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专利名称：带有旁通磁路的变压器铁芯偏磁在线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属功率电子变换器应用技术领域，特别是涉及一种带有旁通磁路的变
压器铁芯偏磁在线检测装置。
背景技术：
现有技术中，解决变压器偏磁状态的检测和控制磁复位的典型方法有七种①串接电容方法；②铁芯开气隙方法；③RC电路电压积分方法；④辅助电感法；⑤电枢电流斜率检测法；⑥逐脉冲检测方法；⑦双环检测方法。其中，方法①②，对铁芯饱和状态仅起到缓解作用，但是不能从根本上避免。方法③④，试图通过RC积分电路或辅助电感以间接测量方法来获得铁芯励磁电流，但其测量精度依赖于变压器分布参数，尤其是分布电容的确定。而高频变压器分布式等值电路模型及其参数的精确确定理论，还有待进一步完善。方法⑤⑥是基于当变压器铁芯发生饱和时，变压器初级绕组电流突然大幅增加这一特点来实现的，而导致初级绕组电流突然增加有多种的因素，如负载突然加大等。因此应注意，这种方法存在误识的可能。方法⑤中所提及的误识问题，同样也存在于逐脉冲检测方法⑥中。因此上述⑤⑥两种方法，只能用于特定变换器的设计中，不能作为一般方法加以推广、使用。方
法⑦是在间接检测和控制励磁电流基础上实现的，它的缺点主要体现在两个方面一是对高频变压器来讲，变压器中的各绕组之间的电流关系，不再遵守低频运行模式下的规律。因为用方法⑦测出的高频变压器的励磁电流中，实际上还包含了流过分布电容的电流。而正激式变换器的变压器励磁电流不到总额定电流的5%，因而测量精度易受到流过分布电容的电流影响；二是随着变换器的输出路数的增加，其电流检测点也需要线性增长，这导致系统的制作成本和系统的分析和实现增加困难。此外，因为电流采样点是分布在变压器各绕组上，对安规的设计和具体信号的综合、处理，增加了新的难度。 上述各种技术方案，本质上均未直接涉及变压器铁芯结构磁路本身，而是采用间接检测的基础上实现。

发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带有旁通磁路的铁芯结构，该旁通磁路可用于检测变压器铁芯偏磁状态。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种带有旁通磁路的变压器铁芯偏磁在线检测装置，包括变压器和霍尔检测元件，其特征在于，所述的在线检测装置还包括在变压器的主磁路的任意外侧面上，附加一个带有气隙的旁通磁路；将霍尔检测元件置于旁通磁路的气隙中，利用霍尔元件对该气隙中的磁通进行检测；霍尔检测元件中的传感器施以控制信号，即给霍尔元件Vcc引脚施加控制信号，所得的气隙磁通信号转化为电压信号输出至0ut引脚；检测到信号用于变压器铁芯偏磁的检测和磁复位功能的实现。所述的变压器为EE型、EI型、EP型、EET型、EER型、R型、RM型、UU型、K型、0C
3型、BP型、PQ型、SA型、UU型。 该实用新型原理是由于附加的旁通磁路是附加在传统高频变压器铁芯结构上，因此流过附加旁通磁路的磁通与流过变压器铁芯的磁通存在着一定的数量上的对应关系。因而可以利用霍尔元件检测附加在旁通磁路中的气隙中的磁通，来检测变压器铁芯偏磁的状态。 有益效果 本实用新型设计采用上述旁通磁路式变压器铁芯结构，可直接测量磁性材料本身的磁场运行状态，且检测点只有一个，与变压器绕组数目无关，加上该方法中间处理环节少，故而该偏磁检测装置具有检测精度高、检测速度快、通用性强、易于使用的优点。[0010]
图la、图lb、图lc为基于旁通磁路的EE型变压器铁芯偏磁状态检测实施结构图。[0012] 其中 图la为传统EE型变压器铁芯结构；图lb为带旁通磁路的EE型变压器铁芯结构；图lc为偏磁状态检测实施例图； 图2为基于旁通磁路的EE型变压器铁芯偏磁状态检测装置的磁电原理图。[0015] 图3为基于旁通磁路的UU型变压器铁芯偏磁状态检测实施结构图。[0016] 图3a为传统UU型变压器铁芯结构；图3b为带旁通磁路的UU型变压器铁芯结构；图3c为偏磁状态检测实施例图； 图4为基于旁通磁路的UU型变压器铁芯偏磁状态检测装置的磁电原理图。[0018] 图5为基于旁通磁路的PQ型变压器铁芯偏磁状态检测实施结构图。[0019] 图5a为传统PQ型变压器铁芯结构；图5b为加装带气隙旁通磁路结构；图5c为偏磁状态检测实施例图； 图6为基于旁通磁路的RM型变压器铁芯偏磁状态检测实施结构图。 图6a为传统RM型变压器铁芯结构；图6b为加装带气隙旁通磁路结构；图6c为偏
