[其他]具有同步交流偏磁電路的電感裝置及其應用

無效

• 申請號: 86104241
• 申請日: 1986-06-20
• 公開（公告）號: CN86104241B
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 陳新華
• 申請（專利權）人: 冶金工業部鋼鐵研究總院
• 主分類號: H01F17/06
• 分類號: H01F17/06;H01F15/18;H02H3/26
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 成光祜

本發明屬于電感線圈及電路緊急保護裝置。

眾所周知，象漏電保護開關之類的大多數使用軟磁鐵芯的場合，都希望鐵芯有較高的磁導率。實際上有各種各樣的磁導率，各自對應于從B～H曲線上引出的某一直線的斜率，它們在數值上相差懸殊。在目前的使用方法中，常常使用振幅磁導率，即圖1所示磁化曲線OA上的點所對應的縱座標和橫座標的比值μa＝Bm/Hm（Bm為磁感應峰值，Hm為磁場峰值），它等于通過該點與坐標原點的直線的斜率。這種直線將落在圖1中直線1和2之間。在這種情況下，象漏電保護開關，即使采用1J79、1J85、1J86等磁性能較好的軟磁合金，經繞線和真空處理后，初始磁導率μo，只能達到5萬高/奧，最大磁導率只能達到30萬高/奧左右（《電世界》1981年第10期）。一般在50赫芝使用時還比上述數值低得多。為此，只有當漏電電流在30毫安以上時，才能產生脫扣動作，即靈敏度受到限制;或者，欲提高靈敏度，就勢必增大保護開關的體積;或使用較不可靠的電子放大線路。

然而在磁化曲線中有一段更陡的線路，其斜率等于圖1中虛直線3的斜度，即ΔB/ΔH＝μΔ，我們稱它為“差分磁導率”，如能利用這一線段的斜率就相當于提高了鐵芯材料的品位。利用附加直流磁場將工作點預先偏移到這一線段的中部并不能達到這一目的（ChurlesOatley，《ElectrioandMagneticFields》，CambligeUniversityPress1976，P174）。

美國專利US3123764所提供是一種磁放大器電路。它的功率輸入電路和信號輸入電路是分開的;其信號電源是直流或者很低的交流，與其功率輸入電源頻率有10倍以上的差別;它是利用鐵芯的可飽和特性。該專利曾提到偏磁繞組，但不是指功率輸入繞組，而是一種直流偏磁繞組。

本發明的目的在于提供一種具有同步交流偏磁電路的電感裝置，并據此提供交流偏磁式單相漏電保護開關電路和交流偏磁式三相漏電保護開關電路。

本發明的核心是提出一種簡單的同步交流偏磁電路，其偏磁電流與信號同源，而且一般是同頻率的。即這種交流偏磁電路不需要附加電源。

圖2a是帶同頻交流偏磁電路的鐵芯的工作原理圖。圖中1、1′為鐵芯，2、2′為交流偏磁線圈，3為穩壓管對，4為輸入信號，5為輸出信號，6和7為阻抗。兩個完全相同的鐵芯1、1′上繞有交流偏磁線圈2、2′，其中通過大小相等、方向相反的偏磁電流。當該電流產生的偏移場達到峯值時，即使沒有輸入信號4，鐵芯也被磁化到對應于磁化曲線的最陡線段。當鐵芯的磁化曲線最陡線段對應的磁場很窄（如具有高矩形比的材料）時，用穩壓管對3來穩定這一偏移場的峯值，當電源電壓有較大的波動時，偏移場的峯值仍保持在磁化曲線最陡線段對應的磁場。選擇適當的鐵芯材料可免去這些穩壓管（故圖中的穩壓管對3用虛線表示）。偏磁電流和信號電流之間的相位差角對應于兩個鐵芯應分別在零度和180度附近，這可通過調整電路中阻抗6和7中電抗與電阻分量的比值來實現。在某些使用情況下（如本發明實施例中），它們是簡單的電阻，有時為了阻止電源中的直流分量，可串聯一個電容。

圖2b是圖2a電路在無輸入信號時鐵芯中的磁通波形。圖2c是有輸入信號時鐵芯中的磁通波形圖。輸出信號正比于兩個鐵芯的磁通之和（φ1+φ2）。在沒有輸入信號時，鐵芯磁通φ1和φ2大小相等，方向相反，所以輸出信號為零。當有輸入信號時，φ1上升（或下降），φ2下降（或上升），結果（φ1+φ2）不為O，即有輸出信號。因這里的上升、下降是沿著磁化曲線最陡的線段，所以輸出信號比較大，比沒有交變偏移電流時大得多。當輸入信號電流一定時，在沒有偏磁的情況下，輸出信號正比于振輻磁導率μa，在有交流偏磁的情況下，輸出信號正比于差分磁導率μΔ，而μΔ＞＞μa。