橋式整流電路與雙反星整流電路對比系統(tǒng)研究大學(xué)設(shè)計畢設(shè)論文

rectifiertransformers，balancereactor，DCPower 變流是整流、逆流和變頻三種工作方式的總稱，整流是其中應(yīng)用最廣泛的一種。作為整流裝置電源用的變壓器稱為整流變壓器。工業(yè)用的整流直流電源大部分都是由交流電網(wǎng)通過整流變壓器與整流設(shè)備而得到的。整流變壓器的主要用途如下：1.電化學(xué)工業(yè)2.牽引用直流電源用于礦山或城市電力機(jī)車的直流電網(wǎng)。由于閥側(cè)接架空線，短路故障較多，直流負(fù)載變化輻度大，電機(jī)車經(jīng)常起動，造成不同程度的短時過載。為此這類變壓器的溫升限值和電流密度均取得較低。阻抗比相應(yīng)的電力變壓器大30%左右。3.傳動用直流電源主要用來為電力傳動中的直流電機(jī)供電，如軋鋼電機(jī)的電樞和勵磁。4.直流輸電用這類整流變壓器的電壓一般在110KV以上，容量在數(shù)萬千伏安。需特別注意對地絕緣的交、直流疊加問題。此外還有電鍍用或電加工用直流電源，勵磁用直流電源，充電用及靜電除塵用直流電源等。應(yīng)用整流變壓器最多的化學(xué)行業(yè)中，大功率整流裝置特點(diǎn)是二次電壓低，電流很大，整流變壓器最大的特點(diǎn)是二次電流不是正弦交流了，由于后續(xù)整流元件的單向?qū)ㄌ卣鳎瑔畏较虻拿}動電流經(jīng)濾波裝置變?yōu)橹绷麟?，整流變壓器的二次電壓，電流與容量和整流連接方式有關(guān)，如常用的三相橋式整流線路，雙反星帶平衡電抗器的整流線路，對于同樣的直流輸出電壓、電流所需的整流變壓器的二次電壓和電流卻不相同，因此整流變壓器的參數(shù)計算是以整流線路為前提的，一般參數(shù)計算都是從二次側(cè)開始向一次側(cè)推算的。

1．提高運(yùn)行可靠性的技術(shù)1）提高絕緣性能的技術(shù)由于避雷器性能的改進(jìn)，與其進(jìn)行絕緣配合的各類試驗電壓（如雷電與操作波沖擊試驗電壓、工頻試驗電壓和局放試驗電壓）可得到降低，即試驗電壓與額定電壓的比值可降低。電壓等級越高，比值降低越多。因此對于特高壓和超高壓產(chǎn)而言，更要注意的是設(shè)備處于長期最高工作電壓下的運(yùn)行可靠性。因而應(yīng)以設(shè)備長期最高工作電壓下的作用場強(qiáng)低于絕緣結(jié)構(gòu)的許用場強(qiáng)作為研發(fā)特高壓和超壓絕緣結(jié)構(gòu)的原則。要十分注意設(shè)備長期最高工作電壓對絕緣強(qiáng)度的影響。采用局部放電無損探傷的試驗方法來考核絕緣結(jié)構(gòu)的可靠性是絕緣技術(shù)的發(fā)展趨勢，因此不但要對特高壓、超高壓及高壓變壓器進(jìn)行局部放電試驗，而且對配電變壓器也要進(jìn)行局部放電試驗。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗，能通過局部放電試驗的設(shè)備往往具有較高的絕緣可靠性。所以控制場強(qiáng)的技術(shù)是設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢，對變壓器的安全、可靠運(yùn)行十分重要。2）提高熱性能的技術(shù)現(xiàn)在大家關(guān)心的是變壓器繞組的平均溫升，因為在溫升試驗中可用電阻法測定各個繞組的平均溫升。但是繞組平均溫升只是一種考核變壓器熱性能的試驗指標(biāo)，它不代表在各種運(yùn)行方式下的繞組的實際溫升。變壓器選用的各種耐熱等級的絕緣材料都有熱老化壽命的溫度指標(biāo)。以油浸式變壓器而言，當(dāng)繞組熱點(diǎn)溫度為983)提高耐受機(jī)械力性能的技術(shù)2.滿足環(huán)保性能的技術(shù)1）運(yùn)行時的噪聲2）附加空載噪聲在直流輸電系統(tǒng)接地極附近，高壓中點(diǎn)接地的變壓器中還會有因直流輸電單極運(yùn)行而引起的直流偏磁所產(chǎn)生的附加空載噪聲。故運(yùn)行中應(yīng)設(shè)法消除直流偏磁的影響。3.配套主要組件（1）套管。應(yīng)具備低介質(zhì)損耗、低介質(zhì)增量、低局放、低無線電干擾，少維護(hù)等性能。（2）有載調(diào)壓分接開關(guān)。應(yīng)具備級電壓高、開斷電流大、能開斷接近方波的電流、電壽命與機(jī)械壽命長、能連續(xù)切換、少維護(hù)、能在真空泡內(nèi)熄弧等性能。（3）金屬膨脹式儲油柜。應(yīng)具備已脫氫處理、能語言報警、全密封式、耐負(fù)壓力等性能。4.節(jié)能技術(shù)綜上所述，隨著國內(nèi)交直流輸電系統(tǒng)的發(fā)展，國產(chǎn)變壓器類設(shè)備會向低局放、低損耗、低噪聲、低振動及高可靠性方向發(fā)展。1、按組成的器件可分為不可控電路、半控電路、全控電路三種。

