二、對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量進(jìn)行檢測(cè)

    開(kāi)關(guān)變壓器磁芯出現(xiàn)磁通密度飽和的主要原因,，就是開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量VT取得太小,，使流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流過(guò)大。下面我們來(lái)討論,，怎樣對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量VT進(jìn)行測(cè)試的問(wèn)題,。

    我們以前在檢查50周工頻小開(kāi)關(guān)變壓器質(zhì)量好壞的時(shí)候，首先都是要檢查遙控開(kāi)關(guān)變壓器在最高輸入電壓之下,，流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流,，或漏電流。但目前我們檢查開(kāi)關(guān)變壓器質(zhì)量好壞的時(shí)候,，一般都只能檢查開(kāi)關(guān)變壓器的電感量或漏感大小,。能不能也象檢查遙控開(kāi)關(guān)變壓器那樣檢查開(kāi)關(guān)變壓器的勵(lì)磁電流呢？——很難,。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)變壓器一般都是工作于單極性磁化狀態(tài),，測(cè)試開(kāi)關(guān)變壓器的勵(lì)磁電流需要一個(gè)大功率直流脈沖輸出電源，這種大功率直流脈沖輸出電源工作很不安全,，操作也不方便,。

    為此，我們可以采用另一種更簡(jiǎn)便的方法,，即：電流迭加法,，來(lái)對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器進(jìn)行伏秒容量進(jìn)行測(cè)試。電流迭加法就是在開(kāi)關(guān)變壓器線圈中迭加一直流電流,，讓開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯進(jìn)行磁化,，然后，對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器的電感量進(jìn)行測(cè)量,，從而間接測(cè)量開(kāi)關(guān)變壓器線圈的最大伏秒容量和極限伏秒容量,。

    圖7是采用電流迭加法測(cè)試開(kāi)關(guān)變壓器電感量或伏秒容量的工作原理圖。圖7中,，M是電感測(cè)試儀,，LT是隔離電感，I是電流源,，Lx為待測(cè)開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)電感,。LT的電感量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被測(cè)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感量，但如果電流源I是一個(gè)理想的恒流源,，那么隔離電感LT可以省去,。下面我們來(lái)介紹圖7的工作原理。

    一般進(jìn)行電感測(cè)量的時(shí)候,，都是讓電感線圈通過(guò)一個(gè)1KHz或10KHz的交流電,，然后通過(guò)測(cè)試流過(guò)電感線圈的電流來(lái)間接測(cè)量電感線圈的阻抗或電感量。由于流過(guò)電感線圈的電流很小,，并且是一個(gè)交流,，用這種方法測(cè)試到的電感量與電感線圈工作時(shí)體現(xiàn)出來(lái)的電感量是有區(qū)別的，并且區(qū)別很大,，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率不是一個(gè)常數(shù),。

    如果讓被測(cè)試電感流過(guò)一個(gè)可變電流，就可以改變被測(cè)試電感磁化曲線的工作點(diǎn),，由此,，就可以測(cè)試磁化曲線上任何一點(diǎn)的導(dǎo)磁率或者電感量，并且可以根據(jù)電感量的變化,，找出磁飽和時(shí)的工作點(diǎn),，根據(jù)磁飽和工作點(diǎn)就可以進(jìn)一步測(cè)量或計(jì)算出開(kāi)關(guān)變壓器的伏秒容量VT或最大伏秒容量VTm及極限伏秒容量VTmax。

下面我們來(lái)分析，怎么樣定義迭加電流的大小和對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量VT的測(cè)試,。我們先看圖8,。
圖8是開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯留有氣隙的電流-電感或電流-磁通密度函數(shù)曲線圖，在圖8中,，X軸代表流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器線圈的迭加電流I,，Y軸代表開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感L或開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯中的磁通密度B；L-I為開(kāi)關(guān)變壓器線圈電感L對(duì)應(yīng)于迭加電流I的變化曲線,，B-I為開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的磁通密度B對(duì)應(yīng)于迭加電流I的變化曲線（初始磁化曲線）,。

    當(dāng)?shù)与娏鱅 = 0時(shí)，測(cè)得開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量為L(zhǎng)0,，由于開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯初始磁化的時(shí)候,，導(dǎo)磁率比較小，所以開(kāi)關(guān)變壓器線圈的初始電感量L0也比較??；隨著迭加電流I的增加，開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率也會(huì)增加,，所以開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量也隨著迭加電流I的增加而增加,，當(dāng)?shù)与娏鱅達(dá)到某個(gè)值（I = Ib）的時(shí)候，開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量達(dá)到最大值Lmax,，隨后,，隨著迭加電流I的增加，開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量反而減小,，并迅速下降,，當(dāng)?shù)与娏鱅 = Is時(shí)，開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的磁通密度開(kāi)始出現(xiàn)飽和（B = Bs）,，開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量將減小到差不多等于0,。

