逐渐增大的，而 ia=Id-ik 是逐渐减小的。 当ik 增大到等于Id 时，ia=0，VT1关断，换流过程结束。 换相过程持续的时间用电角度λ表示，称为换相重叠角。 ◆基本数量关系

?换相过程中，整流输出电压瞬时值为 ?换相压降：与不考虑变压器漏感时相比，ud 平均值降低的多少，即 ?换相重叠角λ √由式（3-30）得出： 进而得出： 当 时， 于是有 √随其它参数变化的规律： ⑴Id 越大则λ越大； ⑵XB 越大λ越大； ⑶当α≤90时，α越小γ越大。 2d d d d b a b a d u u t i L u t i L u u k B k B +=-=+=5566 55d b d b b B 66565B B B d 0 6d 13()d()[()]d()2/32d d 33 3d()d 2d 22d k I k k i U u u t u u L t t i L t L i X I t ππαγαγππααπ αγπαωωππωωπ π π+++++++++?=-=--= ==??? ?B 2B a b 2)65(sin 62)(d d L t U L u u t i k πω-=-=2256 B B 6655sin()d()[cos cos()]26 26 t k U U i t t t X X ωπαππ ωωαω+= -=--? γ αω+=t d I i k =)] cos([cos 26B 2d γαα+-=X U I 2 d B 62)cos(cos U I X = +-γαα

电力电子技术试卷及问题详解

一、填空题（每空1分，34分） 1、实现有源逆变的条件 为 和。 2、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正 组状态、状态、反组状 态、状态。 3、在有环流反并联可逆系统中，环流指的是只流经而不流经 的电流。为了减小环流，一般采用αβ状态。 4、有源逆变指的是把能量转变成能量后送 给装置。 5、给晶闸管阳极加上一定的电压；在门极加上电压，并形成足够 的电流，晶闸管才能导通。 6、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时 与电路会出现失控现象。 7、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为 H Z；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为 H Z；这说 明电路的纹波系数 比电路要小。 8、造成逆变失败的原因 有、、、 等几种。 9、提高可控整流电路的功率因数的措施

有、、 、等四种。 10、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于电流之前，如去 掉脉冲，晶闸管又会关断。 三、选择题（10分） 1、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差度。 A 、180度； B、60度； C、360度； D、120度； 2、α= 度时，三相半波可控整流电路，在电阻性负载时，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。 A、0度； B、60度； C 、30度； D、120度； 3、通常在晶闸管触发电路中，若改变的大小时，输出脉冲相位产生移动，达到移相控制的目的。 A、同步电压； B、控制电压； C、脉冲变压器变比； 4、可实现有源逆变的电路为。 A、单相全控桥可控整流电路 B、三相半控桥可控整流电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路 5、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角βmin选时系统工作才可靠。 A、300~350 B、100~150 C、00~100 D、00 四、问答题（每题9分，18分） 1、什么是逆变失败？形成的原因是什么？ 2、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？ 五、分析、计算题：（每题9分，18分） 1、三相半波可控整流电路，整流变压器的联接组别是D/Y—5，锯齿波同步触发电路中的信号综合管是NPN型

