基于晶闸管控制的磁芯变压器及其磁饱和现象研究

摘要

利用铁基非晶材料作为变压器磁芯,采用晶闸管控制的方式研制出两套脉冲变压器,其中原边电容940μF,次级电容33nF,初次级绕组匝数比为2∶270.在没有采用油和气体等绝缘介质的情况下,最终实验测得两套变压器峰值充电时间一致性较好,变比可以达到160倍以上,负载电容上最高电压可以达到100kV.此外,本文还对实验过程中的磁芯饱和现象进行了分析.实验中发现,晶闸管在初级回路电流过零附近处关断,由于磁芯伏秒数有限,次级回路产生振荡,次级电容上的电压波形在磁芯饱和的影响下正负交替变化,波形包络为明显的RC衰减波形.同时还发现,在同一次放电情况下,次级电压振荡波形与时间轴所围成的面积(即磁芯伏秒数)随着放电过程的发展略有减小;在不同的充电电压下,伏秒数随着充电电压的增大而略有增加.最后对次级回路的饱和振荡过程建立了一个简化的电路模型,该模型可以从原理上初步说明次级回路饱和振荡产生的原因和发展过程,仿真分析与实验结果相一致.