В цепи вторичных обмоток трансформаторов, работающих на выпрямительные установки, включены электронные вентили, пропускающие ток исключительно в одном направлении.

Работа трансформатора вместе с вентильными устройствами имеет свои особенности:

1) форма кривых токов в обмотках несинусоидальная,

2) при неких схемах выпрямления имеет место дополнительное подмагничивание сердечника трансформатора,

Появление высших гармонических в кривых токов происходит по последующим причинам:

1) вентили, включенные в цепи отдельных фаз вторичной обмотки, пропускают ток исключительно в течение части периода,

2) на стороне неизменного тока преобразователя обычно включают сглаживающий дроссель значимой индуктивности, при котором токи в обмотках трансформатора имеют форму, близкую к прямоугольной.

Высшие гармонические токов вызывают дополнительные утраты в обмотках и магнитопроводе, потому во избежание перегрева обязаны наращивать габаритные размеры и массу трансформаторов в схемах выпрямления.

Дополнительное подмагничивание сердечника трансформатора имеет место при использовании однополупериодных схем выпрямления.

В однофазовой однополупериодной схеме выпрямления ток вторичной обмотки i2 пульсирующий и имеет две составляющие: постоянную iд и переменную iпер:

i2 = iд + iпер

Неизменная составляющая находится в зависимости от значений выпрямленного напряжения Uд и нагрузки Zn.

Действующее значение ее определяется из выражения:

Iд = √2Uд / πZn

Таким макаром, уравнение равновесия магнитодвижущих сил можно записать в последующем виде:

i1W1 + iдW2 + iперW2 = i0W1

В этом выражении все составляющие являются переменными величинами не считая iдW2. А это значит, что последняя не может трансформироваться в первичную обмотку (трансформатор на неизменном токе не работает) и, как следует, не может быть уравновешена. Потому МДС iдW2 делает в магнитопроводе дополнительный магнитный поток, который именуют потоком принужденного намагничивания. Для того чтоб этот поток не вызвал недопустимого насыщения магнитной системы, наращивают размеры магнитопровода.

Для компенсации принужденного намагничивания в однополупериодных схемах выпрямления употребляют схему соединения обмоток Y/Zн либо компенсационные обмотки. Принцип компенсации потоков принужденного намагничивания аналогичен компенсации потоков нулевой последовательности.

Необходимо подчеркнуть, что в двухполупериодных схемах выпрямления, когда ток во вторичной цепи создается в течение обоих полупериодов, дополнительного потока принужденного намагничивания не появляется.

Таким макаром, из-за наличия высших гармонических токов и потока принужденного намагничивания трансформаторы в выпрямительных установках имеют размеры огромные, чем обыденные трансформаторы, и, как следует, огромную цена. В связи с тем, что первичный и вторичный токи трансформатора неодинаковы, неодинаковы и расчетные мощности обмоток. Потому вводится понятие типовой мощности Sтип:

Sтип = (S1н + S2н) / 2,

где S1н и S2н — номинальные мощности первичной и вторичной обмоток, кВ-А.

Потому что выходная мощность Рд: Рд = UдIд не равна типовой, внедрение трансформатора характеризуется также коэффициентом типовой мощности Ктип:

Ктип = Sтип/Рд.

Типовая мощность трансформатора всегда больше его выходной I2 >Iд и U2 >Uд

Отношение U2/Uд = Кu именуется коэффициентом выпрямления. При выборе схемы выпрямления следует знать значения Ки и Ктип. В таблице приведены их значения для более всераспространенных схем выпрямления.

Школа для электрика