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交流電源因過載而無法順利 進行試驗時

變壓器負載需注意“磁飽和”

電源波動與變壓器負載

電源波動試驗一般用于確認使用交流市電電源的各種儀器是否存在誤動作。
電源波動試驗中包括短時中斷,電壓暫降,諧波施加試驗等的各種試驗。特別是在針對在內置電源中使用了變壓器的設備,或在線路中使用升壓變壓器等進行試驗的設備實施短時中斷試驗時,在某些設置條件下,變壓器中可能會形成超大電流(交流電源出現過載,無法順利開展試驗)。下面為您介紹過電流的形成原因以及避免形成過電流的設置條件等。

形成過電流的情況及原因

試驗系統的結構圖如(圖1)所示。

圖1 系統結構圖

(圖2)是通過交流電源PCR-LE系列進行短時中斷后產生的過電流的波形。從圖中可知,盡管(a)的短時中斷已結束,但下一個負側正弦波到達時,會產生如(b)所示的過電流。

圖2

其原因是在(b)的時間點出現了變壓器的磁飽和。也就是說,如果不發生(a)的短時中斷,變壓器的磁通量會通過正弦峰而被復位,但是,由于停電,導致磁通量未復位,形成負側磁通量殘留的狀態。
因此,下一個負側正弦峰到來時,磁通量更加朝負,超過飽和磁通量密度,最終勵磁的電感基本變成零,由于電感消失,導致發生(b)所示的過電流。(參見圖3)

圖3

此后,出現了電流電壓的波動,這是因為交流電源的電流限制保護(OCP)有時施加電流限制,有時不施加電流限制,所以有波動。

避免形成過電流的短時中斷條件

圖4所示為不形成過電流的短時中斷條件下的電壓電流波形。在50Hz的相位角90度發生10ms的短時中斷。

圖4

從中可以看出,(圖4)的電壓(c)的峰值與(d)的峰值大小相同。即,正側磁通量和負側磁通量大小相同,磁通量就會被復位(相互抵消)。
如上所述,當1個周期內的正側電壓波形和負側電壓波形形成對照時,就不會產生過電流。

在實際的標準,例如IEC/EN 61000-4-11的電壓暫降/短時中斷中有如下的注意事項,提醒各電氣產品的(標準制定)委員會注意。

  • 在針對包含電源變壓器的產品設定0.5級的持續時間影響性能標準時,產品委員會建議特別注意由流入電流產生的影響。在上述產品中,由于電壓暫降后變壓器鐵芯的飽和磁能量,過電流有可能達到額定電流的10?40倍。
    ※表示1/2個循環。

另外,如果無法避免過載問題的發生,最好的方法是提高交流電源的額定容量。如果使用本公司的交流電源PCR-LE系列,可以通過并聯運行對不足部分的容量進行補充的機型解決這一問題。例如,可以使用另售的選配品(并聯運行驅動器),將2000VA型號(PCR2000LE)和4000VA型號并聯起來,作為6000VA的交流電源使用。
在這種情況下,需要確保兩個型號的固件版本相同。此外,請升級為最新版本的固件后使用。固件可從本公司網站下載。

TEXT BY
神崎 信夫
解決方案事業推進部 SE課

[主要產品開發業績]
直流穩定電源 PAD-L系列,PMC系列,PAN系列,定制品
交流穩定電源 PCR系列
充放電電源裝置 PFX40W-08,PFX20W-12,定制品
電子負載裝置 PLZ-3W系列
電源控制器DPO2212A,PAK-E2,PIA3200

[銷售實績]
Aeroflex產品銷售

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