インバータトランスのコア飽和はどのような現象を引き起こしますか?

炉心の飽和によって引き起こされる現象 インバータトランス

コアの飽和とは、コア材料の磁束密度が限界に達し、線形に磁束を増加できなくなる現象を指します。インバータ変圧器の場合、コアの飽和は一連の重大な電気的故障や性能低下を引き起こす可能性があります。

電圧波形の歪みとジッター

電圧ジッター: コアの飽和により、外部磁場に対するコアのインピーダンスが急激に低下し、一次電圧に大きな歪みが生じます。出力電圧波形は、理想的な正弦波または方形波から、「破線」または「スパイク」のある歪んだ波形に変化します。この現象は一般に「電圧ジッター」または「電圧バウンス」と呼ばれます。ひどい場合には、インバータの出力電圧が安全範囲を超える可能性があります。

電流ピークとノイズの増加

磁気飽和電流の電流スパイクとサージ: コアが飽和領域に入ると、誘導起電力は電流の増加を効果的に制限できなくなり、励磁電流波形にスパイクが発生します。この電流の歪みは、システムの電磁干渉 (EMI) を増加させるだけでなく、過剰な電流によりスイッチング デバイスに損傷を与える可能性があります。

磁気の偏りと効率の低下

磁気バイアスによって引き起こされる磁束の非対称性: フルブリッジ コンバータ構造では、コアの飽和には磁気バイアスが伴うことがよくあります (磁気バイアスとは、コアの動作ヒステリシス ループの中心点のオフセットを指します)。磁気バイアスにより、正と負のパルス電圧幅が不一致になり、コアの非線形歪みがさらに悪化します。効果的な耐磁対策 (一次側直列コンデンサなど) がないと、コアは各サイクルで初期の磁束状態に回復できなくなり、効率が急激に低下します。

機器の故障と過電圧のリスク

過電圧のリスク: コアが飽和すると、一次側の誘導起電力が大幅に減少しますが、二次側のインダクタンスは比較的一定のままであり、ターンオフの瞬間に非常に高い電圧スパイクを引き起こす可能性があります。このような過電圧サージは絶縁層を貫通し、変圧器自体を損傷し、さらにはインバーター システム全体の壊滅的な故障につながる可能性があります。