【正文】 6 低壓輻向 2 445 相間絕緣 20 鐵心柱中心距 465 阻抗電壓計(jì)算根據(jù)公式% ()% ()%= ()其中f是頻率，I是額定電流，W是主分接時(shí)總匝數(shù)，是每匝電勢(shì)，H是兩個(gè)線(xiàn)圈的平均電抗高度(雙繞組的時(shí)候H= )，和為內(nèi)外線(xiàn)圈的電抗高度。 線(xiàn)圈數(shù)據(jù)計(jì)算根據(jù)公式 平均匝長(zhǎng)=2 ()導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)= ()裸導(dǎo)線(xiàn)重量= ()線(xiàn)圈電阻損耗 ()可求出所要知道的結(jié)果,具體結(jié)果詳見(jiàn)附錄A計(jì)算單。 鐵心數(shù)據(jù)計(jì)算根據(jù)公式鐵心重= () () ()是窗高, 是心柱中心距, 是鐵心柱截面積, 是角重。r是硅鋼片比重。根據(jù)所得數(shù)據(jù)查表可知空載損耗。具體結(jié)果詳見(jiàn)附錄A計(jì)算單。 油箱尺寸計(jì)算根究所得數(shù)據(jù)選擇的油箱尺寸：具體結(jié)果詳見(jiàn)附錄計(jì)算單A。附錄A：計(jì)算單(具體公式詳見(jiàn)計(jì)算單標(biāo)注)5 三相五柱式整流變壓器各部分單元設(shè)計(jì) 鐵心設(shè)計(jì)鐵心是電源中電磁元件的重要部件，對(duì)它的性能起著重要的作用。設(shè)計(jì)電磁元件的鐵心，包括以下幾個(gè)主要內(nèi)容： ，轉(zhuǎn)換成鐵心對(duì)軟磁材料的要求，選取適用的軟磁材料； ，選取適用的鐵心結(jié)構(gòu)形式； （輸入電感），計(jì)算和選取鐵心尺寸； ，進(jìn)行鐵心和線(xiàn)圈參數(shù)計(jì)算； ，換算鐵心散熱面積和工作溫度。 如果工作頻率在10Hz至20kHz的聲頻范圍內(nèi)，還要考慮周?chē)h(huán)境對(duì)可聞噪聲的要求。在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的今天，可聞噪聲污染，對(duì)人的身心都會(huì)造成相當(dāng)?shù)奈：ΑＲ虼?，降低可聞噪聲，使它限制在一定范圍?nèi)，是相當(dāng)重要的。如果達(dá)不到指標(biāo)，在設(shè)計(jì)鐵心結(jié)構(gòu)時(shí)要采取降低噪聲的措施。 （1）各種軟磁材料由于使用領(lǐng)域不同，可以組成不同的鐵心結(jié)構(gòu)。在選取鐵心結(jié)構(gòu)時(shí)首先要注意能充分發(fā)揮軟磁材料的優(yōu)點(diǎn)，其次要注意工藝加工的復(fù)雜程度和材料的利用率，也就是成本。根據(jù)市場(chǎng)和用戶(hù)的要求綜合考慮，不能只注意性能一面而忽略成本和價(jià)格的另一面。 （2）任何鐵心結(jié)構(gòu)都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，不能因?yàn)槠珢?ài)等主觀因素而抬高一種否定其它；也不能隨大流，由于大多數(shù)人反對(duì)，而對(duì)一種鐵心結(jié)構(gòu)采取絕對(duì)否定的態(tài)度。例如：有的人過(guò)分欣賞R形卷繞式鐵心結(jié)構(gòu)，不愿注意到這種鐵心結(jié)構(gòu)本身存在的一些問(wèn)題。又例如：大多數(shù)人認(rèn)為120176。布置三框式鐵心結(jié)構(gòu)不可能用在電源變壓器中去，但是已有人把它用于追求體積小的電源變壓器中，取得了良好效果。 （3）現(xiàn)在的鐵心結(jié)構(gòu)在低頻和中頻電源變壓器中發(fā)展比較成熟。在高頻電源變壓器中還有許多工作要做，那已經(jīng)不屬于立體式鐵心結(jié)構(gòu)范圍，而屬于平面式鐵心結(jié)構(gòu)和薄膜式鐵心結(jié)構(gòu)范圍。這兩種結(jié)構(gòu)正成為高頻電源變壓器的研究熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，高頻開(kāi)關(guān)電源的高度，采用平面式鐵心結(jié)構(gòu)的變壓器在1995年還大于5mm，到1998年，采用低高度平面式鐵心結(jié)構(gòu)的變壓器，高頻開(kāi)關(guān)電源的高度已在5mm～3mm之間。在2002年，采用薄膜式鐵心結(jié)構(gòu)的變壓器和集成工藝技術(shù)，把磁性元件、半導(dǎo)體器件和電容器集成在一個(gè)單片上，組成新型的單片式高頻開(kāi)關(guān)電源，高度可低于3mm，甚至達(dá)到1mm。短短十年期間，就從立體式鐵心結(jié)構(gòu)跨越平面式鐵心結(jié)構(gòu)，發(fā)展到薄膜式鐵心結(jié)構(gòu)，發(fā)展之迅速使人驚嘆不已！ （4）在利用多功能鐵心結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)性能獨(dú)特的直流和交流電源方面，日本索尼公司的一些人員不隨大流，堅(jiān)持研究垂直型多功能鐵心結(jié)構(gòu)，而取得了有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果。