Трансформатори для випрямних установок

У ланцюзі вторинних обмоток трансформаторів, що працюють на випрямні установки, включені електронні вентилі, пропускають струм тільки в одному напрямку.

Робота трансформатора разом з вентильними пристроями має свої особливості:

1) форма кривих струмів в обмотках несинусоїдальний,

2) при деяких схемах випрямлення має місце додаткове підмагнічуванню осердя,

Поява вищих гармонійних в кривих струмів відбувається по наступним причин:

1) вентилі, включені в ланцюзі окремих фаз вторинної обмотки, пропускають струм виключно протягом частини періоду,

2) на стороні постійного тока перетворювача зазвичай включають згладжує дросель значущою індуктивності, при якому струми в обмотках трансформатора мають форму, близьку до прямокутної.

Вищі гармонійні струмів викликають додаткові втрати в обмотках і магнітопроводі, тому щоб уникнути перегріву зобов`язані нарощувати габаритні розміри і масу трансформаторів в схемах випрямлення.

Додаткове підмагнічуванню осердя має місце при використанні однополуперіодних схемвипрямлення.

В однофазних однополупериодной схемою випрямлення струм вторинної обмотки i2 пульсуючий і має дві складові: постійну iд і змінну iпер:

i2 = iд + iпер

Незмінна складова залежить від значень випрямленої напруги Uд і навантаження Zn.

Чинне значення її визначається з виразу:

I д = √2Uд / πZn

Таким чином, рівняння рівноваги магніторушійних сил можна записати в наступному вигляді:

i1W1 + iдW2 + iперW2 = i0W1

У цьому виразі всі складові є змінними величинами не рахуючи iдW2. А це означає, що остання не може трансформуватися в первинну обмотку (трансформатор на постійному струмі не працює) і, як слід, не може бути врівноважена. Тому МДС iдW2 робить в муздрамтеатрі додатковий магнітний потік, який називають потоком вимушеного намагнічування. Для того щоб цей потік не викликав неприпустимого насичення магнітної системи, нарощують розміри муздрамтеатру.

Для компенсації вимушеного намагнічування в однополуперіодних схемах випрямлення вживають схему з`єднання обмоток Y / Zн або компенсаційні обмотки. Принцип компенсації потоків вимушеного намагнічування аналогічний компенсації потоків нульової послідовності.

Необхідно підкреслити, що в двухполуперіодних схемах випрямлення, коли струм у вторинному ланцюзі створюється протягом обох напівперіодів, додаткового потоку вимушеного намагнічування не виникає.

Таким чином, через наявність вищих гармонійних струмів і потоку вимушеного намагнічування трансформатори в випрямних установках мають розміри більші, ніж звичайні трансформатори, і, як слід, велику вартість. У зв`язку з тим, що первинний і вторинний струми трансформатора неоднакові, неоднакові і розрахункові потужності обмоток. Тому вводиться поняття типової потужності Sтіп:

Sтіп = (S1н + S2н) / 2,

де S1н і S2н - номінальні потужності первинної і вторинної обмоток, кВ-А.

Тому що вихідна потужність Рд: Рд = UдIд не дорівнює типовий, впровадження трансформатора характеризується також коефіцієнтом типовий потужності Ктіп:

Ктіп = Sтіп / Рд.

Типова потужність трансформатора завжди більше його вихідний I2 >I д і U2 >Uд

Ставлення U2 / Uд = Кu називається коефіцієнтом випрямлення. При виборі схеми випрямлення слід знати значення Кі і Ктіп. У таблиці наведено їх значення для найбільш поширених схем випрямлення.

Школа для електрика