[发明专利]控制变压器磁化电流的方法和装置

说明书

一种通过控制两个方向相反电器件的各自传导时间来使变压器初级绕组中的磁化电流受限制或减至最小以防止所述变压器的铁芯磁饱和的方法，此两器件是彼此并联连接和只许单向通过电流，并在接到变压器初级绕组的A.C.电压的各半周期间使电流能通过变压器的次级绕组，这一控制的完成方式是：当对变压器的次级加上不对称负载时，能使通过变压器的磁化电流减至最小和/或至少被调整到维持某个给定极限值以下的磁化电流幅值。

根据本发明的第二方面，涉及用于控制两个方向相反电器件的各自导通时间的装置，此两器件是彼此并联连接并只准单向通过电流，该装置以下列方式达到控制，即当不对称负载加至变压器的次级时，通过变压器的磁化电流可被减至最小和/或保持在某个给定极限值以下。

说到“控制传导时间”不仅用来表示控制和调整各器件维持导通的时间，而且还用来表示器件触发时间和/或关断时间的控制，这一用语是指：使器件激活或导通的时间，也指使器件暂停或不导通的时间。说到传导时间的控制也包括控制和调整出现在一个已知触发时间和后面的关断时间之间的电压积分。

众所周知：当变压器的次级加有对称负载或其上未加负载时，例如当变压器空载时，为保持变压器铁芯磁化所需的磁化电流具有按照所加的A.C.电压周期性出现的短暂电流脉冲形式，所加A.C.电压用两个彼此接续的短暂工作周期的电流脉冲是大致相对于零电平而对称的。

人们也知道，当在变压器次级加上不对称负载时，即当取自变压器次级的电流是仅沿一个预定的方向，而沿另一方向的电流被一个只允许单向通电的器件（如一个D.C.整流器）所截止时，则通过变压器的磁化电流将具有不对称形状，特别是每个相间的电流脉冲将具有极高的幅度，而每个其他或中间的脉冲将具有相当减小的幅度。这同样适用于不对称初级电压的情况。

人们也早已确定：当负载是对称和不对称两种情况下，磁化电流脉冲的时间位置均出现在初级A.C.电压的零-交叉点。

人们也知道：不随时间变化的不平衡负载可借助在初级配置一个二极管来达到平衡，尽管这种解决办法在负载变化时是不成功的。人们也知道：由于大的磁化电流而引起变压器的过热，可借助串联连接在初级电路内的电器件（例如电阻或电感）来避免，尽管由于通常在串联连接的器件上消耗了十分显著的能量而使变压器不能应用这种解决办法。

联邦德国专利申请DT2519361A1公开说明书公开了一种变压器的控制装置，该装置包括接在变压器初级的二个反向并联的晶闸管构成的导通器件，适于程序控制导通器件传导时间的控制器件，测量和/或计算磁化电流的器件，该控制装置能根据变压器铁芯的磁化状态调整变压器的输入电压及其方向，以避免变压器接通电源时初级绕组中出现巨大的起始电流。

本发明可用于这样一种电气装置中，该装置包括一个装有两个方向相反的电气器件的电路，这两个电器件彼此并联连接并使电流仅仅能以单向通过，而且在加到初级绕组的A.C.电压的各个半周期内，使电流通过变压器的初级绕组，而且在该装置中，不对称负载被连接到变压器的次级。

这种电气转换装置的一个突出的技术问题在于提供有利于将磁化电流减至最小和/或将其维持在一个给定极限值以下的方法和装置，即该方法和装置能使各相间的电流脉冲的幅值减小而每个其他或中间脉冲的幅度增大。

另一个受限制的技术问题是提供一种条件，在此条件下，即使加至变压器次级的不对称负载是随时间而变时，也能将磁化电流减至最小。

在本发明范围内的另一技术问题是当变压器的次级加有不对称负载时，可借助于简单手段而使变压器能更有效地使用的问题。

还有一个技术问题是提供环境的问题，这些环境使得即使当变压器次级所加负载是不对称时，变压器铁芯也不必通过饱和点;人们知道：变压器铁芯的饱和会导致电流脉冲达到这样的幅度，以致造成变压器所不希望有的发热。

另一受限制的技术问题是使借助于简单手段能评价变压器的短暂磁化状态，而且不只是磁化方面的变化，以便能为将磁化电流的幅度减至最小和/或将所述幅度维持在一个给定极限值以下而采取步骤。

人们知道，在本发明范围内的又一技术问题是提供简单装置问题一它能以前述方法将磁化电流减至最小和/或将该电流幅值维持在一个预定的极限值以下，而仍可提供能使磁化电流按照变压器次级绕组上的负载和/或负载的性能而连续调整的条件，特别是当负载被安排成及时地输出不同功率和/或显示随时间而变的负载特性时。