基于ANSYS的漏感变压器仿真计算

基于ANSYS的漏感变压器仿真计算 0 引言 随着微波炉的普及，微波炉的需求越来越多，大量制造时需要考虑节约成本以及性能要求，漏感变压器作为微波炉核心器件之一，影响着微波炉整体性能以及制造费用。 漏感变压器作为一种特殊的变压器，他不但能起到变压的作用；同时由于漏感的存在，还能起到稳定电压的作用，这是由于当初级电压变化时产生的磁通量没有全部锁定在铁芯中形成主磁通，而是有一部分分布在线圈与空气之间。当初级电压变化时，次级的感应电动势的变化就不会如理想变压器那么剧烈，也就起到了稳压的作用。 由于漏感分布在线圈和空气中，传统的分析方法是采用路的分析方法，无法计算漏感确切的分布位置以及强度，长期以来只能靠经验来判定。另一方面，传统的计算方法只能得到宏观特性，不能得到精细的变压器内部结构。再加上铁芯的材料一般都是非线性的，这使得计算求解更加困难，只能用线性B-H曲线代替求解，使得计算不准确。要想得到变压器的精确数据，就只有依靠数值计算和计算机技术。 ANSYS是基于有限元法的一款计算软件，可用来分析电磁场领域的多项问题。它充分利用了各种计算方法的优点，发展出了适用于不同情况的电磁分析模块，其中Emag模块主要应用于低频电磁分析，其主要特点是：非线性磁场分析和场路耦合分析，这对于计算非线性材料非常有用，尤其是磁性材料，主要应用于电击、变压器、电磁开关以及感应加热等领域。 1 变压器基本原理与漏磁场 ，U1为初级线圈电压，N1为初级线圈的匝数，U2为次级线圈电压，N2为次级线圈的匝数，对初级线圈加上一定的电压，按电磁感应定律，会在次级线圈上得到感应电动势，在没有电阻、漏磁及铁损的情况下，变压器是理想变压器，原线圈和副线圈的匝数比等于原电压和副电压之比。 ，如果在原线圈两端外加一正弦交流电压U1，则原线圈中将有交变电流I1通过，因而在铁心中将激励一交变磁通。为了便于分析问题，将总磁通分成等效的两部分磁通，其中一部分磁通沿着铁心闭合，同时与原、副线圈相交链，称为互感磁通或主磁通，用φ表示；另一部分磁通主要沿非铁磁材料(如空气)闭合且仅与原线相交链，称为原线圈漏磁通，表示为φ1，还有一部分只与次级线圈相交链的称为副线圈漏磁通，表示为φ2。主磁通占总磁通的绝大部分，而漏磁通只占很小的一部分(0．1％～0．2％)。 如果仅仅是依靠空气和线圈之间的漏感，是不能达到漏感变压器稳定电压的要求的，因此人为的在初、次级线圈中间加入漏磁冲片，引导部分磁场从这里穿过，形成高漏磁。 2 漏感变压器二维耦合仿真 ANSYS是以麦克斯韦方程组作为电磁场分析的出发点。在电磁场计算中，经常对麦克斯韦方程组进行简化，以便能运用分离变量法、格林函数法等求解得到电磁场的解析解。在实际工程中，ANSYS利用有限元方法，根据具体情况给定的边界条件和初始条件，用数值解法去求其数值解。有限元方法计算未知量(自由度)主要是磁位或者通量，关心的物理量可以由这些自由度导出。根据甩户选择的单元类型和单元选项的不同，ANSYS计算的自由度也不同，可以使标量磁位、矢量磁位或者是边界通量。 对于变压器，需要研究随时间变化的外加场产生的磁场、次级屯压等参数，故采用二维矢量位方法。矢量位方法每个节点有3个自由度，Ax，Ay，Az，表示遭x，y，z方向上的磁矢量位自由度。在电压馈电或电路耦合分析中又为磁矢量位自由度增加了另外3个自由度：电位(VO-LT)、电流(CURR)、电动势降(EMF)。由矢量磁位可首先计算出磁通密度。他的值在

第三章可控整流电路

第三章 可控整流电路 习题与思考题解 3-1．分别画出三相半波可控整流电路电阻负载和大电感负载在α为60°、90°的输出电压和晶闸管电压、电流、变压器二次电流i 2的波形图。晶闸管导通角各为多少？输出电压各为多少？ 解： (1)电阻性负载 α=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P48中的图3-4，其中晶闸管电流波形可在图3-4(c)中读出，变压器二次相电流i 2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。 α=90°时，可参照上述波形，将控制角α移至90°处开始即可，晶闸管仍导通至相电压正变负的过零点处。 由于α>30°时，u d 波形断续，每相晶闸管导电期间为α至本相的正变负过零点，故有 晶闸管导通角为 θ＝π-α-30° 整流输出电压平均值 ()? +??? ?? ???? ??++≈????????? ??++= = πα π απαππωωπ 6 2226cos 1675.06cos 1223..sin 223U U t td U U d 当α=60°时，θ=90°，Ｕd =0.675U 2 。 当α=90°时，θ=60°，Ｕd =0.675U 2[1-0.5]=0.3375U 2 。 (2)大电感负载 α=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P49中的图3-5，变压器二次相电流i 2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。 α=90°时，可参照上述波形，将控制角α移至90°处开始即可，但晶闸管导通角仍为θ＝120°。 由于大电感负载电流连续，则 晶闸管导通角为 θ＝120° 整流输出平均电压为 ()ααπ ωωπ απα π cos 17.1cos 26 3..sin 223 222656 U U t td U U d ≈= = ?++ 当α=60°时，θ=120°，Ｕd =1.17U 2cos 60°=0.585U 2。 当α=90°时，θ=120°，Ｕd =1.17U 2cos 90°=0

2016秋《电力电子技术》第二次作业

一、单项选择题。本大题共29个小题，每小题2.0 分，共58.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.器件在高频工作情况下，电力电子器件的损耗主要是（）损耗。 A. 导通 B. 关断 C. 开关 2.把直流变换为直流的电路叫做（）电路。 A. 整流 B. 逆变 C. 斩波 D. 交流电力控制 3.二极管阳极和阴极间加反向电压，其处于（）状态。 A. 导通 B. 开关 C. 截止 4.晶闸管阳极加正向电压，门极加触发信号，其处于（）状态。 A. 导通 B. 开关 C.

