變bian壓ya器qi的de鐵tie芯xin材cai料liao的de磁ci滯zhi損sun耗hao和he渦wo流liu損sun耗hao大da小xiao是shi決jue定ding變bian壓ya器qi的de鐵tie芯xin材cai料liao技ji術shu性xing能neng好hao壞huai的de最zui重zhong要yao因yin素su。因yin此ci，對dui變bian壓ya器qi的de鐵tie芯xin材cai料liao進jin行xing磁ci滯zhi回hui線xian測ce量liang是shi必bi要yao的de。

 

開關電源變壓器的鐵心磁滯回線的測量：

 

變壓器的鐵芯一般都選用鐵磁材料，鐵磁材料除了具有高的磁導率外

，另一重要的磁性特點就是鐵磁材料在磁化過程中
，磁通密度B與磁場強度H相(xiang)差(cha)一(yi)個(ge)相(xiang)位(wei)，這(zhe)個(ge)特(te)性(xing)稱(cheng)為(wei)磁(ci)滯(zhi)現(xian)象(xiang)。因(yin)此(ci)，當(dang)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)芯(xin)被(bei)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang)磁(ci)化(hua)時(shi)
，變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)芯(xin)的(de)磁(ci)化(hua)曲(qu)線(xian)也(ye)稱(cheng)磁(ci)滯(zhi)回(hui)線(xian)。磁(ci)滯(zhi)回(hui)線(xian)是(shi)介(jie)質(zhi)內(nei)部(bu)磁(ci)場(chang)強(qiang)度(du)H和磁通密度B的關係曲線，通過測試變壓器鐵芯的磁滯回線，很容易就可以看出變壓器的鐵芯材料的主要電氣性能。

 

要對鐵磁材料的磁滯回線的參數進行嚴格測試是比較麻煩的，不過用示波器顯示磁滯回線則比較簡便。圖2-15是用示波器測量變壓器鐵芯磁滯回線的原理圖。在圖2-15中，變壓器T1為信號源
，通過K1選擇變壓器T1次級線圈的抽頭就可以改變信號源的電壓輸出;T2為待測變壓器樣品，Dp為示波器;R1、R2、R3、R4為顯示磁場強度H的取樣電阻，取樣電壓u1作為示波器X軸偏轉顯示輸入電壓，通過K2可以選擇取樣電壓輸出
，從而可以改變示波器X軸偏轉顯示的寬度;電阻R和電容C為積分電路
，積分電壓u2由電容C兩端輸出，作為示波器Y軸偏轉顯示輸入電壓

，以顯示磁通密度B。

 

 

下麵我們來詳細分析圖2-15的工作原理。根據安培環路定律：磁場強度矢量沿任意閉合路徑一周的線積分，等於穿過閉合路徑所包圍麵積的電流代數和。以及磁路的克希霍夫定律：在磁場回路中，任一繞行方向上磁通勢NI（N為線圈匝數，I為電流強度）的代數和恒等於磁壓降 Hili（ Hi為磁場強度， li為磁路中磁場強度為Hi 的平均長度）的代數和。設流過變壓器T2初級線圈的勵磁電流為i1，則可求得樣品變壓器鐵芯中的磁化場強為：

 

H = N1i1/l （2-32）

 

式中： l為變壓器樣品鐵芯的平均磁路長度。設R1的端電壓為u1，則可得：

 

i1 = u1/R1 （2-33）

 

H = N1*u1/R1*l （2-34）

 

（2-34）式表明：在圖2-15中，任一時刻取樣電壓u1均與磁場強度H成正比，因此，電壓u1可以作為示波器X軸輸入電壓
，用示波器的水平方向來顯示磁場強度H。

 

我們再來看怎樣對磁通密度B進行顯示。根據法拉第電磁感應定律，在交變磁場的作用下，變壓器T2次級線圈中感應產生的電動勢e2大小為：

 

e2 =N2dΦ/dt =N2SdB/dt （2-35）

 

（2-35）式中，e2為變壓器T2次級線圈產生的感應電動勢，N2為變壓器T2次級線圈的匝數， Φ為變壓器鐵芯中的磁通，S為變壓器鐵芯的有效導磁截麵積。

 

磁通密度B可以通過對（2-35）式進行積分求得：

 

 

由（2-35）和（2-36）式可以看出
，感應電動勢是磁通密度對時間的微分，那麼磁通密度就應該是感應電動勢對時間的積分。因此，對磁通密度B進行顯示必須由一個積分電路組成。在圖2-15中
，RC電路正好有這種積分特性。

