【文章內容簡介】 。a與a′繞在同一個鐵芯上，其極性相反，或者說電壓的相位差180176。同樣b與b′同繞在一個鐵芯柱上，c與c′同繞在一個鐵芯柱上，故得名雙反星形電路。　　設兩組的控制角α=0，兩組整流電壓。在圖中，兩組相電壓在相位上差180176。，因而兩組相電流在相位上也差180176。，它們的高度相等，都是1/2Id，以a相而言，相電流i0與i′0出現(xiàn)的時刻雖然不同，但是它們的平均值都是1/3(1/2Id)=1/6Id，既然平均電流相等而繞組的極性是相反的，因此直流安匝互相抵消?！‰p反星形整流電路同理，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?！ˇ?0176。時電流電壓波形在這種并聯(lián)線路中，兩個星形的中點聯(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。當電感量LP足夠大，ip就可以減少，就可以使負載電流的分配比較平均。這個電抗器就叫平衡電抗器。在結構上，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是：當負載電流Id很小時，其外特性較差，如當Id＜Idmin時。這樣的外特性在使用中應盡量避開，不使負載電流小于規(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，為此應加大LP的數(shù)值，一般設計還是按Idmin為其負載電流額定值的1%～2%計算?！‰p反星形整流電路外特性雙反星形整流電路的特點是：　　(1) 兩相三相半波電路雙反星形并聯(lián)工作，得到的整流電壓波形與六相整流的波形一樣，所以整流電壓的脈動情況比三相半波小得多?！　?2) 同時有兩相導電，變壓器磁路平衡，不存在直流磁化問題 ?！　?3) 與六相半波整流電路相比，變壓器次級繞組的利用率提高了一倍，所以變壓器的設備容量比六相半波整流時要小。　　(4) 每一整流元件承擔負載電流Id的50%，當負載電流為Id時，整流元件流過電流的有效值(電感性負載時)，所以與其它整流電路相比，提高了整流元件的承受負載能力。 選擇理由根據設計要求所給數(shù)據：該課題要求以寧波金田冶煉有限公司電解凈化用的整流電源為例：技術要求，交流進線電壓10KV，3相，50HZ， V到82V，直流輸出電流11700A，采用變壓器有載粗調可控硅細調方式。整流變壓器容量計算在控制角α=0176。和不考慮電網電壓波動的情況下，見公式()Ud==82= () 因此可以方便的建立起變壓器容量和整流功率之間的關系式：整流功率，見公式()Pd= 1 122 498W ()P==1 414 347W () P==1 178 () P==1 661 () 從壓降方面考慮：由于橋式和雙反星都帶整流二級管，并且橋式正常工作時有2個二級管同時導通，而雙反星卻只有一個，因此可知橋式整流電路的壓降是雙反星整流電路的2倍。1. 從效率方面考慮：效率== ():　 ,。綜合上述:可知選擇雙反星整流電路在各個方面都很合適。3 三相五柱式整流變壓器的概述 引言在眾多整流電路中，雙反星形帶平衡電抗器的整流電路裝置結構簡單、需要冷卻的功率數(shù)較低，使用且價格低廉，然而，整流裝置的這一優(yōu)勢卻帶來了變壓器的復雜性，歸根到底就是由于平衡電抗器的存在。平衡電抗器設置在變壓器的外部，增加的土建面積，不僅對老廠改造有困難，就是新建工廠，一般也是不可取的。若設置在變壓器的內部，不僅增加了變壓器的造價，而且大大增加了設備的制造難度，使產品的可靠性受到了影響。將平衡電抗器取消，又可達到兩組三相半波整流電路順利實現(xiàn)并聯(lián)工作的目的，因此才用三相五柱鐵心的整流變壓器。三相五柱鐵心在一次繞組連接成星形，二次繞組聯(lián)結成雙反星形的整流電路中，可以取消平衡電抗器，這只是五柱鐵心的主要用途之一。它除了象巨型電力變壓器那樣具有降低運輸高度的作用外，還有一主要用途，就是無論在雙反星形并聯(lián)整流電路中，還是在橋式整流電路中，都可以為分相調壓產生的零序磁通提供回路。 三相五柱式整流變壓器的定義 一種雙反星不帶平衡電抗器的可控整流裝置，主要由整流變壓器、可控的硅整流設備組成，其中整流變壓器的一次側為三相星形接線，二次側為六相星形中性點引出接線，整流變壓器的磁路選用三相五柱式鐵芯或三相殼式鐵芯，可控器件可接在整流變壓器的二次側或一次側。 三相五柱式整流變壓器的功能特點及應用 三相五柱式整流變壓器的功能特點可以為分相調壓產生的零序磁通提供回路，改善了輸出電能的質量。與現(xiàn)有技術比，該裝置具有結構簡單，適用范圍廣，成本低的特點，可在冶金、化工等行業(yè)作為可控直流電源，周期反向電解直流電源及其它可控周期斷續(xù)供電直流電源應用。 