流变压器仅当晶闸管交流侧电压和电网电压一致时可省去课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,出版社 理工分社,电力电子技术,在晶闸管整流装置中，满足负载要求的交流电压 U2 往往与电网电压不一致，这就需要利用变压器来匹配；另外，为降低或减少晶闸管变流装置对电网和其他用电设备的干扰，也需要设置变压器把晶闸管装置和电网隔离。因此，在晶闸管整流装置中，一般都需设置整流变压器（仅当晶闸管交流侧电压和电网电压一致时可省去）。,附录1,整流变压器参数计算,附 录,1,在晶闸管整流装置中，满足负载要求的交流电压 U2 往往与电网,1.次级电压 U,2,欲精确地计算整流变压器次级电压 U,2,，就必须首先对影响 U,2,值的主电路的各个因素加以考虑。概括地说，影响 U,2,值的因素有：（1）U,2,值的大小首先要保证满足负载所要求的最大直流平均电压 U,d,。,2,1.次级电压 U22,（2）在分析整流电路工作原理时，我们曾经假设晶闸管是理想的开关元件，导通时认为其电阻为零，而关断时，认为其电阻为无穷大。但在事实上，晶闸管并非是理想的可控开关元件，导通时有一定的管压降，用 U,T,表示。,3,（2）在分析整流电路工作原理时，我们曾经假设晶闸管是理想的开,（3）变压器漏抗的存在，导致晶闸管整流装置在换相过程中产生换相压降，用 Ux 表示。（4）当晶闸管整流装置对直流电动机供电时，为改善电动机的性能，保证流过电机的电流连续平滑，一般都需串接足够大电感的平波电抗器。因平波电抗器具有一定的直流电阻，当电流流经该电阻时，就要产生一定的电压降。,4,（3）变压器漏抗的存在，导致晶闸管整流装置在换相过程中产生换,（5）晶闸管装置供电的电动机恒速系统，在最大负载电流时，其电机的端电压除考虑电动机的额定电压 U,D,外，还需要把电机电枢电阻的压降加以考虑。即电机的端电压应当为电动机的额定电压 U,D,和超载电流（I,dmax,-I,D,）在电枢电阻 R,D,上压降之和。,5,（5）晶闸管装置供电的电动机恒速系统，在最大负载电流时，其电,考虑到最严重情况，回路的电压平衡方程为,通过变换，变压器的漏抗压降平均值 U,xmax,可写成,6,考虑到最严重情况，回路的电压平衡方程为6,电动机的端电压,而平衡式（1）左端的 U,D,随着主电路的接线形式和负载性质的不同而不同。显然逐个按主电路形式列写比较繁琐。这里给出考虑到电网电压波动后的通式,7,电动机的端电压7,将（附 1.2）、（附 1.3）、（附 1.4）以及（附 1.5）式代入（附 1.1）式可得,8,将（附 1.2）、（附 1.3）、（附 1.4）以及（附 1,在要求不太精确的情况下，变压器次级电压 U2 可由简化式确定。,9,在要求不太精确的情况下，变压器次级电压 U2 可由简化式确定,2.次级相电流 I,2,和初级相电流 I,1,在忽略变压器激磁电流的情况下，可根据变压器的磁势平衡方程写出初级和次级电流的关系式,欲求得各种接线形式情况下，变压器初、次级的电流有效值，就要根据相应接线形式下，初、次级电流的波形求其有效值。从而可得到,10,2.次级相电流 I2 和初级相电流 I110,（1）桥式接线形式这里以三相全控桥为例，次级绕组 a相中的电流波形 i,2,如图附 1.1所示。,11,（1）桥式接线形式这里以三相全控桥为例，次级绕组 a相,图附 1.1 三相桥式连接时，变压器绕组电流波形,图附 1.2 三相半波连接，变压器绕组电流波形,12,图附 1.1 三相桥式连接时，变压器绕组电流波形12,根据其波形很容易求出其电流有效值为,很明显,13,根据其波形很容易求出其电流有效值为13,（2）半波接线方式,次级电流有效值,初级电流有效值,14,（2）半波接线方式14,15,15,16,16,在使用晶闸管整流装置供电时，其供电电压和电流中，含有各种谐波成分。当控制角 增大，负载电流减小到一定程度时，还会产生电流断续现象，造成对变流器特性的不利影响。