18脉波H级绝缘干式整流变压器

整流变压器作为这一技术的重要构成，是伴随高压变频器的技术而出现并迅速发展的。根据变频器单元数和电压等级的不同，移相整流变压器输出绕组数和电压也不同，3kv的多采用3级，移相分为0°、±20°，每移相组电压为630v；6kv的多采用6级，移相分为±5°、±15°、±25°，每移相组电压为630v，也有采用5级或7级，5级时移相角为0°、±12°、±24°，电压为710v，7级时移相角为0°、±8.57°、±17.14°、±25.71°，电压为490v；10kv的多采用8级，移相分为±3.75°、±11.25°、±18.75°、±26.25°，每移相组电压为720v，也有采用9级和10级。理论上讲，级数越多，变压器输入侧的谐波越少，对电网的污染越小，但级数多，变频器的功率单元就多，增加了制造成本，所以上述级数是各变频器厂家普遍采用的。abb的acs5000变频器所需变压器在结构上要与上述的简化一些；12脉波和18脉波的整流变压器多采用分裂方式，适用于abb和ab的变频器。用以改善整流装置的高次谐波对电网和通讯等设备的影响。

在电网三相电压的基础上，为获得均匀分布多脉波二次侧电压，即需要每相二次侧电压在120°内均匀分布展开。为此利用y，d11与yd1两种接线组别，达到相互移相60°。再利用二次侧延边三角形移相得到需要的相位角。按照接线组别定义，顺时针移相为（+），逆时针移相为（-）。例如：18个脉波的移相变压器，间隔为：360°/18=20°。其接线组别计移相角按顺序分别为：y，d11-20°；y，d11；y，d11+20°。

3 18脉波h级绝缘干式整流变压器设计概述

3.1 容量的确定

铁心的选择与电压有关，而导线的选择与电流有关，即导线的粗细直接与发热量有关。也就是说，变压器的容量只与发热量有关。对于一个设计好的变压器，如果在散热不好环境中工作，假如为1000kva，如果增强散热能力，则有可能工作在1250kva。另外，变压器的标称容量还与允许的温升有关，例如，如果一台1000kva的变压器，允许温升为100k，如果在特殊的情况下，可以允许其工作到120k，则其容量就不止1000kva。由此也可以看出，如果改善变压器的散热条件，则可以增大其标称容量，反过来说，对于相同容量的变频器，可以减小变压器柜的体积。

变压器容量的选择一般从电压、电流及环境条件几方面综合考虑。其中应根据用户用电设备的容量、性质和使用时间来确定所需的负荷量，以此来选择变压器容量。在正常运行时，应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量的75%-90%左右。

变压器是由绕在同一铁心上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着，并按电磁感应原理工作。变压器安装位置应考虑便于运行、检修和运输，同时应选择安全可靠的地方。在使用变压器时必须合理地选用变压器的额定容量。变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率要由供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加，这样运行既不经济又不合理；变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。

变压器的设计一般只看额定容量，而不看额定功率，因为其电流只与额定容量有关。对于电压源型变频器，由于其输入功率因数接近于1，所以额定容量与额定功率几乎相等。电流源型变频器则不然，其输入侧变压器功率因数最多等于负载异步电机的功率因数，所以对于相同的负载电机，其额定容量要比电压源型变频器的变压器大一些。

3.2 铁心磁通密度的选取

变压器设计的基本问题是磁通和电流密度。变压器的电流与容量成正比，电流密度的大小（即导线的粗细）按照导体的发热量来考虑。对于磁通，电磁学的基本关系式为：

　　u=4.44fwφ，

　　其中：

　　u为电压；

　　f为频率，在这里为50hz，定值；

　　w为线圈的匝数；

　　φ是磁通量。

由于硅钢片的磁通密度b受到材料的限制，一般仅能设计到1.4-1.8特斯拉，而φ=bs，所以，要增大φ，一般只能增大铁心的截面积。变压器的铁心一般为三相柱式，铁心的截面积按照上述公式可以确定，铁心窗口的大小则要考虑把线圈放进去为原则。容量越大的变压器，导线越粗，铁心的窗口就需要越大。在变压器的设计中，铜和铁的用量可以均衡考虑。因为一旦变压器的容量确定了，电流就