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行業(yè)新聞

什么是隔離變壓器?介紹其工作原理和特點

2022-01-25

  隔離變壓器是整流設備的電源變壓器。整流設備的特點是一次側(cè)輸入電流,二次側(cè)通過整流器后輸出DC。隔離變壓器與普通變壓器原理相同。變壓器是根據(jù)電磁感應原理制造的一種轉(zhuǎn)換交流電壓的設備。通常,變壓器有兩個獨立的繞組,初級繞組和次級繞組,它們共用一個鐵芯。變壓器的初級繞組與交流電源相連,交流電在繞組中流動產(chǎn)生磁勢,因此閉合鐵芯中有交變磁通。當初級和次級繞組切斷磁力線時,在次級中可以感應出相同頻率的交流電。變壓器初級和次級繞組的匝數(shù)比等于電壓比。

  功能

  1.這是整流器系統(tǒng)的合適電壓,

  2.是為了減少整流系統(tǒng)引起的波形失真對電網(wǎng)的污染。

  主要用途簡介

  隔離變壓器是整流設備的電源變壓器。整流設備的特點是一次側(cè)輸入交流,二次側(cè)經(jīng)過整流器后輸出DC。變流器是整流、逆流、變頻三種工作方式的總稱,其中整流是應用zui廣泛的一種。用作整流器電源的變壓器稱為隔離變壓器。大多數(shù)工業(yè)整流DC電源是通過隔離變壓器和整流設備從交流電網(wǎng)獲得的。

  電化工業(yè)

  這是隔離變壓器應用zui多的行業(yè),電解有色金屬化合物生產(chǎn)鋁、鎂、銅等金屬;電解鹽生產(chǎn)氯堿;電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣。

  牽引用DC電源

  礦井或城市電力機車直流網(wǎng)絡。由于閥側(cè)接架空線,短路故障多,DC負荷變化大,電力機車啟動頻繁,造成不同程度的短期過載。因此,這種變壓器的溫升個點限和電流密度都很低。阻抗比相應的電力變壓器大30個點左右。

  驅(qū)動DC電源

  主要用于為DC電機的電驅(qū)動供電,如軋機的電樞和勵磁。(4)DC輸電隔離變壓器電壓一般在110千伏以上,容量上萬千伏安。特別注意交流和DC對地絕緣的疊加。此外,還有用于電鍍或電加工的DC電源、用于勵磁的DC電源、用于充電和靜電除塵的DC電源等。

  原因

  在隔離變壓器應用zui廣泛的化工行業(yè),大功率整流器件也是二次電壓低,電流大,所以在很多方面都和電爐變壓器類似,也就是上面提到的結(jié)構(gòu)特點,隔離變壓器也是可用的。隔離變壓器zui大的特點是二次電流不是正弦交流電。由于后續(xù)整流元件的單向?qū)ㄌ匦?,各相線不再與負載電流同時流動,而是由軟電流導通。單向脈動電流由濾波裝置轉(zhuǎn)換成直流電。隔離變壓器的二次電壓和電流不僅與容量連接組有關,如常用的三相橋式整流電路、帶平衡電抗器的整流電路以及相同DC輸出電壓和電流所需的隔離變壓器的二次電壓和。

  由于隔離變壓器繞組電流是非正弦的,含有很多高次諧波,為了減少諧波對電網(wǎng)的污染,提高功率因數(shù),需要增加整流設備的脈沖數(shù),可以通過移相來解決。移相的目的是在同名的隔離變壓器次級繞組端線電壓之間進行移相。

  zui簡單的相移方法

  zui簡單的移相方法是在二次側(cè)使用兩個按數(shù)量和角度連接的繞組,這樣可以使整流爐中的脈沖波數(shù)量翻倍。

  10kv干式隔離變壓器對于大功率整流設備來說,脈沖波的數(shù)量也很大,脈沖波的數(shù)量為18、24、36等應用日益增多,因此需要在隔離變壓器的一次側(cè)設置一個移相繞組進行移相。移相繞組與主繞組的連接有三種方式,即鋸齒形線、六邊形和擴展三角形。

  電化學行業(yè)使用的隔離變壓器調(diào)壓范圍比電爐變壓器大得多。對于化學鹽電解,隔離變壓器的電壓調(diào)節(jié)范圍通常為56個點-105個點,對于鋁電解,通常為5個點-105個點。常見的調(diào)壓方式有變磁通調(diào)壓、串聯(lián)變壓器調(diào)壓和電爐變壓器等自耦變壓器調(diào)壓。此外,由于整流元件的特性,硅整流元件的相角可以在整流爐的閥側(cè)直接控制,整流電壓的平均值可以平滑調(diào)節(jié)。這種調(diào)壓方法稱為相控調(diào)壓。實現(xiàn)相控調(diào)壓,一是采用晶體閥管,二是采用自飽和電抗器,基本由一個鐵芯和兩個繞組組成,三是工作繞組,串聯(lián)在隔離變壓器二次繞組和整流器之間,流經(jīng)負載電流;另一個是DC控制繞組,由另一個DC電源提供DC電流。其主要原理是利用鐵磁材料的非線性變化,使工作繞組的電抗值發(fā)生較大變化。通過調(diào)節(jié)DC控制電流,可以調(diào)節(jié)相位控制角α,從而調(diào)節(jié)平均整流電壓。

  合適的整流電路

  常用的整流電路有單相半波、單相全波、三相半波、三相全波(Y或δ)橋、三相之字形(Zo)、六相Y形(中點連接)、六相叉形(之字形)、六相Y形并聯(lián)橋(帶平衡電抗器)、六相δY形串聯(lián)橋、帶平衡電抗器的十二相四之字形橋、六相Y形或DC電流可達25KA,DC電壓范圍從幾十伏到幾百伏閥側(cè)常采用同相反并聯(lián)方式。

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