 

從原理上來說，隻有RC積分電路輸出電壓的特性與磁場強度取樣電路輸出電壓的特性（速率）基本一致的時候，磁滯回線的顯示失真才會最小。那麼u1電壓的變化特性與u2電壓的變化特性是否基本一致呢？為了簡單和便於分析，這裏我們把輸入電壓看成是交流脈衝方波

，但對於正弦波電壓還是同樣有效。

 

如果忽略取樣電阻R1兩端的電壓降u1，則加到變壓器兩端的電壓e1為：

 

e1 ≈L1di1/dt （2-37）

 

由此可以求得流過變壓器初級線圈的勵磁電流為：

 

i1 = = +i1（0） ——輸入電壓為方波 （2-38）

 

（2-38）式中，e1為加到變壓器T2初級線圈兩端的電壓（這裏為方波），或T1變壓器次級線圈輸出的電壓（方波）;L1為變壓器T2初級線圈的電感，i1（0）為時間等於零時變壓器T2初級線圈中的勵磁電流。實際上，這裏的i1（0）要與積分電路中電容器C，在同樣時刻對應的充電電壓u2（0），所對應的磁通密度B（0），互相對應才有意義，因為它們之間存在相位差。

 

由（2-38）式可以看出，如果忽略取樣電阻R1兩端的電壓降u1，流過變壓器T2初級線圈的勵磁電流是一個線性電流，即：取樣電阻R1的輸出電壓u1為鋸齒波，正好與示波器X軸的掃描電壓相對應。

 

我們再來分析RC積分電路的輸出電壓。如果忽略電路損耗，則e2負載回路方程為：

 

e2 =N2SdB/dt = i2R+u2 （2-39）

 

（2-39）式中，i2為流過電阻R的電流，或電容器的充電電流，u2為電容C兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)。與(yu)分(fen)析(xi)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)中(zhong)的(de)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)一(yi)樣(yang)，如(ru)果(guo)把(ba)積(ji)分(fen)電(dian)路(lu)的(de)時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)取(qu)得(de)足(zu)夠(gou)大(da)
，電(dian)阻(zu)的(de)阻(zu)值(zhi)也(ye)取(qu)得(de)足(zu)夠(gou)大(da)
，則(ze)在(zai)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)內(nei)電(dian)容(rong)兩(liang)端(duan)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)壓(ya)u2相對電阻的電壓降是可以忽略的。則（2-39）式可以改寫為：

 

e2 ≈ i2R （2-40）

 

在任一時刻，電容C的充電電流為：

 

i2 = dq/dt=Cdu2/dt （2-41）

 

（2-41）式中，q為電容器充電積累的電荷。因此，（2-40）又可以表示為：

 

e2 ≈ i2R =RCdu2/dt （2-42）

 

把（2-42）結果代入（2-36）可以求得：

 

B =R*C*u2/N2*S +B（0） （2-43）

 

（2-43）式中，B（0）為時間等於零時T2變壓器鐵芯中的磁通密度。同樣
，B（0）要與同一時間（即時間等於零時）變壓器T2初級線圈中的勵磁電流i1（0）互相對應才有意義。實際上i1（0）與B（0）的值不可能同時為0，如果i1（0）和B（0）同時為0，示波器所顯示的圖形將是一條斜線（即理想磁化曲線）。

 

由（2-43）式可以看出
，磁通密度B的確是與積分電容C兩端的電壓u2成正比;也就是說，磁滯回線可以用u1和u2分別代表磁場強度H和磁通密度B通過示波器來進行顯示。

 

另外
，由（2-40）、（2-42）式可以看出，如果忽略積分電容C兩端的電壓降u2，則對電容C充電的電流基本上可以看成是恒流
，即：積分電容C兩端的電壓u2為鋸齒波，正好與磁場強度取樣電路輸出電壓u1的特性（速率）基本一致。如果在分析過程中，取樣電阻R1兩端的電壓降u1和積分電容C兩端的電壓降u2都不能忽略;那麼
，取樣電阻R1兩端的電壓降u1和積分電容C兩端的電壓u2也可以通過解一元二次微分方程來求得。

 

