桥式整流电路与双反星整流电路对比系统研究大学设计毕设论文

rectifiertransformers，balancereactor，DCPower 变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。整流变压器的主要用途如下：1.电化学工业2.牵引用直流电源用于矿山或城市电力机车的直流电网。由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载。为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。阻抗比相应的电力变压器大30%左右。3.传动用直流电源主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢电机的电枢和励磁。4.直流输电用这类整流变压器的电压一般在110KV以上，容量在数万千伏安。需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。此外还有电镀用或电加工用直流电源，励磁用直流电源，充电用及静电除尘用直流电源等。应用整流变压器最多的化学行业中，大功率整流装置特点是二次电压低，电流很大，整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压，电流与容量和整流连接方式有关，如常用的三相桥式整流线路，双反星带平衡电抗器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。

1．提高运行可靠性的技术1）提高绝缘性能的技术由于避雷器性能的改进，与其进行绝缘配合的各类试验电压（如雷电与操作波冲击试验电压、工频试验电压和局放试验电压）可得到降低，即试验电压与额定电压的比值可降低。电压等级越高，比值降低越多。因此对于特高压和超高压产而言，更要注意的是设备处于长期最高工作电压下的运行可靠性。因而应以设备长期最高工作电压下的作用场强低于绝缘结构的许用场强作为研发特高压和超压绝缘结构的原则。要十分注意设备长期最高工作电压对绝缘强度的影响。采用局部放电无损探伤的试验方法来考核绝缘结构的可靠性是绝缘技术的发展趋势，因此不但要对特高压、超高压及高压变压器进行局部放电试验，而且对配电变压器也要进行局部放电试验。根据运行经验，能通过局部放电试验的设备往往具有较高的绝缘可靠性。所以控制场强的技术是设计技术的发展趋势，对变压器的安全、可靠运行十分重要。2）提高热性能的技术现在大家关心的是变压器绕组的平均温升，因为在温升试验中可用电阻法测定各个绕组的平均温升。但是绕组平均温升只是一种考核变压器热性能的试验指标，它不代表在各种运行方式下的绕组的实际温升。变压器选用的各种耐热等级的绝缘材料都有热老化寿命的温度指标。以油浸式变压器而言，当绕组热点温度为983)提高耐受机械力性能的技术2.满足环保性能的技术1）运行时的噪声2）附加空载噪声在直流输电系统接地极附近，高压中点接地的变压器中还会有因直流输电单极运行而引起的直流偏磁所产生的附加空载噪声。故运行中应设法消除直流偏磁的影响。3.配套主要组件（1）套管。应具备低介质损耗、低介质增量、低局放、低无线电干扰，少维护等性能。（2）有载调压分接开关。应具备级电压高、开断电流大、能开断接近方波的电流、电寿命与机械寿命长、能连续切换、少维护、能在真空泡内熄弧等性能。（3）金属膨胀式储油柜。应具备已脱氢处理、能语言报警、全密封式、耐负压力等性能。4.节能技术综上所述，随着国内交直流输电系统的发展，国产变压器类设备会向低局放、低损耗、低噪声、低振动及高可靠性方向发展。1、按组成的器件可分为不可控电路、半控电路、全控电路三种。

2、按电路结构可分为零式电路和桥式电路。3、按电网交流输入相数分为单相电路、三相电路和多相电路。4、按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。其中所有半波整流电路都是单拍电路，所有全波整流电路都是双拍电路。5、按控制方式可分为相控式电路和斩波式电路（斩波器）。6、按引出方式的不同分中点引出整流电路，桥式整流电路，带平衡电抗器整流电路，环形整流电路，十二相整流电路。但应用最广泛的还是桥式整流电路和双反星整流电路。三相半波整流电路的装置结构最简单。工作时，电流只通过一个整流臂，每个整流臂上并联的元件数按通过0.577Id来确定。这种电路是研究复杂整流电路的基础。三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联组合。整流器工作时，负载电流依次通过两个整流臂，在一个周波内，负载电流依次通过六个整流臂为三相半波整流电路的两倍，所以使用的元件数也为三相半波整流电路的2倍。然而，三相桥式整流电路所用的变压器，在相同的技术参数条件下，有效材料的消耗量是三相半波整流电路的1/1.29，是双反星带平衡电抗器整流电路的1/1.21。整流电路的选择原则有5条10字，即所谓的“10字原则”。1.能用能用包括两个含义，一个是符合用户提出的基本电量参数；一个是满足当地供电部门关于谐波电流和功率因数的要求。两者缺一则不能用。对于第二个条件。容易被一些制造厂和订购部门忽略，造成设备安装好了而供电部门不让用的后果。2.可靠可靠是指在双方认可的标准规范内，根据这种整流电路选择整流设备有足够的电气稳定、动稳定和无渗漏现象。3.方便方便设计、制造、验收和维护。4.省钱省钱即经济性，这要兼顾购置设备和容量时的一次成本，也要注意到基本用电费和节约能源的长期经济效益。5.好看这是近年来研究的课题。包括整流设备的造型和表面处理，所谓艺术设计。根据以上原则三相半波整流电路只是理论分析的工具。对于三相桥式电路和双反星电路对比便可知道。桥式电路的整流器造价为双反星形电路的1.8倍到2倍左右；而变压器的造价后者为前者的1.2倍左右。变压器的造价为整流的17倍，容量越大，倍数越大。结合硅管反峰电压，当P≤6300KVA时，应优先选用双反星电路。特别是三相五柱式双反星形电路的研制，为它的应用开辟了更广阔的前景。桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。桥式整流电路的工作原理如下：E2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成E2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整流电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成E2、D2Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。整流电路整流电路整流电路整流电路：整流电路同理，其它两相的直流安匝也是互相抵消的，利用绕组的极性相反来消除直流磁势。

在这种并联线路中，两个星形的中点联接着具有电感量为LP的电抗器。这是为了限制交变的环流。当电感量LP足够大，ip就可以减少，就可以使负载电流的分配比较平均。这个电抗器就叫平衡电抗器。在结构上，平均电抗器分成两半，每组整流电路各占有一半。电抗器的两个绕组都绕在同一铁芯上，由于两组共同向负载供电，使这两个绕组的极性形成相反方向，因此直流磁势互相抵消，电抗器的铁芯也就不会产生直流磁化和饱和的问题，因而电抗器的体积就可以做得比较小。反星形整流电路的固有缺点是：当负载电流Id很小时，其外特性较差，如当Id＜Idmin时，特性按图2.4中曲线2变化。这样的外特性在使用中应尽量避开，不使负载电流小于规定的最小值。为了缩小这个范围，就要求平衡电抗器的激磁电流尽量地小，为此应加大LP的数值，一般设计还是按Idmin为其负载电流额定值的1%～2%计算。整流电路：整流电路若相数越多，节约的硅钢片数量就更可观了。平衡电抗器式半波并联整流电路，由于要设置平衡电抗器，同时又要尽量降低制造成本，所以整流变压器的外观造型就很难满足艺术设计要求。现在三相五柱式半波并联整流电路取消了平衡电抗器