Usmerňovacie transformátory

V obvode sekundárnych vinutí transformátorov pracujúcich na inštaláciách usmerňovača sú pripojené elektrické ventily, ktoré prechádzajú prúdom iba v jednom smere.

Prevádzka transformátora spolu s ventilovými zariadeniami má svoje vlastné charakteristiky:

1) tvar prúdov v cievkach nie je sínusový,

2) v niektorých rektifikačných obvodoch sa vykonáva dodatočná magnetizácia jadra transformátora,

Výskyt vyšších harmonických prúdov v krivkách sa vyskytuje z nasledujúcich dôvodov:

1) ventily zaradené do obvodov jednotlivých fáz prúdu sekundárneho vinutia prechádzajú iba časťou periódy,

2) na jednosmernej strane meniča je zvyčajne zahrnutá vyhladzovacia tlmivka s výraznou indukčnosťou, v ktorej majú prúdy vo vinutiach transformátora tvar blízky pravouhlému.

Vyššie harmonické prúdy spôsobujú dodatočné straty vo vinutí a magnetickom obvode, preto sú nútené zväčšiť celkové rozmery a hmotnosť transformátorov v obvodoch usmerňovača, aby sa predišlo prehriatiu.

Dodatočná magnetizácia jadra transformátora je realizovaná pomocou polvlnových usmerňovacích obvodov.

V jednofázovom obvode polvlnového usmerňovača sekundárny prúd i2 pulzuje a má dve zložky: konštantné iq a premenlivé pásmo:

i2 = id + ipay

Jednosmerná zložka závisí od hodnôt usmerneného napätia Ud a zaťaženia Zn.

Jeho efektívna hodnota je určená výrazom:

Azd = √2Ud / πZn

Rovnicu pre rovnováhu magnetomotorických síl možno teda napísať v nasledujúcom tvare:

i1W1 + iW2 + iW2 = i0W1

V tomto výraze sú všetky zložky variabilnými veličinami, okrem iW2. To znamená, že toto nemôže byť transformované na primárne vinutie (jednosmerný transformátor nefunguje), a preto nemôže byť vyvážené. Preto MDS idW2 vytvára v magnetickom obvode dodatočný magnetický tok, ktorý sa nazýva vynútený magnetizačný tok... Aby tento tok nespôsobil neprijateľnú saturáciu magnetického systému, zväčšuje sa veľkosť magnetického obvodu.

Na kompenzáciu vynútenej magnetizácie v obvodoch polovičných usmerňovačov sa používa schéma zapojenia cievok Y / Zn alebo kompenzačných cievok. Princíp kompenzácie toku vynútenej magnetizácie je podobný kompenzácii toku s nulovou sekvenciou.

Je potrebné poznamenať, že v obvodoch usmerňovania s plnou vlnou, keď sa prúd v sekundárnom obvode vytvára počas oboch polcyklov, nedochádza k dodatočnému vynútenému magnetizačnému toku.

Preto v dôsledku prítomnosti vyšších harmonických prúdov a núteného magnetizačného toku sú transformátory v inštaláciách usmerňovačov väčšie ako bežné transformátory, a preto sú drahšie. Vzhľadom na to, že primárne a sekundárne prúdy transformátora nie sú rovnaké, vypočítaný výkon vinutia tiež nie je rovnaký. Preto je predstavený koncept typický výkon Stip:

Stip = (S1n + S2n) / 2,

kde S1n a S2n - menovitý výkon primárneho a sekundárneho vinutia, kV -A.

Keďže výstupný výkon Pd: Pd = UdAzd sa nerovná typickému, je použitie transformátora charakterizované aj typickým účinníkom Ktyp:

Ktyp = Styp / Rd.

Typický výkon transformátora je vždy vyšší ako jeho výkon Az2 > Azq a U2 > Ud

Správanie U2/ Ud = K takzvaný korekčný faktor. Pri výbere korekčnej schémy je potrebné poznať hodnoty Ki a Ktyp. V tabuľke sú uvedené ich hodnoty pre najbežnejšie korekčné schémy.

Usmerňovacie obvody Ku Ktyp Jednofázový polvln 2,22 3,09 Jednofázový celovlnný mostík 1,11 1,23 Jednofázový celovlnný s nulovou svorkou 1,11 1,48 Trojfázový polvlnný 0,855 1,345 Trojfázový celovlnný 10,0,0,09