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有关变频器中整流变压器的几个问题
点击数:2267  录入时间:2015/11/16 

1.整流变压器的冷却介质有哪几种?

  要把热量从变频器中带出来,可以借助的介质一般有三种:空气、水、油。高压变频器的发热部件主要是两部分:一是整流变压器,二是功率元件。变压器在早期主要采用油冷却方式,即把变压器浸泡在油箱中,由于油比空气的比热大、绝缘强度高,所以这种散热方式目前在大功率变压器上还是主流。

  但是,由于油品需要维护,引出线处的密封不好解决,随着绝缘材料的进步,在中小功率等级,干式变压器已经占主导地位。干式变压器借助于空气进行冷却。变压器还可以采用水冷的方式,即将变压器的线圈做成中空的,内部通纯净水,利用纯净水带走热量。

  2.变压器设计的基本问题是什么?

  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=,所以,要增大Φ,一般只能增大铁芯的截面积。

  变压器的铁芯一般为三相柱式,铁芯的截面积按照上述公式可以确定,铁芯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,铁芯的窗口就需要越大。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,电流就确定了,导线的粗细也就确定了,增大匝数W,磁通Φ就可以小一些,铁芯的截面积就可以小一些,但是要把这些匝数绕进去,铁芯的窗口要大一些;相反,减小匝数W,磁通Φ就要大一些,铁芯的截面积要大一些,但是铁芯的窗口可以小一些。

3.变压器的容量和什么有关?

  由上述第二个问题的分析可以看出,铁芯的选择与电压有关,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。所以在有些投标过程中,竞争对手故意标称较大的变压器容量,给用户设计裕量较大的假象,实际上是没有意义的,关键还要看变压器的体积和散热方式。

  4.为什么电流源型变频器需要较大的变压器容量?

  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。

  5.什么是干式变压器的绝缘等级?

  干式变压器的绝缘等级,并不是绝缘强度的概念,而是允许的温升的标准。比如,B级绝缘允许工作到130℃,H级绝缘允许工作到180℃,所以,H级绝缘允许导线选得细一些。

  6.什么叫“H级绝缘,用B级考核温升”?

  就是说,变压器采用H级绝缘材料,但是各个点的工作温度不允许超过B级绝缘所允许的工作温度。这实际上是对绝缘材料的一种浪费,但是,变压器的过载能力会很强。





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