磁状态检测实施例图； 图中①变压器铁芯结构；②旁通磁路；③检测气隙；④霍尔检测元件；⑤绕组线圈。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 对正激式变换器变压器铁芯偏磁，提出了一种带有用于动态检测偏磁状态的旁通
磁路的铁芯结构。基于该类铁芯结构，设计了一种旁通磁路式偏磁检测装置。
以下结合附图和实施例对本实用新型实施要领作进一步详细说明。 实施例1 :基于旁通磁路的EE型变压器铁芯偏磁状态检测装置，附图1、附图2为
该实施例对应结构图和原理图。
— 设计带有气隙的旁通磁路。设计原则(附图2所示)，满足[0029] 如下等式<formula>formula see original document page 5</formula> 可通过计算方法离线计算，也可通过试验方法来确定主磁路磁通①m与旁通磁路 气隙磁通①4的数量关系。 二 .根据步骤( 一 )计所确定的关系，对传统EE型变压器铁芯结构型改造，即加 装带气隙旁通磁路结构(附图lb所示)。 三.电气连接实施中，放置霍尔元件于检测气隙中，Vcc引脚施加控制信号(附图 lc所示) 四.霍尔传感器输出信号由Out引脚输出至变压器铁芯偏磁状态的检测功能的实 现中。 实施例2 :基于旁通磁路的UU型变压器铁芯偏磁状态检测装置，附图3、附图4为 对应该实施例结构图和原理图 — .设计带有气隙的旁通磁路。设计原则(附图4所示)，满足 如下等式
<formula>formula see original document page 5</formula>[0041] 可通过计算方法离线计算，也可通过试验方法来确定主磁路磁通①m与旁通磁路 气隙磁通①3的数量关系。 二 .根据步骤( 一 )计所确定的关系，对传统EE型变压器铁芯结构型改造，即加 装带气隙旁通磁路结构(附图3b所示)。 三.电气连接实施中，放置霍尔元件于检测气隙中，Vcc引脚施加控制信号(附图 3c所示)。 四.霍尔传感器输出信号由Out引脚输出至变压器铁芯偏磁状态的检测功能的实 现中。 实施例3 :基于旁通磁路的PQ型变压器铁芯偏磁状态检测装置，该实施例结构图 (附图5所示)。 —.设计带有气隙的旁通磁路。可通过计算方法离线计算，也可通过试验方法来 确定主磁路磁通与旁通磁路气隙磁通的数量关系。 二 .根据步骤( 一 )计所确定的关系，对传统PQ型变压器铁芯结构型改造，即加 装带气隙旁通磁路结构(附图5b所示)。 三.电气连接实施中，放置霍尔元件于检测气隙中，Vcc引脚施加控制信号(附图 5c所示)。 四.霍尔传感器输出信号由Out引脚输出至变压器铁芯偏磁状态的检测功能的实 现中。 实施例4 :基于旁通磁路的RM型变压器铁芯偏磁状态检测装置，该实施例结构图 (附图6所示)。 —.设计带有气隙的旁通磁路。可通过计算方法离线计算，也可通过试验方法来 确定主磁路磁通与旁通磁路气隙磁通的数量关系。 二.根据步骤(一)计所确定的关系，对传统RM型变压器铁芯结构型改造，SP加装带气隙旁通磁路结构(附图6b所示)。 三.电气连接实施中，放置霍尔元件于检测气隙中，Vcc引脚施加控制信号(附图 6c所示)。 四.霍尔传感器输出信号由Out引脚输出至变压器铁芯偏磁状态的检测功能的实 现中。
权利要求一种带有旁通磁路的变压器铁芯偏磁在线检测装置，包括变压器和霍尔检测元件，其特征在于，所述的在线检测装置还包括在变压器的主磁路的任意外侧面上，附加一个带有气隙的旁通磁路；将霍尔检测元件置于旁通磁路的气隙中，利用霍尔元件对该气隙中的磁通进行检测；霍尔检测元件中的传感器施以控制信号，即给霍尔元件Vcc引脚施加控制信号，所得的气隙磁通信号转化为电压信号输出至Out引脚。
2. 根据权利要求1所述的一种带有旁通磁路的变压器铁芯偏磁在线检测装置，其特征 在于所述的变压器为EE型、EI型、EP型、EET型、EER型、R型、RM型、UU型、K型、0C型、 BP型、PQ型、SA型、UU型。
专利摘要本实用新型涉及一种带有旁通磁路的变压器铁芯偏磁在线检测装置，包括变压器和霍尔检测元件，所述的在线检测装置还包括在变压器的主磁路的任意外侧面上，附加一个带有气隙的旁通磁路；将霍尔检测元件置于旁通磁路的气隙中，利用霍尔元件对该气隙中的磁通进行检测；霍尔检测元件中的传感器施以控制信号，即给霍尔元件Vcc引脚施加控制信号，所得的气隙磁通信号转化为电压信号输出至Out引脚；检测到信号用于变压器铁芯偏磁的检测和磁复位功能的实现。本实用新型具有检测精度高、检测速度快、通用性强、易于使用的优点。
文档编号G01R33/02GK201508411SQ200920070049
公开日2010年6月16日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者张桢阳, 方建安, 毛立民, 焦庆堂, 陈家新, 陈革 申请人:东华大学