溶性负荷波形调配高压变压器的设计方案

摘 要：为处理在静电感应陀螺图片和静电感应加速度传感器等高精密惯性力仪表盘中，波形调配高压变压器輸出波形产生崎变，减少了波型的具体负荷率指数的难题，本文另一方波变电器的性能开展剖析，得到了影响到其波型失真的多种要素。为此为根据制定的一种变电器，得到 了较大输出电压1．76 kV、负荷率指数0．92、网络带宽奋战47 kHz的优良特性。结果显示，根据另一方波变电器的性能开展剖析，挑选有效的技术参数和加工工艺，可以明显提升波形的负荷率指数。

高压变压器是沟通交流静电感应飘浮系统软件中的核心元器件之一，对其标准为输出电压高、体型小、高效率、绝缘性能能好、加工工艺简易。沟通交流静电感应飘浮系统软件的调配波有正弦波形和波形二种，在其中正弦波形负荷率指数低，仅适用于对承载力规定不太高的场所；波形的突显优势是负荷率指数大，英国Honeywell企业1960年代末研发的波形静电感应飘浮系统软件，负荷率指数近0．9，并运用于航空公司静电感应手机陀螺仪；我国另一方波静电感应飘浮系统软件的探讨起源于l970年代，设计方案出的波形变电器负荷率指数达0．84。但波形静电感应飘浮系统软件迄今在中国仍没获得运用，归根结底，除相对性功能损耗很大外，波形调配高压变压器(下称波形变电器)輸出波形波型的崎变造成 负荷率指数减少也是个主要要素。因而创建波形变电器的理论模型，剖析危害其輸出波形图的多种要素，针对波形静电感应飘浮系统软件的研发具备关键实际意义。

1 波形变电器的特点剖析
波形高压变压器的T型闭合电路如图所示l所显示。

图上ui为初中级工作电压,u＇o为输出电压，R1为初中级铜阻，Ls为漏感，L1为励磁电流电感器，RT为铁损份量，C＇1为分布电容，R＇2为次级线圈铜阻。带“＇”的主要参数为换算到初中级后的結果。
这是一个3阶互联网，其解析解方式繁杂，不利立即剖析电源电路中各主要参数对变电器輸出波形图的危害；而每一个波形单脉冲都由上升沿、坡屋顶、降低沿3一部分构成，造成 各一部分崎变的首要要素也不一样，因而可按波形的3个构成部分各自对图1开展简单化模型，得到形象化的結果。

1．1 波形上升沿
因为高压变压器绕阻间存有漏感，绕阻及髙压导线间存有分布电容，这种寄生参数的存有，使最前沿很陡的波形加到变电器处时，在变电器里将造成繁杂的震荡全过程。高压变压器的励磁电流电感器远高于漏感，因而在科学研究波形上升沿产生全过程时其分离功效能够 忽略，这时变电器闭合电路如图2所显示。

针对高压变压器有R1《RT和Ls《RT创立，因而铁损份量另一方波上升沿的危害能够忽视。设键入为企业工作电压，即ui=1；在其中ξ为系统软件阻尼系数，ωn为无减振当然頻率，则方程的解为：

不一样ξ值时的波形最前沿曲线图如图所示3所显示。
由图3得知，波形上升沿仅与ξ相关，而ξ与R1及正相关。

1．2 波形坡屋顶
波形最前沿完毕后，分布电容上的工作电压和穿过漏感的交流电都做到平稳值，且在坡屋顶期内转变 不明显，因而在剖析坡屋顶的建立全过程时可忽视分布电容及漏感的危害，则体现波形坡屋顶产生全过程的变电器闭合电路如图4所显示。

式中TD=L1/R1，为变电器电源电路的低頻稳态值。
式(5)说明，波形最前沿完毕后，变电器输出电压随時间按指数值规律性降低，并且低頻稳态值越小，工作电压减少的效率越快。设波形周期时间为T，则波形坡屋顶期内工作电压的相对性变化量为

