Как защитить сердечник трансформатора от насыщения?


ЗАКАЗАТЬ ТЕСТОВЫЙ ПОИСК
Характеристики
Категория:
Электротехника
Описание проекта

Небольшие, легкие и эффективные трансформаторы подвержены насыщению сердечника трансформатора. Насыщение негативно сказывается на сроке службы оборудования и затрудняет регулирование напряжения питания. Трансформатор является наиболее эффективным, когда он работает на высоких уровнях потока, т.е. чуть ниже точки насыщения.

При повышении напряжения и при полной нагрузке возбуждение первичной обмотки последовательного вольтодобавочного трансформатора происходит непосредственно от клеммы входного напряжения и это максимально возможное высокое линейное напряжение становится критическим фактором в конструкции последовательного вольтодобавочного трансформатора. Вторым критическим фактором является частота переменного тока.

В соответствии с экономическими требованиями и требованиями по эффективности трансформатор должен иметь минимально возможные размеры, должен быть легким и бесшумным, что приводит обычно к использованию трансформатора с тороидальным стальным сердечником, а не с сердечником, выполненным из многослойных стальных пластин. Такой трансформатор имеет меньшие размеры и более эффективный, чем трансформатор с наборным сердечником того же класса мощности. Однако уменьшение соотношения воздуха к стали приводит к более резкому насыщению активной зоны.

Для предотвращения насыщения должно быть известно состояние магнитного потока в сердечнике трансформатора. Для этого были предложены различные схемы, в том числе E-сердечник с воздушным зазором во внешней «ноге»; уменьшение поперечного сечения и дополнительный путь магнитного потока; накопление приложенного напряжения внешней RC-сетью; измерение тока намагничивания; общий путь магнитного потока между основным и вспомогательным сердечником, причем плотность магнитного потока через основное ядро изменяет свойства общего пути магнитного потока, изменяя, например, индуктивность обмотки вспомогательного сердечника

Непосредственное измерение состояния магнитного потока в сердечнике трансформатора может быть выполнено либо с помощью приборов на эффекте Холла, вставленных в отверстия в сердечнике, либо путем измерения проницаемости в части сердечника.

Приборы на эффекте Холла имеют относительно небольшое соотношение сигнал-шум, ограниченный температурный диапазон, и тенденцию к дрейфу. Схемы измерения проницаемости и вторичная структура сердечника могут быть сложными, медленно реагируют на изменения потока в главном ядре и часто требуют индивидуальной калибровки.

MICROPLANET.jpg

OrrisDent - ведущий инженер компании Micro Planet Corp в патенте US2018191282 предложил систему предотвращения насыщения сердечника трансформатора.

Суть изобретения

Система предотвращения насыщения в намагничиваемом материале включает в себя: первичное напряжение возбуждения, имеющее противоположные фазовые полупериоды; датчик магнитного поля расположенный внутри намагничиваемого материала. Выходной сигнал датчика непрерывно поступает в машиночитаемый носитель. Также используется аппаратный процессор, связанный с машиночитаемым носителем, запрограммированный для обработки в соответствии с набором инструкций, хранящихся в машиночитаемом носителе.

Производится постоянное сравнение в режиме реального времени выходного сигнала датчика с сохраненным максимальным значением выходного сигнала датчика магнитного поля и получение соответствующего ответа на сравнение, позволяющего во время каждого полупериода напряжения возбуждения управлять напряжением возбуждения пока выходной сигнал датчика остается ниже выбираемого максимального значения, и подавать сигнал для изменения напряжения возбуждения в течение оставшейся части полупериода при достижении выбираемого максимального значения.

Фото 18.jpg

Получаемый результат

Особенностью описываемой системы является программируемый период удержания при отключении, имеющий программируемую продолжительность, которая автоматически или вручную вводится во время одного или нескольких полупериодов напряжения возбуждения. Напряжение возбуждения увеличивается или уменьшается каждый полупериод, так что вольт-секундный интервал силового трансформатора изменяется таким образом, чтобы свести к минимуму отклонения потока и предотвратить насыщение сердечника.

pdf.png Полный текст патента можно скачать здесь

Хотите знать больше? Закажите бесплатный тестовый патентный поиск по интересующей вас теме.

В ответ на запрос вы получите:

  • Количество патентов в мире за 10 лет
  • Динамика патентования по годам и странам
  • Перечень технических задач, решаемых в патентах
  • Примеры компании и их новейших разработок

Скачать пример отчета вы можете здесь 
Заказать патентные исследования можно здесь
Получить патент на свое изобретение здесь


Вернуться к списку проектов