Исправљачки трансформатори

У кругу секундарних намотаја трансформатора који раде на исправљачким инсталацијама повезани су електрични вентили који пропуштају струју само у једном правцу.

Рад трансформатора заједно са вентилским уређајима има своје карактеристике:

1) облик струја у намотајима није синусоидан,

2) у неким круговима исправљања врши се додатно магнетизирање језгра трансформатора,

До појаве струја виших хармоника у кривинама долази из следећих разлога:

1) вентили укључени у кругове појединих фаза струје секундарног намотаја пролазе само кроз део периода,

2) на једносмерној страни претварача обично је укључена пригушница за изравнавање са значајном индуктивношћу у којој струје у намотајима трансформатора имају облик близак правоугаоном.

Више хармоничке струје изазивају додатне губитке у намотајима и магнетном колу, па су, како би се избегло прегревање, принуђени да повећавају укупне димензије и тежину трансформатора у круговима исправљача.

Додатно магнетизовање језгра трансформатора се остварује коришћењем полуталасних исправљачких кола.

У једнофазном полуталасном исправљачком колу, секундарна струја и2 пулсира и има две компоненте: константан ик и променљиви опсег:

и2 = ид + ипаи

ДЦ компонента зависи од вредности исправљеног напона Уд и оптерећења Зн.

Његова ефективна вредност је одређена изразом:

Азд = √2Уд / πЗн

Дакле, једначина за равнотежу магнетомоторних сила може се написати у следећем облику:

и1В1 + иВ2 + иВ2 = и0В1

У овом изразу, све компоненте су променљиве величине, осим иВ2. То значи да се овај други не може трансформисати у примарни намотај (ДЦ трансформатор не ради) и стога се не може балансирати. Због тога МДС идВ2 ствара додатни магнетни флукс у магнетном колу, који се назива принудни флукс магнетизације... Да не би дошло до тога да овај флукс изазове неприхватљиво засићење магнетног система, величина магнетног кола се повећава.

Да би се компензовала принудна магнетизација у полуталасним исправљачким колима, користи се шема везе И/Зн калемова или компензациони калемови. Принцип компензације флукса принудне магнетизације сличан је компензацији флукса нулте секвенце.

Треба напоменути да у пуноталасним исправљачким колима, када се струја у секундарном колу ствара током оба полуциклуса, нема додатног принудног магнетизирајућег флукса.

Због тога, због присуства виших хармонских струја и принудног магнетизирајућег флукса, трансформатори у исправљачким инсталацијама су већи од конвенционалних трансформатора и самим тим скупљи. Због чињенице да примарна и секундарна струја трансформатора нису исте, израчуната снага намотаја такође није иста. Стога се уводи концепт типичне снаге Стип:

Стип = (С1н + С2н) / 2,

где С1н и С2н — називна снага примарног и секундарног намотаја, кВ -А.

Пошто излазна снага Пд: Пд = УдАзд није једнака типичној, употребу трансформатора карактерише и типични фактор снаге Ктип:

Ктип = Стип / Рд.

Типична снага трансформатора је увек већа од његове снаге Аз2 > Азк и У2 > Уд

Понашање У2/ Уд = К, такозвани фактор корекције. Приликом избора шеме корекције, потребно је знати вредности Ки и Ктип. У табели су приказане њихове вредности за најчешће шеме корекције.

Кола исправљача Ку Ктип Једнофазни полуталасни 2,22 3,09 Једнофазни пуноталасни мост 1,11 1,23 Једнофазни пуноталасни са нултим терминалом 1,11 1,48 Трофазни полуталасни 0,855 1,345 Пуни 1,05 Трофазни 1,05 1,05