式(6)说明，波形平顶降落的尺寸与R1、T正相关，与L1反比。因而可采用减少初中级铜阻、扩大励磁电流电感器和提升变电器输出功率的对策减少波形的平顶降落。1．3 波形降低沿
波形坡屋顶完毕后，变电器从功率放大电路电源电路“断掉”，储存在励磁电流电感器、漏感、分布电容中的力量便会被释放出。反映波形降低沿产生全过程的变电器闭合电路如图所示5所显示。

由图6得知波形降低沿仅与δ相关，且δ越大气波降低沿崎变越小。
综合性上述剖析得知，变电器的各主要参数对輸出波形的危害以下：
1)励磁电流电感器L1关键危害波形坡屋顶和降低沿，其值越大，平顶降落和降低沿崎变越小；
2)分布电容C＇1关键危害波形前后左右沿，其值越小，波形升高和上升幅度越少；
3)初中级铜阻R1关键危害波形上升沿友谊顶，其值越小，波形增益值越少，平顶降落越小；
4)漏感Ls关键危害波形上升沿，从减少增益值和改进震荡考虑到对其有差异规定，且在变电器生产过程中漏感和发布电容器的操纵发生冲突，因而在设计方案时并不将其作关键操纵目标，接着依据试验状况调节系统软件主要参数消弱其不良危害；
5)铁损份量RT关键危害波形降低沿，但其关键由变压器铁芯材质和变电器输出功率决策。

2 变电器设计方案与功能剖析

2．1 变电器设计方案
综合性考虑到系统软件网络带宽、功能损耗及变电器容积限定，波形变电器的适合输出功率为1．5～4．O kHz；在铁芯选料层面，数据信息说明，在铁氧体磁芯、玻莫合金、非晶和微晶铝合金等磁铁原材料中，纳米微晶铝合金具备导磁率高、饱和状态磁通密度大、电阻金刚级比耗损小的优势，是制做波形变电器铁芯的满意原材料；为简单化加工工艺，变电器选用了C型铁芯和同轴线圆桶式绕阻构造，并选用多线并绕和分层次按段线圈电感加工工艺。经反复计算和数次改善后，变电器的最后构造主要参数如表l所显示。

2．2 特性剖析
考量变电器特性的具体标准包含负荷率指数、较大输出电压、通频带宽度和功率等。
1)负荷率指数
负荷率指数又称之为力-工作电压指数，是表现波型承载力的数值。因为静电力与所增加电流的平方米正相关，波型负荷率系数的定义为

式中um为工作电压幅度值。
当u(t)=umsinωt时，kf=0．5。方渡变电器典型性輸出波型如图所示7所显示，其上升沿、坡屋顶和降低沿可各自当作一段平行线，则由式(11)可导出来其负荷率指数为

式中：T为波形周期时间，tr为增益值，td为上升幅度，△为坡屋顶相对性变化量。
针对理想化波形，tr=td=0，△=O，则kf=1。评测变电器带75 pF负荷工作中于1．6 kHz时，輸出波型如图所示7所显示，tr=8．0μs，td=4．8 μs，△≤5％，则其负荷率指数为kf≈O．92。

2) 变电器其他性能参数
变压器空载和带额定值时的频率特点曲线图如图所示8所显示。从图8能够 看得出：1)变电器在通频带内有着优良的带通特点；2)变压器空载时通频带为92．6 kHz，带负荷后为47．1 kHz；3)因为负荷为电容器性，变电器带负荷后串、串联谐振頻率减少，评测满载时的串、串联谐振頻率分別为58．0 kHz、3．10 kHz，带负荷后串、串联谐振頻率降至30．1kHz、1．6 kHz。

变电器带负荷后輸出800 V时耗电量为3．24 W较大输出电压1．76 kV时的功率为6．91W。

3 结 论
文中依据波形的3个构成部分创建了上升沿、坡屋顶和降低沿产生时的变电器实体模型，剖析了变电器各主要参数对輸出波形图的危害，为波形变电器的制定和性能优化保证了理论来源。为此为具体指导设计方案的一种波形变电器，得到 了较大输出电压1．76 kV，网络带宽47 kHz，负荷率指数0．92的优良特性。

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