論移相整流變壓器的應用與發展

夏鏡翔

（順特電氣設備有限公司 廣東 佛山 528300）

論移相整流變壓器的應用與發展

夏鏡翔

（順特電氣設備有限公司 廣東 佛山 528300）

近年來，高壓變頻技術越來越完善，移相整流變在變頻調速等方面的應用逐漸提高。本文從移相整流變出發，研究了移相整流變壓器在高壓變頻器中應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用與發展問題。

高壓變頻；移相整流變；變頻調速

0 引言

隨著整流裝置的功率不斷提升，舊的整流裝置無論是在抑制干擾還是提升容量來說都不能保證良好的效果，而且隨著國家相繼出臺了一系列節能減排的措施，堅持走可持續發展電力事業發展的重要根本思想，而高壓電機在節能減排方面有很大的發掘潛力，為此，大力發展移相整流變壓器不僅有利于技術方面的革新，還極大的響應了國家政策，對于實現節能減排有重要的現實意義。

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換為直流電，是一種應用廣泛的變壓裝置。由于現在直流調速還存在于對起動轉矩以及調速性能要求高的電解鋁、礦山造紙等行業，而這些所用不同電壓等級的直流電基本上都是通過移相整流變壓器整流得來，為此非常有必要對移相整流變進行系統的研究。移相整流變壓器在電力設備中最主要的應用就是應用于高壓變頻器，使得高壓變頻器能夠實現多重化輸入以及有效的減少輸入諧波。從高壓側變頻器的結構組成來看，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援建串聯方式，實現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、升壓變三種。

結構，高-低-高型高壓變頻器工作基本原理是：首先，電網輸入的交流電，經過降壓變降到低壓變頻器輸入端電壓，經變頻器變頻之后，經過升壓變將電壓等級升高后供各負載使用。

從以上兩種不同形式的變頻器來看，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，應用較為局限，而高-低-高型高壓變頻器來看，這種變頻器的應用相對廣泛，技術也比較成熟，不過效率不高，而且對電網有一定的諧波危害。

總的來看，移相整流變壓器的主要作用可以總結為：（1）對于輸入諧波的危害，采用原邊與副邊的電壓相位轉移的方式，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現與電網的電器隔離；（3）在效果方面，可以得到所需要的電壓等級以及波形。移相整流變壓器在高壓變頻器中的應用，使得高壓變頻器在高壓電機等用電得到明顯的改善，對于國家建設以及發展做出一定的貢獻。

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實現輸入測諧波的降低。通過移相方式的不同，主要對延邊三角形這種方式進行系統的分析。在高壓變頻器中采用延邊三角形移相整流變壓器的聯結方式采用接線如下：（1）初級繞組接線方式：Y接法，中性點引出；（2）次級繞組接線方式：延邊三角形移相，共27組，每9組構成一塊，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。

表1 移相整流變壓器的移相參數分析

延邊三角形電壓計算如下：

1）移相整流變壓器延邊三角形接法電壓關系

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系

IY=√3 ID

變壓器的初級（網側）和次級（閥側）要保持磁勢平衡：I1N1-I2N2=0

I1=（各次級和輔助繞組安匝之和）/N1

為抵消次級（閥側）匝數的增加，初級（網側）電流相應增加，反應到結構容量的增大。

3）移相整流變壓器延邊三角形接法容量關系

一次繞組的結構容量與移相角的關系

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，各移相角對應的結構容量如表2所示。

表2 各移相角對應的結構容量

3 結束語

在高壓變頻器的發展中，移相整流變壓器有重要的應用之地。高壓變頻器在變頻節能、功率因數補償節能以及軟啟動節能等方面有突出的表現，而正是由于移相整流變壓器的發展才使得高壓變頻器在節能方面有重要的貢獻。在我國國內，大容量的移相整流變壓器的制造以及設計技術還是比較欠缺，如何有效的對大容量移相整流變壓器的研制是目前的當務之急。

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夏鏡翔，男，研究方向為電氣控制。

王洪澤］