朱天琪 （唐山学院，河北 唐山 063000）
摘要：分析了全桥式逆变弧焊电源中变压器产生偏磁的原因及危害；阐述了在变压器一次侧串联电容或设置自动纠偏电路等防止偏磁的原理和方法。
关键词：全桥式逆变电源；变压器偏磁; 隔直电容器；纠偏
前言
弧焊变压器由于容量较大，其逆变电路大多采用全桥式。在此种逆变器中，变压器磁芯工作在双向磁化状态，磁芯中的磁通以原点为中心在一、三象限交替变化，其磁通能自动复位。也就是说，理想的工作状态是变压器的磁通关于原点对称，磁芯中的磁通维持平衡状态。然而，由于反馈电路、控制电路、驱动电路以及功率主电路等诸多方面的影响，使得变压器一次侧的正负方波发生差异，从而使变压器发生偏磁。
偏磁会使变压器的功耗增大、效率降低、温升增加，最终导致变压器磁芯饱和而使功率开关损坏，逆变失败。 因此，在设计和使用中，必须高度重视变压器的偏磁现象并采取有效的防护措施。
1 偏磁产生的原因[1，2]
全桥式逆变电路见图1。功率开关管TGBT1、TGBT3和TGBT2,TGBT4在工作周期的前半部分和后半部分交替导通和关断，如果它们的饱和压降相等、导通时间相同，则电路的工作状态是平衡的。换言之，磁通平衡的条件就是加在变压器一次侧正负两个方向的伏秒面积相等，如图，2a所示。
变压器一次侧的电压U和磁芯中磁通φ的关系为
当电压U是常数时，磁通φ将随时间的增长而线性增大。
对于图2a所示的波形，IGBT1和IGBT3导通时，变压器一次侧施加电压U1磁通从****的正值+φ线性下降，在1/2on1处过零点，在导通终了时达到负的****值-φ在桥路均截止的时间里，变压器一次侧施加电压为零!磁通变化的速率也将为零，亦即磁通将保持-φ不变，直到下半个周期开始IGBT2和IGBT4导通时为止，此时变压器一次侧上施加的电压U2与U1方向相反，磁通从-φ开始向相反方向变化，在1/2on1处过零点，并在导通终了时达到+φ在电路平衡状态下，变压器一次侧绕组N1上两个半周期内施加的伏秒数是相同的，即U1*ton1=U2*ton2磁通自然也是对称的。 |
