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交流电源因过载而无法顺利 进行试验时

变压器负载需注意“磁饱和”

电源波动与变压器负载

电源波动试验一般用于确认使用交流市电电源的各种仪器是否存在误动作。
电源波动试验中包括短时中断,电压暂降,谐波施加试验等的各种试验。特别是在针对在内置电源中使用了变压器的设备,或在线路中使用升压变压器等进行试验的设备实施短时中断试验时,在某些设置条件下,变压器中可能会形成超大电流(交流电源出现过载,无法顺利开展试验)。下面为您介绍过电流的形成原因以及避免形成过电流的设置条件等。

形成过电流的情况及原因

试验系统的结构图如(图1)所示。

图1 系统结构图

(图2)是通过交流电源PCR-LE系列进行短时中断后产生的过电流的波形。从图中可知,尽管(a)的短时中断已结束,但下一个负侧正弦波到达时,会产生如(b)所示的过电流。

图2

其原因是在(b)的时间点出现了变压器的磁饱和。也就是说,如果不发生(a)的短时中断,变压器的磁通量会通过正弦峰而被复位,但是,由于停电,导致磁通量未复位,形成负侧磁通量残留的状态。
因此,下一个负侧正弦峰到来时,磁通量更加朝负,超过饱和磁通量密度,最终励磁的电感基本变成零,由于电感消失,导致发生(b)所示的过电流。(参见图3)

图3

此后,出现了电流电压的波动,这是因为交流电源的电流限制保护(OCP)有时施加电流限制,有时不施加电流限制,所以有波动。

避免形成过电流的短时中断条件

图4所示为不形成过电流的短时中断条件下的电压电流波形。在50Hz的相位角90度发生10ms的短时中断。

图4

从中可以看出,(图4)的电压(c)的峰值与(d)的峰值大小相同。即,正侧磁通量和负侧磁通量大小相同,磁通量就会被复位(相互抵消)。
如上所述,当1个周期内的正侧电压波形和负侧电压波形形成对照时,就不会产生过电流。

在实际的标准,例如IEC/EN 61000-4-11的电压暂降/短时中断中有如下的注意事项,提醒各电气产品的(标准制定)委员会注意。

  • 在针对包含电源变压器的产品设定0.5级的持续时间影响性能标准时,产品委员会建议特别注意由流入电流产生的影响。在上述产品中,由于电压暂降后变压器铁芯的饱和磁能量,过电流有可能达到额定电流的10〜40倍。
    ※表示1/2个循环。

另外,如果无法避免过载问题的发生,最好的方法是提高交流电源的额定容量。如果使用本公司的交流电源PCR-LE系列,可以通过并联运行对不足部分的容量进行补充的机型解决这一问题。例如,可以使用另售的选配品(并联运行驱动器),将2000VA型号(PCR2000LE)和4000VA型号并联起来,作为6000VA的交流电源使用。
在这种情况下,需要确保两个型号的固件版本相同。此外,请升级为最新版本的固件后使用。固件可从本公司网站下载。

TEXT BY
神崎 信夫
手机beat365事业推进部 SE课

[主要产品开发业绩]
直流稳定电源 PAD-L系列,PMC系列,PAN系列,定制品
交流稳定电源 PCR系列
充放电电源装置 PFX40W-08,PFX20W-12,定制品
电子负载装置 PLZ-3W系列
电源控制器DPO2212A,PAK-E2,PIA3200

[销售实绩]
Aeroflex产品销售

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