三相五柱式整流變壓器的應用 額定容量30～2500KVA，電壓等級35KV，用于雙反星形的整流電路中，可以取消平衡電抗器和減少調壓電流沖擊，且可降低運輸高度。適用于安裝場地受限制的變壓器或應用于雙反星形的整流系統(tǒng)。 三相五柱式整流變壓器物理本質雙反星整流電路，一次繞組必須聯(lián)結成星形。當電源給一次繞組勵磁時，該電流在鐵心內產生一個交變磁通。當二次側繞組空載時，二次繞組的感應電勢波形和一次繞組類似，在理想狀況下，都是m相標準的正弦波形。當二次繞組有負載的時候，由于硅二極管的反向阻斷作用，使一次繞組和二次繞組的感應電流共同產生的交變磁通，除了基波外，既包括了三相對稱的高次諧波，也包括三相相位相同3倍頻的高次諧波。三相對稱的諧波磁通可以在三個心柱內自成回路，他們的向量和為零。而三相相位相同3倍頻的諧波卻不能在三個心柱式鐵心內通過。對于三柱式鐵心只能以結構件和箱壁構成回路，對于五柱式鐵心，則可以通過旁軛構成回路。當二次側繞組電位最高，電位其次時，二次繞組感應電流在理想情況下為矩形波。中三倍頻諧波成分產生的三倍頻諧波磁通對產生的主磁通起去磁作用。其對應的感應電壓關系是，主磁通在各個繞組中感應的電壓分別是、和，電位最高的是，而卻產生一個反電勢Δe，他起到降低、點電位，抬高、點電位的效果，使點和點的電位分別變?yōu)棣和+Δe。由于二次繞組聯(lián)結成星形沒有三倍頻諧波電流的通路，不可能在一次繞組中產生三倍頻諧波電流1去平衡二次繞組中的三倍頻諧波電流2，因此，即使在負載電流較小的情況下，從分解出來的也可以產生足夠的，使其感應電壓Δe滿足等式Δe=+Δe的需要，達到整流臂和并聯(lián)運行的目的。同理，和，和，和，和依次同時導通。因此，三相五柱鐵心也和平衡電抗器一樣，能夠使兩個三相半波整流電路并聯(lián)運行。三相五柱式雙反星形并聯(lián)整流電路，不僅在理論上成立，在實際上也是可行的。 三相五柱式整流變壓器的數(shù)學論證三相五柱式半波并聯(lián)電路整流電壓瞬間時的表達式：假設為正星形的輸出電壓，為反星形的輸出電壓，/2為3倍頻諧波磁通在二次繞組中感應的3倍頻諧波電壓，為正星形和反星形的輸出電壓的平均值。由于正星形的輸出電壓的相數(shù)均為3，故可將m=3,n=3k,代入整流電壓瞬時值的公式（=（1））可以得出，可見公式()。=（1） ()如果不考慮三次諧波并聯(lián)的功能，當正星形某一相到達最大值時，反星形中即將導通則落后60度電角度到達最大值，由此得出，可見公式()。=（1）= [1…] () 經過變化可以得出三倍頻諧波電壓，見公式（）。 = （++…） () 當正星形中的二次繞組電位最高，反星形中的二次繞組的電位其次，由于繞組中的與三倍頻諧波電流對應的三倍頻諧波電壓的作用，使得正星形的整流電壓降低到，反星形的整流電壓降低到，即見公式()和()。= ()=+ () 比較（3）、（4）兩個式子可知，由于三倍頻諧波電壓的作用，正反星形整流電壓和不僅平均值相等，而且瞬時值也相等。這個就從數(shù)學上也證明了三相五柱式鐵心完全可以取代平衡電抗器，達到使兩組三相半波整流電路并聯(lián)工作的目的。這時對應的整流電壓值，在數(shù)值上等于和的平均值，也等于和的平均值，即見公式（）。=（+）=（+）= [1…] () 三相五柱式半波并聯(lián)整流電路無論從定性上，還是從定量上都說明了完全可以起到平衡電抗器式半波并聯(lián)整流電路的作用。 與帶平衡電抗器整流變壓器整流電路的性能比較 三相帶平衡電抗器整流變壓器整流電路的原理帶平衡電抗器的雙反星形晶閘管整流電路：整流變壓器的次級每相有兩個相同匝數(shù)的繞組，分別接成兩組三相半波整流電路，即a、b、c一組和a′、b′、c′一組。a與a′繞在同一個鐵芯上，其極性相反，或者說電壓的相位差180176。同樣b與b′同繞在一個鐵芯柱上，c與c′同繞在一個鐵芯柱上，故得名雙反星形電路。　　設兩組的控制角α=0，兩組整流電壓，電流波形如圖2所示。在圖中，兩組相電壓在相位上差180176。，因而兩組相電流在相位上也差180176。，它們的高度相等，都是1/2Id，以a相而言，相電流i0與i′0出現(xiàn)的時刻雖然不同，但是它們的平均值都是1/3(1/2Id)=1/6Id，既然平均電流相等而繞組的極性是相反的，因此直流安匝互相抵消。 可靠性方面在平衡電抗器式半波并聯(lián)整流電路（即雙反星形帶平衡電抗器并聯(lián)整流電路）的整流變壓器中，由于平衡電抗器的存在，不僅造成低壓母排走向復雜，同時造成若干個低壓高場強的危險點，而且眾多的難于操作和檢查的螺栓緊固處，很容易形成接觸不良而造成局部過熱，甚至接弧。而采用三相五柱半波整流電路的整流變壓器，結構明顯簡化，從而提高了產品的可靠性。 工藝方面帶平衡電抗器的兩組導線的導電時間完全相同，電流的方向正好相反，如果不慎，或者分不清、不加分析就將這一對母排穿過同一個平