這種創(chuàng)新精神和堅(jiān)韌不拔的努力，給我們一個(gè)很好的啟示。 線(xiàn)圈設(shè)計(jì)1）變壓器線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：線(xiàn)圈是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路，是變壓器的基本部件，也是變壓器檢修的主要部件。它是由銅、鋁的圓、扁導(dǎo)線(xiàn)饒制，再配置各種絕緣件組成的。因?yàn)樽儔浩魅萘亢碗妷翰煌€(xiàn)圈所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)亦各不相同。這些特點(diǎn)是匝數(shù)、導(dǎo)電截面、并聯(lián)導(dǎo)線(xiàn)換位、繞向、線(xiàn)圈連接方式和形式等。線(xiàn)圈必須具有足夠的電氣強(qiáng)度、耐熱強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，以保證制造或維修后的變壓器可靠地運(yùn)行。2）變壓器線(xiàn)圈的分類(lèi)：大致可分為層式和餅式兩種。線(xiàn)圈的線(xiàn)匝沿其軸向按層一次排列的稱(chēng)為層式線(xiàn)圈；線(xiàn)圈的線(xiàn)匝在輻向形成線(xiàn)餅后，再沿其軸向排列的稱(chēng)為餅式線(xiàn)圈。細(xì)分，層式線(xiàn)圈包括圓筒式和箔式。餅式線(xiàn)圈包括連續(xù)式、糾結(jié)式、內(nèi)屏蔽式、螺旋式、交錯(cuò)式。 高壓引線(xiàn)在變壓器線(xiàn)圈外部連接線(xiàn)圈各引出端子的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為引線(xiàn)，它將外部電源電能輸入變壓器，又將傳輸電能輸出變壓器。引線(xiàn)也要有三個(gè)要求：電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度和溫升要求，引線(xiàn)在盡量減少器身尺寸的前提下，應(yīng)保證足夠的電氣強(qiáng)度；為承受運(yùn)行的振動(dòng)和短路電動(dòng)力的沖擊，應(yīng)該具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；為長(zhǎng)期運(yùn)行的溫升、短路時(shí)的溫升和大電流的局部溫升，不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的限值。變壓器的引線(xiàn)除了考慮電流密度和絕緣距離外，還要考慮在工作電流下引線(xiàn)的漏磁場(chǎng)和所位于的線(xiàn)圈漏磁場(chǎng)。這就與引線(xiàn)的排列方向也有關(guān)系。高壓引線(xiàn)之間及其與低壓引線(xiàn)之間盡量不交叉。如有交叉須可靠夾持或綁扎，并加大交叉處的絕緣裕度。 低壓引線(xiàn)為了降低大電流引線(xiàn)引起的損耗，應(yīng)采用的排列：盡量使引線(xiàn)的總體磁場(chǎng)量小，使相鄰引線(xiàn)彼此的電流方向盡量相反，且平行引線(xiàn)間的距離越小越好，達(dá)到磁場(chǎng)盡量相互抵消。要求大電流引線(xiàn)出線(xiàn)盡量遠(yuǎn)離鐵件，以防止損耗產(chǎn)生的局部過(guò)熱，大電流引線(xiàn)引出油箱蓋時(shí)，為了防止箱蓋過(guò)熱，開(kāi)孔尺寸必須要足夠大。6 總裝圖設(shè)計(jì) 總設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄B 變壓器使用說(shuō)明一． 總則：1）環(huán)境溫度最高氣溫+40℃。2）周?chē)諝庀鄬?duì)濕度不超過(guò)85%。3）安裝場(chǎng)所要求：清潔無(wú)腐蝕性氣體。4）變壓器最高溫升：整流變壓器為50℃。二． 一般規(guī)則，立即按名牌核對(duì)收到的產(chǎn)品是否與合同相符。零件是否齊全。，必須裝上儲(chǔ)油柜，吸濕器，并加注變壓器油，室內(nèi)使用的變壓器不許在室外保存。，檢查電壓調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)部件及零件有無(wú)損壞，操作軸是否垂直等。三． 變壓器使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)1）高壓側(cè)額定電壓為25千伏以下的變壓器，油的耐壓強(qiáng)度不應(yīng)低于25千伏/，但高壓側(cè)額定電壓為35千伏及以上者，其油之耐壓強(qiáng)度仍不低于35千伏/。2）保證在0℃以上取出的油樣經(jīng)過(guò)化學(xué)分析沒(méi)有水分存在。四． 