    實(shí)際上，圖8中,，改變迭加電流I的大小,，其作用就相當(dāng)于圖2-b)中的鋸齒電流 ，即：開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電感量是受流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器線圈的直流分量調(diào)制的,。如果我們把流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器線圈的最大電流Im與開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的最大磁通密度Bm對(duì)應(yīng),，那么，我們可以用圖8來(lái)定義流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器線圈的最大電流Im和開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯的最大磁通密度Bm,。

圖8

    由于最大磁通密度Bm概念經(jīng)常被使用,，為了避免混淆，這里我們另外再定義兩個(gè)新概念：一個(gè)為極限磁通密度Bmax,，另一個(gè)為極限電流Imax,。

    我們定義：當(dāng)流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電流I,，使開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感L下降到初始電感L0的90%時(shí)，此時(shí)流開(kāi)關(guān)變壓器線圈的電流,，我們稱(chēng)之為極限電流Imax,，對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯中的磁通密度B，我們稱(chēng)之為極限磁通密度Bmax,。

    任何一個(gè)帶鐵芯的電感線圈都可以用圖7表示的測(cè)量方法,，來(lái)測(cè)量電感線圈的初始電感量L0和最大電感量Lmax,，以及極限電流Imax,。通過(guò)測(cè)量電感量，以及與其對(duì)應(yīng)的極限電流值Imax,，就可以計(jì)算出開(kāi)關(guān)變壓器或儲(chǔ)能電感線圈的極限伏秒容量VTmax,。在開(kāi)關(guān)變壓器的使用過(guò)程中，任何時(shí)刻,，都不能超出開(kāi)關(guān)變壓器的極限伏秒容量VTmax,。

    反過(guò)來(lái)，我們還可以在特定的情況下,，比如：在工作電壓最高,、負(fù)載最重的情況下，先測(cè)量開(kāi)關(guān)電源的占空比或輸出電壓的脈沖寬度 ,，然后計(jì)算出開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈電流的最大值Im,，最后給最大值Im乘以一個(gè)安全系數(shù)K（K=1.43），其結(jié)果就是流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈電流的極限值Imax,，即用于測(cè)量開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈電感Lx的迭加電流值,。

    由此可知，開(kāi)關(guān)變壓器（反激式）在任何情況下,，其初級(jí)線圈的工作電流都不能超過(guò)圖8中的Imax,，對(duì)應(yīng)的磁通密度也不能超過(guò)圖8中的Bmax。

    上面（8）式是用來(lái)計(jì)算開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈電流的公式,，式中 為流開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈電流的最大值,，即：開(kāi)關(guān)接通后，持續(xù)時(shí)間等于 時(shí),，流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈電流的瞬時(shí)值,；E為開(kāi)關(guān)電源的工作電壓，V為加于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈兩端的輸入電壓（直流脈沖電壓）,，L1為開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈電感量,。

    （9）式是用來(lái)計(jì)算開(kāi)關(guān)變壓器或儲(chǔ)能電感線圈伏秒容量VT的公式。與（8）式和（9）式對(duì)應(yīng),。

    （10）式是用來(lái)計(jì)算開(kāi)關(guān)變壓器或儲(chǔ)能電感線圈的極限伏秒容量VTmax的公式,。式中：VTmax開(kāi)關(guān)變壓器或電感線圈或儲(chǔ)能電感線圈的極限伏秒容量，V為加于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈兩端直流脈沖的幅度（單位：伏），Tmax為加于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈兩端直流脈沖的極限時(shí)間（寬度,，單位：秒）,；
Imax就是根據(jù)圖7對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈電感Lx進(jìn)行測(cè)試時(shí)的極限迭加電流，即：當(dāng)?shù)与娏鱅增加,，使開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈的測(cè)量電感Lx等于初始電感量 的0.9倍時(shí),，流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈的迭加電流值。也可以把Imax看成是流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈的極限電流值,，此電流可以采用圖7和圖8定義的方法來(lái)測(cè)量,； 為開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈或儲(chǔ)能電感線圈初始電感 下降到90%時(shí)的值。

    這里順便說(shuō)明,， 與Imax,，VTm與VTmax在性質(zhì)上基本相同，只是后者用max來(lái)表示它是前者的極限值,。