實際上用微分方程求解電感、dianrongdechongfangdianguocheng
，zaidiyizhangdeneirongzhongyijingyouguohenxiangxidefenxi，zhelibuzhunbeizaizhongfu。shijishang，dianyatongguodianzuduidianganjinxingchongdiandeguocheng，yudianliutongguodianzuduidianrongchongdiandeguocheng
，shifeichangxiangside
，liangzhedoushianzhishufangshishangsheng，zhibuguoqianzhebianhuadecanliangshidianliu，houzhebianhuadecanliangshidianya。zhiyaoliangzhedeshijianchangshujibenyizhi，tamendebianhuaqulvyejiangjibenyizhi。yinci，yongu1和u2分別代表磁場強度H和磁通密度B在示波器上進行磁滯回線顯示失真是很小的。電壓通過電阻對電感進行充電的時間常數τ=RL，電流通過電阻對電容進行充電的時間常數τ=RC。

 

在圖2-15中，開關K1是用來選擇輸入電壓幅度的，當K1選擇“1”的位置時
，輸入電壓的幅度比較小，被測試樣品的磁滯回線麵積也比較小;當K1選擇“4”的位置時，輸入電壓的幅度比較大，被測試樣品的磁滯回線麵積也比較大。

 

圖2-16是測試樣品在輸入不同幅度的電壓時，對應不同磁滯回線的顯示圖。圖2-16中，最外一條磁滯回線是對應開關K1選擇“4”的位置時
，所顯示的磁滯回線圖形;而最內一條磁滯回線是對應開關K1選擇“1”的位置時
，所顯示的磁滯回線圖形。開關K2是用來選擇顯示圖形水平寬度用的，變壓器鐵芯中的磁場強度以及磁通密度的大小，與開關K2選擇的位置無關。當K2選擇“1”的位置時，顯示圖形的水平寬度最窄;當K2選擇“4”的位置時，顯示圖形的水平寬度最寬。另外，圖2-16中的o-a初始磁化曲線

，在實際測量中是很難看得到的
，因為它隻能出現一次
，不會重複出現。

 

從圖2-16可以看出

，當變壓器鐵芯中不存在磁化場時，H和B均為零，即圖2-16中B～H曲線的坐標原點0。隨著磁場強度H的增加，磁通密度B也隨之增加，但兩者之間不是線性關係。當H增加到一定值時，B不再增加（或增加十分緩慢），這說明該變壓器鐵芯的磁化已接近飽和狀態。一般人們都把Hm和Bm分別稱為最大磁場強度和最大磁通密度（對應於圖中a點）;而把Hs和Bs分別稱為飽和磁場強度和磁通密度。

 

 

如果再使H逐漸退到零
，則與此同時B也逐漸減少。然而H和B對應的曲線軌跡並不沿原曲線軌跡a-0返回，而是沿另一曲線下降到Br，這說明當H下降為零時，鐵磁物質中仍保留一定的磁性
，這種現象稱為磁滯，Br稱為剩磁。將磁場反向


，再逐漸增加其強度，直到H=-Hc，磁通密度消失，這說明要消除剩磁，必須施加反向磁場Hc。Hc稱為矯頑力。它的大小反映鐵磁材料保持剩磁狀態的能力。圖2-16表明，當磁場按Hm→0→-Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序變化時
，B所經曆的相應變化為Bm→Br→0→-Bm→-Br→0→Bm。於是得到一條閉合的B～H曲線，稱為磁滯回線。所以，當鐵磁材料處於交變磁場中時（如變壓器中的鐵芯），它將沿磁滯回線反複被磁化→去磁→反向磁化→fanxiangquci。zaiciguochengzhongyaoxiaohaoewaidenengliang
，bingyiredexingshicongtiecicailiaozhongshifang，zhezhongsunhaochengweicizhisunhao。qianmianyijingzhengming
，cizhisunhaoyucizhihuixiansuoweimianjichengzhengbi。

 

不同的磁場強度對應的最大磁通密度Bm和剩磁Br，以及磁矯頑力Hc的大小都是不一樣的，因此，不通過測試比較，很難定義某種鐵磁材料各種參數的好壞。

 

圖2-15電路還可以用來對變壓器鐵芯或鐵磁材料進行退磁。方法是先把開關K1打到“4”的位置上
，讓變壓器鐵芯先充磁

，然後，把開關K1由“4”位置逐個打到“3
、2
、1
、0”的位置，最後磁場強度將為0，剩餘磁通密度Br也基本為0。由於輸入電壓是交流電壓，因此退磁起點的相位是隨機的。圖2-17變壓器鐵芯或鐵磁材料退磁時的路線圖，在圖2-17中是假設磁通密度和磁場強度都是從最大值（即a點）開始的。