截止 5.对已经触发导通的晶闸管，如果阳极电流减小到维持电流以下，晶闸管是（）状态。 A. 导通 B. 开关 C. 截止 6.晶闸管的额定电流是（）。 A. 正向通态电流平均值 B. 正向通态电流有效值 7.当流过IGBT的电流较大时，其通态电阻具有（）温度系数。 A. 正 B. 负 C. 零 8.GTO是（）驱动型器件。 A. 电流 B. 电压 C. 电荷 9.单相全波可控整流电路带阻感负载时，晶闸管的移相范围为（）。 A. 900

B. 1200 C. 1500 D. 1800 10.单相桥式全控整流电路带阻感负载时，输出电压波形脉动频率为（）。 A. 1/2电源频率 B. 电源频率 C. 两倍电源频率 D. 三倍电源频率 11.单相桥式可控整流电路带反电动势大电感负载，输出电压波形为（）。 A. 与阻性负载时相同 B. 与感性负载时相同 C. E D. 12.单相桥式全控整流电路带反电动势大电感负载，与带大电感负载比较，输出电压 （）。 A. 增大 B. 减小 C.

变压器漏感

变压器漏感产生的因素： 1.绕线的方式 2.绕线时是否采用屏蔽铜皮，绕线的紧密程度等有关系。 3.变压器所使用的材质不同，漏感也会有所区别。 4.变压器是否开气隙对漏感影响也非常大。由于气隙的原因，气隙之间会存在一个相对的大气空间，磁力线通过气隙空间时会向四周扩散，也就是漏磁!气隙越深，漏感会越大; 5.变压器绕组材料和圈数，对漏感也有些影响。线径的大小、普通漆包线和纱包线等对变压器的漏感的影响也不一样。线径越小绕制越紧密、绝缘性能越好漏感会相应降低!线圈的匝数越多漏感也会越大。 6.变压器工作频率低，测试漏感的频率低，也是漏感大的因数。 解决变压器产生漏感的方法： 1.变压器绕线方法，具体的绕线方式如下：(1)双线并绕法：将初、次级线圈的漆包线合起来并绕,即所谓双线并绕.这样初、次级线间距离最小,可使漏感减小到最小值.但这种绕法不好绕制,同时两线间的耐压值较低.(2)逐层间绕法：为克服并绕法耐压低、绕制困难的缺点,用初、次级分层间绕法,即1、3、5行奇数层绕初级绕组,2、4、6等偶数层绕次级绕组.这种绕法仍可保持初、次级间的耦合,又可在初、次级间垫绝缘纸,以提高绝缘程度。(3)夹层式绕法：把次级绕组绕在初级绕组的中间,初级分两次绕.这种绕法只在初级绕组中多一个接头,工艺简单,便于批量生产.为减小分布参数的影响,初级采用双线并绕连接的结构,次级采用分段绕制,串联相接的方式,即所谓堆叠绕法或者叫三明治绕法。降低绕组间的电压差,提高变压器的可靠性。还有平绕法、乱绕法等其他方法。这两种绕线方法由于漏感与上述的绕线方法相比会相对偏大，所以一般不采用。 2.采用屏蔽铜皮漏感会相应减少。绕线越紧，漏感一般越小。为了减少变压器初、次级线圈之间的漏感，在绕制变压器线圈的时候可以把初、次级线圈层与层之间互相错开。 3.材质选择不同，例如PC95材质和PC40材质;由于这两种材质的磁导率和饱和磁感应强度不一样，在进行变压器设计时变压器的初次级线圈的匝数和工作磁场都会不一样。线圈匝数和变压器的工作磁场对变压器的漏感会产生直接影响。频率较高的情况下用于PC95。 4.在变压器体积允许的前提下增大铁芯截面积以减少绕组匝数，这是因为变压器漏感与绕组匝数的平方成正比;降低变压器原、副边绕组间的绝缘层厚度;增加绕组高度;变压器原、副边绕组交错绕制都可以降低漏感。 注意：（1）另外漏感不可能无限制的减少，因为为了降低漏感必然会加大线圈的