投入運(yùn)行，運(yùn)行前要進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：1）測(cè)量絕緣電阻，測(cè)量溫度不低于10℃，線(xiàn)圈對(duì)地，線(xiàn)圈間絕緣電阻R60不低于工廠測(cè)量值的70%。2）測(cè)量線(xiàn)圈直流電阻，應(yīng)符合出廠數(shù)據(jù)。3）若具備條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行外施工頻耐壓試驗(yàn)，電壓按出廠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的90%。4）取變壓器油樣其擊穿電壓，對(duì)20千伏以下不應(yīng)低于25千伏；對(duì)于35千伏不應(yīng)低于35千伏。：1）試驗(yàn)各保護(hù)裝置的動(dòng)作情況，如氣體繼電器，過(guò)流保護(hù)等。2）試驗(yàn)油開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)機(jī)械與聯(lián)鎖裝置之動(dòng)作。3）檢查各溫度計(jì)之讀數(shù)是否正常。4）油箱接地是否良好。結(jié) 論隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展，在高度現(xiàn)代化的今天，幾乎在每一個(gè)領(lǐng)域都能直接地或間接地看到工業(yè)用的整流變壓器。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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、需要的冷卻功率較低，然而，整流裝置的這一優(yōu)勢(shì)卻帶來(lái)了變壓器部分的復(fù)雜性，其歸根到底就是由于平衡電抗器的存在。平衡電抗器設(shè)置在變壓器的外部，增加了土建面積，不僅對(duì)老廠改造有困難，就是新建工廠，一般也不可取。若設(shè)置在變壓器內(nèi)部，不僅增加了變壓器的造價(jià)，而且大大的增加了設(shè)備的制造難度，使產(chǎn)品的可靠性受到影響。因此常采用五柱式鐵心，不僅可以取消平衡電抗器，同時(shí)又可達(dá)到兩組三相半波整流電路的順利實(shí)現(xiàn)并聯(lián)工作的目的，五柱式鐵心有著廣泛的應(yīng)用前景，因此本課題的研究具有先進(jìn)性和實(shí)用性。參 考 文 獻(xiàn)[1] [J].西安：電力電子技術(shù)，[2] Nimes J. WSmitth R E,EIkeib A A,Application of genetic algorithms to power transformer design. Electric machine and power Systems[J],1995,24(10).669680 [3] [M],北京：水利電力出版社,1991[4] [M],北京：水利電力出版社,1982[5] [M],遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社,1998[6] 韓忠民，[M], 遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社,1989[7] [M],北京：科學(xué)技術(shù)出版社,1996[8] [J],沈陽(yáng)：變壓器，[9] [J],沈陽(yáng)：變壓器，[10] 李錦彪，[J],沈陽(yáng)：變壓器，[11] [J],沈陽(yáng)：變壓器，[12] [M].北京：[13] 路長(zhǎng)柏，[M]，哈爾濱：[14] 田建設(shè)，[J]，沈陽(yáng)：變壓器，[15] 王竹榮，[J]，北京：電工技術(shù)學(xué)報(bào)，[16] Huang K S,Wu Q identification of an induction machine using genetic algorithms,Proceedings of 1999 IEEE,International Symposium on CACSP,Hawai USA[J],附錄A 計(jì)算單附錄B 總設(shè)計(jì)圖和其它部分設(shè)計(jì)圖致　　謝本論文是在卿向東老師的指導(dǎo)下完成的。感謝卿向東導(dǎo)師以其嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的教學(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心和敬業(yè)精神，給予我極大的幫助與鼓舞。在設(shè)計(jì)期間，老師時(shí)刻提醒我該注意的問(wèn)題，并在我課題遇到困難時(shí)，給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助，借此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表達(dá)我衷心的感謝和崇高的敬意。最后感謝評(píng)審本論文的各位專(zhuān)家和老師，感謝他們對(duì)論文工作的大力支持。 38