2、按電路結(jié)構(gòu)可分為零式電路和橋式電路。3、按電網(wǎng)交流輸入相數(shù)分為單相電路、三相電路和多相電路。4、按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。其中所有半波整流電路都是單拍電路，所有全波整流電路都是雙拍電路。5、按控制方式可分為相控式電路和斬波式電路（斬波器）。6、按引出方式的不同分中點(diǎn)引出整流電路，橋式整流電路，帶平衡電抗器整流電路，環(huán)形整流電路，十二相整流電路。但應(yīng)用最廣泛的還是橋式整流電路和雙反星整流電路。三相半波整流電路的裝置結(jié)構(gòu)最簡單。工作時，電流只通過一個整流臂，每個整流臂上并聯(lián)的元件數(shù)按通過0.577Id來確定。這種電路是研究復(fù)雜整流電路的基礎(chǔ)。三相橋式整流電路是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)組合。整流器工作時，負(fù)載電流依次通過兩個整流臂，在一個周波內(nèi)，負(fù)載電流依次通過六個整流臂為三相半波整流電路的兩倍，所以使用的元件數(shù)也為三相半波整流電路的2倍。然而，三相橋式整流電路所用的變壓器，在相同的技術(shù)參數(shù)條件下，有效材料的消耗量是三相半波整流電路的1/1.29，是雙反星帶平衡電抗器整流電路的1/1.21。整流電路的選擇原則有5條10字，即所謂的“10字原則”。1.能用能用包括兩個含義，一個是符合用戶提出的基本電量參數(shù)；一個是滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T關(guān)于諧波電流和功率因數(shù)的要求。兩者缺一則不能用。對于第二個條件。容易被一些制造廠和訂購部門忽略，造成設(shè)備安裝好了而供電部門不讓用的后果。2.可靠可靠是指在雙方認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)，根據(jù)這種整流電路選擇整流設(shè)備有足夠的電氣穩(wěn)定、動穩(wěn)定和無滲漏現(xiàn)象。3.方便方便設(shè)計、制造、驗收和維護(hù)。4.省錢省錢即經(jīng)濟(jì)性，這要兼顧購置設(shè)備和容量時的一次成本，也要注意到基本用電費(fèi)和節(jié)約能源的長期經(jīng)濟(jì)效益。5.好看這是近年來研究的課題。包括整流設(shè)備的造型和表面處理，所謂藝術(shù)設(shè)計。根據(jù)以上原則三相半波整流電路只是理論分析的工具。對于三相橋式電路和雙反星電路對比便可知道。橋式電路的整流器造價為雙反星形電路的1.8倍到2倍左右；而變壓器的造價后者為前者的1.2倍左右。變壓器的造價為整流的17倍，容量越大，倍數(shù)越大。結(jié)合硅管反峰電壓，當(dāng)P≤6300KVA時，應(yīng)優(yōu)先選用雙反星電路。特別是三相五柱式雙反星形電路的研制，為它的應(yīng)用開辟了更廣闊的前景。橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成"橋"式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。橋式整流電路的工作原理如下：E2為正半周時，對D1、D3和方向電壓，Dl，D3導(dǎo)通；對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成E2、Dl、Rfz、D3通電回路，在Rfz，上形成上正下負(fù)的半波整流電壓，E2為負(fù)半周時，對D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成E2、D2Rfz、D4通電回路，同樣在Rfz上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。整流電路整流電路整流電路整流電路：整流電路同理，其它兩相的直流安匝也是互相抵消的，利用繞組的極性相反來消除直流磁勢。

在這種并聯(lián)線路中，兩個星形的中點(diǎn)聯(lián)接著具有電感量為LP的電抗器。這是為了限制交變的環(huán)流。當(dāng)電感量LP足夠大，ip就可以減少，就可以使負(fù)載電流的分配比較平均。這個電抗器就叫平衡電抗器。在結(jié)構(gòu)上，平均電抗器分成兩半，每組整流電路各占有一半。電抗器的兩個繞組都繞在同一鐵芯上，由于兩組共同向負(fù)載供電，使這兩個繞組的極性形成相反方向，因此直流磁勢互相抵消，電抗器的鐵芯也就不會產(chǎn)生直流磁化和飽和的問題，因而電抗器的體積就可以做得比較小。反星形整流電路的固有缺點(diǎn)是：當(dāng)負(fù)載電流Id很小時，其外特性較差，如當(dāng)Id＜Idmin時，特性按圖2.4中曲線2變化。這樣的外特性在使用中應(yīng)盡量避開，不使負(fù)載電流小于規(guī)定的最小值。為了縮小這個范圍，就要求平衡電抗器的激磁電流盡量地小，為此應(yīng)加大LP的數(shù)值，一般設(shè)計還是按Idmin為其負(fù)載電流額定值的1%～2%計算。整流電路：整流電路若相數(shù)越多，節(jié)約的硅鋼片數(shù)量就更可觀了。平衡電抗器式半波并聯(lián)整流電路，由于要設(shè)置平衡電抗器，同時又要盡量降低制造成本，所以整流變壓器的外觀造型就很難滿足藝術(shù)設(shè)計要求。現(xiàn)在三相五柱式半波并聯(lián)整流電路取消了平衡電抗器