Трансформаторы для выпрямительных установок

Трансформаторы для выпрямительных установок

В цепи вторичных обмоток трансформаторов, работающих на выпрямительные установки, включены электрические вентили, пропускающие ток только в одном направлении.

Работа трансформатора совместно с вентильными устройствами имеет свои особенности:

1) форма кривых токов в обмотках несинусоидальная,

2) при некоторых схемах выпрямления имеет место дополнительное подмагничивание сердечника трансформатора,

Возникновение высших гармонических в кривых токов происходит по следующим причинам:

1) вентили, включенные в цепи отдельных фаз вторичной обмотки, пропускают ток только в течение части периода,

2) на стороне постоянного тока преобразователя обычно включают сглаживающий дроссель значительной индуктивности, при котором токи в обмотках трансформатора имеют форму, близкую к прямоугольной.

Высшие гармонические токов вызывают дополнительные потери в обмотках и магнитопроводе, поэтому во избежание перегрева вынуждены увеличивать габаритные размеры и массу трансформаторов в схемах выпрямления.

Каждый электрик должен знать:  Ток, напряжение, мощность основные характеристики электричества

Дополнительное подмагничивание сердечника трансформатора имеет место при использовании однополупериодных схем выпрямления.

В однофазной однополупериодной схеме выпрямления ток вторичной обмотки i 2 пульсирующий и имеет две составляющие: постоянную i д и переменную i пер:

Постоянная составляющая зависит от значений выпрямленного напряжения U д и нагрузки Zn .

Действующее значение ее определяется из выражения:

I д = √ 2 U д / π Zn

Таким образом, уравнение равновесия магнитодвижущих сил можно записать в следующем виде:

i1W1 + i д W 2 + i пер W2 = i0W1

В этом выражении все составляющие являются переменными величинами кроме i д W 2. А это означает, что последняя не может трансформироваться в первичную обмотку (трансформатор на постоянном токе не работает) и, следовательно, не может быть уравновешена. Поэтому МДС i д W 2 создает в магнитопроводе дополнительный магнитный поток, который называют потоком вынужденного намагничивания . Для того чтобы этот поток не вызвал недопустимого насыщения магнитной системы, увеличивают размеры магнитопровода.

Каждый электрик должен знать:  Фибероптика - чудо света в вашем саду

Для компенсации вынужденного намагничивания в однополупериодных схемах выпрямления используют схему соединения обмоток Y / Z н или компенсационные обмотки. Принцип компенсации потоков вынужденного намагничивания аналогичен компенсации потоков нулевой последовательности.

Следует отметить, что в двухполупериодных схемах выпрямления, когда ток во вторичной цепи создается в течение обоих полупериодов, дополнительного потока вынужденного намагничивания не возникает.

Таким образом, из-за наличия высших гармонических токов и потока вынужденного намагничивания трансформаторы в выпрямительных установках имеют размеры большие, чем обычные трансформаторы, и, следовательно, большую стоимость. В связи с тем, что первичный и вторичный токи трансформатора неодинаковы, неодинаковы и расчетные мощности обмоток. Поэтому вводится понятие типовой мощности S тип:

Каждый электрик должен знать:  Чем отличается лампа ДРВ от ДРЛ

S тип = (S1 н + S2 н) / 2,

где S1 н и S2 н — номинальные мощности первичной и вторичной обмоток, кВ-А.

Так как выходная мощность Рд: Рд = U д I д не равна типовой, использование трансформатора характеризуется также коэффициентом типовой мощности Ктип:

Типовая мощность трансформатора всегда больше его выходной I 2 > I д и U 2 > U д

Отношение U 2 /U д = К u называется коэффициентом выпрямления. При выборе схемы выпрямления необходимо знать значения Ки и Ктип. В таблице приведены их значения для наиболее распространенных схем выпрямления.

Добавить комментарий