اشباع هسته در ترانسفورماتور اینورتر چه پدیده هایی را ایجاد می کند؟

پدیده های ناشی از اشباع هسته در یک ترانسفورماتور اینورتر

اشباع هسته به پدیده ای اطلاق می شود که در آن چگالی شار مغناطیسی ماده هسته به حد خود می رسد و شار دیگر نمی تواند به صورت خطی افزایش یابد. برای ترانسفورماتورهای اینورتر، اشباع هسته می تواند منجر به یک سری خطاهای الکتریکی جدی و کاهش عملکرد شود:

اعوجاج شکل موج ولتاژ و لرزش

لرزش ولتاژ: اشباع هسته باعث کاهش شدید امپدانس هسته به میدان مغناطیسی خارجی می شود و در نتیجه ولتاژ اولیه اعوجاج قابل توجهی ایجاد می کند. شکل موج ولتاژ خروجی از یک موج سینوسی ایده آل یا موج مربعی به شکل موج تحریف شده با "خطوط شکسته" یا "خطوط" تغییر می کند. این پدیده معمولاً به عنوان "جنگ ولتاژ" یا "جهش ولتاژ" شناخته می شود. در موارد شدید، ممکن است باعث شود ولتاژ خروجی اینورتر از محدوده ایمن فراتر رود.

افزایش پیک و نویز جریان

جهش های جریان و نوسانات جریان اشباع مغناطیسی: پس از ورود هسته به ناحیه اشباع، نیروی الکتروموتور القایی نمی تواند به طور موثر افزایش جریان را محدود کند و در نتیجه باعث ایجاد جهش در شکل موج جریان تحریک می شود. این اعوجاج جریان نه تنها تداخل الکترومغناطیسی سیستم (EMI) را افزایش می دهد، بلکه می تواند به دلیل جریان بیش از حد به دستگاه های سوئیچینگ نیز آسیب برساند.

تعصب مغناطیس و کاهش بازده

عدم تقارن شار مغناطیسی ناشی از بایاس مغناطیسی: در ساختار مبدل تمام پل، اشباع هسته اغلب با بایاس مغناطیس همراه است (بایاس مغناطیسی به جابجایی نقطه مرکزی حلقه پسماند کاری هسته اشاره دارد). بایاس مغناطیس منجر به ناسازگاری عرض ولتاژ پالس مثبت و منفی می شود و اعوجاج غیرخطی هسته را تشدید می کند. بدون اقدامات موثر ضد مغناطیس (مانند خازن سری اولیه)، هسته قادر نخواهد بود در هر چرخه به حالت شار اولیه خود بازگردد و در نتیجه بازده شدیدی افت می کند.

خرابی تجهیزات و خطر اضافه ولتاژ

خطر اضافه ولتاژ: هنگامی که هسته اشباع می شود، نیروی الکتروموتور القایی در سمت اولیه به طور قابل توجهی کاهش می یابد، در حالی که اندوکتانس سمت ثانویه نسبتا ثابت می ماند و به طور بالقوه باعث افزایش ولتاژ بسیار بالا در لحظه خاموش شدن می شود. چنین افزایش ولتاژی می تواند به لایه عایق نفوذ کند، به خود ترانسفورماتور آسیب برساند و حتی منجر به خرابی فاجعه بار کل سیستم اینورتر شود.