 

順便指出，用於測試磁滯回線的變壓器鐵芯樣品最好是磁環，因為，普通的E型變壓器鐵芯多少會存在氣隙;一般氣隙的磁阻是鐵磁材料磁阻的上萬倍，因此
，哪怕氣隙的長度隻有總磁路長度的萬分之一，其對測試結果的影響也是非常大的。

 

另外
，圖2-15suoshideceshidianlubunengyongyuduidanjishibianyaqitiexindecihuaquxianjinxingceshi，yinwei
，shurudianyaweishuangjimaichongdianya。ruyaoduidanjishibianyaqitiexindecihuaquxianjinxingceshi，kezaiK1的電壓輸出端接一個整流二極管。

 

 

duidanjishibianyaqitiexindecihuaquxianjinxingceshi
，zaiyingyongshangshimeiyouduodayiyide，yinweicihuaquxiandemianjixiangduishuangjishibianyaqitiexindecihuaquxiandemianjifeichangxiao，yinci，duidanjishibianyaqitiexindecihuaquxianjinxingceshi，daoburuyongduishuangjishibianyaqitiexindecihuaquxianjinxingceshilaidaiti。

 

開關電源變壓器匝間短路的判斷：

 

1、用一市電轉12伏開關電源 在開關電源變壓器高頻低壓輸出側焊出兩根引線（就是沒有進整流濾波前） 然後把沒有整流濾波的高頻輸出側串一個12V2W的小燈泡後接入要測試的開關變壓器次級低壓側 如果接入後燈泡微微發紅而不亮但短路測試變壓器任意一繞組後很亮 證明該開關變壓器是好的，如果接入後根本不需要短路繞組燈泡就很亮證明該開關變壓器存在匝間短路。

 

2
、將開關變壓器初級繞組上串一個10來微法的電容 然後將串好電容後的繞組接入數字萬用表的電容測量端，打電容測量檔位測出電容容量， 再將開關變壓器輸出端任意一繞組短接 測容量

，如果兩次測量萬用表顯示的數字一樣或區別不大，可判斷為變壓器短路
，如兩次測量差別大 變壓器正常。

 

 

3
、在檢查繞組電阻還是通路的情況下
，判斷開關變壓器的好壞
，有四個辦法：

 

1、代換法，用好的變壓器代換試驗。或用懷疑壞的，裝到其它電路上試驗
，得出判斷；

 

2
、用電壓/電流瞬時法檢測
，同時測量兩隻變壓器，對比檢測數據。在二次繞組用1.5V電池瞬時接入，測量一次繞組的（感應）短路電流值；對比感應電流值嚴重偏小的，變壓器即是壞的。

 

3、變換兩種測量方法
，如2方fang法fa，測ce量liang得de出chu感gan應ying電dian流liu值zhi後hou，再zai穿chuan繞rao一yi匝za短duan路lu導dao線xian

，測ce量liang一yi次ci

，兩liang次ci測ce量liang結jie果guo相xiang近jin，判pan斷duan變bian壓ya器qi已yi壞huai。如ru第di二er次ci測ce量liang值zhi嚴yan重zhong偏pian小xiao，說shuo明ming變bian壓ya器qi是shi好hao的de。

 

4、用電壓振鈴法測試好壞。需kHz級（記不準了）信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)一(yi)台(tai)和(he)示(shi)波(bo)器(qi)一(yi)台(tai)
，配(pei)合(he)測(ce)量(liang)，看(kan)其(qi)衰(shuai)減(jian)波(bo)形(xing)，若(ruo)在(zai)脈(mai)衝(chong)平(ping)頂(ding)期(qi)間(jian)，振(zhen)蕩(dang)很(hen)快(kuai)衰(shuai)減(jian)，說(shuo)明(ming)變(bian)壓(ya)器(qi)已(yi)壞(huai)。反(fan)之(zhi)說(shuo)明(ming)是(shi)好(hao)的(de)。需(xu)要(yao)測(ce)試(shi)者(zhe)有(you)一(yi)定(ding)的(de)經(jing)驗(yan)
，對(dui)好(hao)的(de)波(bo)形(xing)心(xin)中(zhong)有(you)數(shu)。

 

四種檢測方法，都是利用變壓器匝間短路後，電磁感應能力（電感特性）變差的原理來進行的。