論移相整流變壓器的應(yīng)用與發(fā)展

夏鏡翔

（順特電氣設(shè)備有限公司 廣東 佛山 528300）

論移相整流變壓器的應(yīng)用與發(fā)展

夏鏡翔

（順特電氣設(shè)備有限公司 廣東 佛山 528300）

近年來(lái)，高壓變頻技術(shù)越來(lái)越完善，移相整流變?cè)谧冾l調(diào)速等方面的應(yīng)用逐漸提高。本文從移相整流變出發(fā)，研究了移相整流變壓器在高壓變頻器中應(yīng)用以及移相整流變壓器的移相整流原理，論證移相整流變壓器的應(yīng)用與發(fā)展問題。

高壓變頻；移相整流變；變頻調(diào)速

0 引言

隨著整流裝置的功率不斷提升，舊的整流裝置無(wú)論是在抑制干擾還是提升容量來(lái)說(shuō)都不能保證良好的效果，而且隨著國(guó)家相繼出臺(tái)了一系列節(jié)能減排的措施，堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展電力事業(yè)發(fā)展的重要根本思想，而高壓電機(jī)在節(jié)能減排方面有很大的發(fā)掘潛力，為此，大力發(fā)展移相整流變壓器不僅有利于技術(shù)方面的革新，還極大的響應(yīng)了國(guó)家政策，對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 移相整流變壓器的作用

所謂的移相整流變壓器就是一種通過將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，是一種應(yīng)用廣泛的變壓裝置。由于現(xiàn)在直流調(diào)速還存在于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及調(diào)速性能要求高的電解鋁、礦山造紙等行業(yè)，而這些所用不同電壓等級(jí)的直流電基本上都是通過移相整流變壓器整流得來(lái)，為此非常有必要對(duì)移相整流變進(jìn)行系統(tǒng)的研究。移相整流變壓器在電力設(shè)備中最主要的應(yīng)用就是應(yīng)用于高壓變頻器，使得高壓變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)多重化輸入以及有效的減少輸入諧波。從高壓側(cè)變頻器的結(jié)構(gòu)組成來(lái)看，高壓變頻器主要分為高-高和高-低-高這兩種：（1）高-高型高壓變頻器。這類高壓變頻器是采用將多個(gè)援建串聯(lián)方式，實(shí)現(xiàn)輸入以及輸出的高電壓方式；（2）高-低-高型高壓變頻器。這類高壓變頻器可以等效為降壓變、低壓變頻器、升壓變?nèi)N。

結(jié)構(gòu)，高-低-高型高壓變頻器工作基本原理是：首先，電網(wǎng)輸入的交流電，經(jīng)過降壓變降到低壓變頻器輸入端電壓，經(jīng)變頻器變頻之后，經(jīng)過升壓變將電壓等級(jí)升高后供各負(fù)載使用。

從以上兩種不同形式的變頻器來(lái)看，高-高型高壓變頻器有良好的變頻效果，能夠輸出較為理想的電壓波形，效率也比較高，但是與高-低-高型高壓變頻器相比，成本較高，應(yīng)用較為局限，而高-低-高型高壓變頻器來(lái)看，這種變頻器的應(yīng)用相對(duì)廣泛，技術(shù)也比較成熟，不過效率不高，而且對(duì)電網(wǎng)有一定的諧波危害。

總的來(lái)看，移相整流變壓器的主要作用可以總結(jié)為：（1）對(duì)于輸入諧波的危害，采用原邊與副邊的電壓相位轉(zhuǎn)移的方式，最大程度上降低輸入諧波的影響；（2）在絕緣方面，通過移相整流變可以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的電器隔離；（3）在效果方面，可以得到所需要的電壓等級(jí)以及波形。移相整流變壓器在高壓變頻器中的應(yīng)用，使得高壓變頻器在高壓電機(jī)等用電得到明顯的改善，對(duì)于國(guó)家建設(shè)以及發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。

2 移相整流變壓器的移相原理

移相整流變壓器主要是通過移相方式來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入測(cè)諧波的降低。通過移相方式的不同，主要對(duì)延邊三角形這種方式進(jìn)行系統(tǒng)的分析。在高壓變頻器中采用延邊三角形移相整流變壓器的聯(lián)結(jié)方式采用接線如下：（1）初級(jí)繞組接線方式：Y接法，中性點(diǎn)引出；（2）次級(jí)繞組接線方式：延邊三角形移相，共27組，每9組構(gòu)成一塊，共三塊，塊間每組線圈彼此移相6.7度，誤差小于±0.25度，如表1所示，移相組號(hào)。

表1 移相整流變壓器的移相參數(shù)分析

延邊三角形電壓計(jì)算如下：

1）移相整流變壓器延邊三角形接法電壓關(guān)系

移相繞組電壓

UY=U2sinα/sin120=2/√3×U2sinα

主繞組電壓

UD=[U2sin（60-α）-sinα]/sin120=2×U2sin（30-α）

2）移相整流變壓器延邊三角形接法電流關(guān)系

IY=√3 ID

變壓器的初級(jí)（網(wǎng)側(cè)）和次級(jí)（閥側(cè)）要保持磁勢(shì)平衡：I1N1-I2N2=0

I1=（各次級(jí)和輔助繞組安匝之和）/N1

為抵消次級(jí)（閥側(cè)）匝數(shù)的增加，初級(jí)（網(wǎng)側(cè)）電流相應(yīng)增加，反應(yīng)到結(jié)構(gòu)容量的增大。

3）移相整流變壓器延邊三角形接法容量關(guān)系

一次繞組的結(jié)構(gòu)容量與移相角的關(guān)系

Kp=（Uz+√3×Uy）/U2=1.035cos（15-α）

上式中Uy前的√3是考慮到移相繞組的電流為線電流的倍數(shù)，各移相角對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)容量如表2所示。

表2 各移相角對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)容量

3 結(jié)束語(yǔ)

在高壓變頻器的發(fā)展中，移相整流變壓器有重要的應(yīng)用之地。高壓變頻器在變頻節(jié)能、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能以及軟啟動(dòng)節(jié)能等方面有突出的表現(xiàn)，而正是由于移相整流變壓器的發(fā)展才使得高壓變頻器在節(jié)能方面有重要的貢獻(xiàn)。在我國(guó)國(guó)內(nèi)，大容量的移相整流變壓器的制造以及設(shè)計(jì)技術(shù)還是比較欠缺，如何有效的對(duì)大容量移相整流變壓器的研制是目前的當(dāng)務(wù)之急。

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夏鏡翔，男，研究方向?yàn)殡姎饪刂啤?/p>

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