当负载为直流电动机时，由于电流断续和直流的脉动，会使晶闸管导通角 减小，整流器等效内阻增大，电动机的机械特性变软，换向条件恶化，并且增加电动机的损耗。因此，除在设计变流装置时要适当增大晶闸管和二极管的容量，选择适于变流器供电的特殊系列的直流电动机外，通常还采用在直流电路内串接平波电抗器，以限制电流的脉动分量，维持电流连续。,附录2,平波电抗器参数计算,17,在使用晶闸管整流装置供电时，其供电电压和电流中，含有各种谐波,1.电动机电枢电感量 L,M,按下式计算,2.整流变压器漏电感折算到次级绕组每相的漏电感量 L,T,按下式计算,一、电动机电枢电感 L,M,和变压器漏感 L,T,的计算,18,1.电动机电枢电感量 LM 按下式计算一、电动机电枢电感 L,19,19,由于晶闸管整流装置输出电压是脉动的，因而输出电流也是脉动的，它可以分解为一个恒定的直流分量和一个交流分量。衡量输出负载电流交流分量大小的电流脉动系数 si可以定义为：,二、限制输出电流脉动的电感量 Lm 的计算,20,由于晶闸管整流装置输出电压是脉动的，因而输出电流也是脉动的，,限制电流脉动，满足一定 s,i,要求的电感量 L,m,可按下式计算：,按式（附 2.4）计算出的电感量是指整流回路应具备的总电感量，实际串接的平波电抗器的电感量 L,ma,为：,21,限制电流脉动，满足一定 si要求的电感量 Lm 可按下式计算,若要求变流器在某一最小输出电流 I,dmin,时仍能维持电流连续，则电抗器的电感量 L,l,可按下式计算：,可以证明，对于不同控制角，所需的电感量 L,l,为,三、使输出电流连续的临界电感量 L,l,的计算,22,若要求变流器在某一最小输出电流 Idmin时仍能维持电流连续,同样，实际临界电感量 L,la,亦应从式（附 2.6）所求得的 L,l,中扣除 L,M,和 L,T,。即：,23,同样，实际临界电感量 Lla亦应从式（附 2.6）所求得的,晶闸管触发电路常用脉冲变压器来输出触发脉冲。其好处主要有三点：一是可以将触发器与触发器、触发电路与主电路实行电器隔离，有利于安全运行和防止干扰；二是可以起匹配作用，将较高的脉冲电压降低，增大输出的电流，以满足晶闸管的需要；三是可以改变输出脉冲的正负极性或同时送出两组独立脉冲，以满足晶闸管的控制要求。,附录3,脉冲变压器设计,24,晶闸管触发电路常用脉冲变压器来输出触发脉冲。其好处主要有三点,图附 3.1是脉冲变压器铁心的磁化曲线。当加在脉冲变压器上的电压是周期性重复的单向变化的脉冲时，则每个周期铁心都将沿着图中曲线 3和曲线 3在 M-N 之间磁化。,一、脉冲变压器设计的基本原则,25,图附 3.1是脉冲变压器铁心的磁化曲线。当加在脉冲变压器上的,图附 3.1 脉冲变压器的磁化曲线,26,图附 3.1 脉冲变压器的磁化曲线26,当周期性向变压器施加单向脉冲时，铁心的平均导磁率为：,27,当周期性向变压器施加单向脉冲时，铁心的平均导磁率为：27,（一）激磁电流 I,0,与原边匝数 W,1,的关系,当脉冲变压器的原边加上矩形脉冲时，原边绕组就产生一个磁场强度 H,m,，该磁场强度由下式表示：,（二）铁心截面积和磁感应强度的关系由磁路分析可知，铁心截面和磁感应强度的关系如下,二、基本关系和计算方法,28,（一）激磁电流 I0 与原边匝数 W1 的关系二、基本关系和,表附 3.1 E 型铁心尺寸表,29,表附 3.1 E 型铁心尺寸表29,30,30,3.计算原、副边绕组匝数 W,1,、W,2,4.确定铁心厚度,31,3.计算原、副边绕组匝数 W1、W231,表附 3.3 MXO-2000罐形磁心尺寸表,32,表附 3.3 MXO-2000罐形磁心尺寸表32,5.确定绕组导线截面积和直径,原边绕组电流有效值,副边绕组电流有效值,6.计算与校核输出级晶体管功耗晶体管工作在开关状态，其耗散功率为,33,5.确定绕组导线截面积和直径33,