Trasformatori raddrizzatori

Nel circuito degli avvolgimenti secondari dei trasformatori operanti sugli impianti raddrizzatori sono collegate elettrovalvole che fanno passare la corrente in una sola direzione.

Il funzionamento del trasformatore insieme ai dispositivi valvolari ha le sue caratteristiche:

1) la forma delle correnti nelle bobine è non sinusoidale,

2) in alcuni circuiti di rettifica viene eseguita un'ulteriore magnetizzazione del nucleo del trasformatore,

La comparsa di correnti armoniche più elevate nelle curve si verifica per i seguenti motivi:

1) le valvole incluse nei circuiti delle singole fasi della corrente dell'avvolgimento secondario passano solo per una parte del periodo,

2) sul lato CC del convertitore è solitamente inclusa una bobina di livellamento con un'induttanza significativa, in cui le correnti negli avvolgimenti del trasformatore hanno una forma vicina al rettangolare.

Correnti armoniche superiori provocano ulteriori perdite negli avvolgimenti e nel circuito magnetico, pertanto, per evitare surriscaldamenti, sono costrette ad aumentare l'ingombro e il peso dei trasformatori nei circuiti raddrizzatori.

L'ulteriore magnetizzazione del nucleo del trasformatore viene ottenuta utilizzando circuiti di rettifica a semionda.

In un circuito raddrizzatore a semionda monofase, la corrente secondaria i2 è pulsante e ha due componenti: una iq costante e una ibanda variabile:

i2 = id + ipay

La componente DC dipende dai valori della tensione raddrizzata Ud e del carico Zn.

Il suo valore effettivo è determinato dall'espressione:

Azd = √2Ud / πZn

Pertanto, l'equazione per l'equilibrio delle forze magnetomotrici può essere scritta nella seguente forma:

i1W1 + iW2 + iW2 = i0W1

In questa espressione, tutti i componenti sono quantità variabili, ad eccezione di iW2. Questo significa che quest'ultimo non può essere trasformato nel primario (il trasformatore DC non funziona) e quindi non può essere bilanciato. Pertanto, MDS idW2 crea un flusso magnetico aggiuntivo nel circuito magnetico, che viene chiamato flusso di magnetizzazione forzata... Per evitare che questo flusso provochi una saturazione inaccettabile del sistema magnetico, la dimensione del circuito magnetico viene aumentata.

Per compensare la magnetizzazione forzata nei circuiti raddrizzatori a semionda, viene utilizzato uno schema di connessione della bobina Y/Zn o bobine di compensazione. Il principio della compensazione del flusso di magnetizzazione forzata è simile alla compensazione del flusso a sequenza zero.

Va notato che nei circuiti di rettifica a onda intera, quando la corrente nel circuito secondario viene creata durante entrambi i semicicli, non vi è alcun flusso di magnetizzazione forzata aggiuntivo.

Pertanto, a causa della presenza di correnti armoniche più elevate e di flusso di magnetizzazione forzata, i trasformatori nelle installazioni di raddrizzatori sono più grandi dei trasformatori convenzionali e quindi più costosi. A causa del fatto che le correnti primarie e secondarie del trasformatore non sono le stesse, anche la potenza calcolata degli avvolgimenti non è la stessa. Pertanto, viene introdotto il concetto tipico di potenza Stip:

Punta = (S1n + S2n) / 2,

dove S1n e S2n — potenza nominale degli avvolgimenti primari e secondari, kV -A.

Poiché la potenza di uscita Pd: Pd = UdAzd non è uguale a quella tipica, l'utilizzo del trasformatore è caratterizzato anche dal fattore di potenza tipico Ktyp:

Ktyp = Styp / Rd.

La potenza tipica del trasformatore è sempre superiore alla sua potenza Az2 > Azq e U2 > Ud

Comportamento U2/ Ud = Kil cosiddetto fattore di correzione. Quando si sceglie uno schema di correzione, è necessario conoscere i valori di Ki e Ktyp. La tabella mostra i loro valori per gli schemi di correzione più comuni.

Circuiti raddrizzatori Ku Ktyp Monofase semionda 2,22 3,09 Monofase onda intera ponte 1,11 1,23 Monofase onda intera con terminale di zero 1,11 1,48 Trifase semionda 0,855 1,345 Trifase onda intera 0,427 1,05