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逆变器偏磁校正方法
1在SPWM开关型变换器中，主变压器的偏磁可以说是一种通病。只
是在各种应用场合中，表现的程度不同而已。偏磁的后果是十分严重
的，轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加，温升加剧，变压
器的机械噪声增大（当开关频率或调制频率在听觉范围内时），严重
时还会损坏功率器件，使逆变器不能正常工作。因此，抗偏磁是开关
型逆变电源的的关键问题之一。
本文在比较分析了PWM和SPWM变压器铁心的不同磁化过程的基
础上，提出了SPWM型逆变电源抑制变压器偏磁的新方法，即以逆变
桥各桥臂中点电压作为反馈来抑制直流偏磁。并已成功应用在400Hz
单、三相系列变频电源中，验证了该方法的实用性和可靠性。
2变压器铁心的磁化过程及抑制偏磁方法比较
开关型逆变电源主变压器铁心的电磁过程与普通变压器一样均
满足电磁感应定律，为方便分析可认为绕组电阻，漏感，变压器分布
电容等都等于零。这样，加到变压器初级绕组的电压u和绕组感应电
1
势相平衡。因此，
uNNSk
==（1）
111T
B
式中：为铁心的磁感应强度；
S为铁心截面积；
1
N为初级绕组匝数；
1
k为铁心面积的有效系数；
T
φ为变压器主磁通。
由式（1）可得磁感应强度
BtutB
()=d＋（2）
1r
Bt
式中：为=0时铁心中的磁感应强度。
r
为分析方便将式（2）写为增量形式并考虑到在PWM和SPWM型逆
u
变器中，为幅值恒定的脉冲量，因而磁感应增量变成
1
Bt
Δ()=（3）
Bt
从而磁感应增量Δ()成为时间的线性函数。对于全桥PWM型
逆变电路，正常情况下，变压器正、反方向的方波“伏－秒”面积相
等，铁心的磁感应强度与方波脉宽成正比，变化如图1(a)所示，且
磁化曲线对原点对称。而SPWM型逆变电路中各个脉冲的宽度不一样，
Bt
而且随载波比的变化而变化，Δ()的大小与SPWM脉冲宽度成正比
关系，其电压波形和铁心中的磁感应强度的波形如图1(b)所示。此
时，磁化曲线在一基波周期对原点对称。
2
(a)PWM型变压器铁心磁感应强度
(b)SPWM型变压器铁心磁感应强度
图1变压器原边电压及磁感应强度
当变压器原边含有直流成分时，PWM型变换电路的正、反方向的
方波“伏－秒”面积不再相等，磁通将向某一方向逐渐增加，最终导
致变压器铁心磁感应强度超过饱和磁感应强度而饱和，磁化曲线将不
再对原点对称。在SPWM型变换电路中，当含有直流成分时，将在变
压器铁心中产生恒定的磁链。从而使得变压器磁通在基波周期将不再
是正、反方向相同的正弦波，其范围将由正常时的±Δφ变为－
1m
Δφ＋φ～＋Δφ＋φ，变压器磁感应强度变动范围也由正常
1md1md
BBBBBB
时的－～＋
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