Типовая мощность трансформатора для питания ртутных выпрямителей

Благодаря поочередной работе фаз вторичной обмотки трансформатора, питающего ртутный выпрямитель (см. § 8.9), его типовая мощность увеличивается по сравнению с силовым трансформатором на ту же номинальную мощность.

Рассмотрим, как наиболее простую, схему двухполупериодного выпрямления (см. рис. 8.9).

Вторичный ток I₂ течет поочередно в каждой половине обмотки в течение полупериода.

Сечение провода вторичной обмотки следует определять по действующему значению некоторого непрерывного тока I_2д, который по выделяемым в обмотке потерям был бы эквивалентен прерывистому току I2. Таким образом, можно написать равенство

где r₂ — сопротивление вторичной обмотки;

½ - коэффициент, учитывающий прохождение тока I₂ в течениеполупериода.

Отсюда , т. е. эквивалентный ток, который является расчетным током для вторичной обмотки, будет в раз меньше тока I₂. Но так как обмотка состоит из двух половин, то на вторичную обмотку при той же плотности тока должно быть израсходовано в 2/ = раз больше провода, чем для силового трансформатора той же мощности и, следовательно, сам трансформатор должен иметь большую типовую мощность.

Причина увеличения типовой мощности, таким образом, заключается в неодновременности загрузки обеих частей обмотки током.

Аналогичным образом можно показать, что в общем случае при любом числе фаз т расчетный ток для каждого участка обмотки будет составлять .

По этой же причине для числа фаз, равном двум и более, и первичная обмотка будет иметь несколько увеличенный расход меди.

Для наиболее употребительных схем выпрямления коэффициенты увеличения типовой мощности приведены в табл. 8.3

Таблица 8.3

Число фаз	Схема соедтнения обмоток	Мощность
Р2	Р1	РТ
		1,71 РВ	1,21 РВ	1,46 РВ
		1,79 РВ	1,05 РВ	1,42 РВ
		1,48 РВ	1,05 РВ	1,26 РВ

Здесь Р₂ Р₁ и Р_т — мощности вторичной и первичной обмоток и типовая соответственно; Рв — мощность выпрямленного тока.

Кроме указанного в таблице увеличения типовой мощности, происходящего вследствие неодновременной нагрузки фаз, типовая мощность должна быть еще более увеличена по следующим соображениям;

Для вторичной обмотки применяют провода с усиленной витковой изоляцией ввиду возможных возникновений внутренних перенапряжений от обрывов дуги и от обратных зажиганий. Одновременно из условий нагрева, связанного с перегрузочными режимами, берется большее сечение провода.

Большее сечение провода берется также исходя из соображений механической прочности ввиду того, что обратные зажигания вызывают большие токи в обмотках, а следовательно, и большие механические усилия.

По этой же причине применяется большее число прокладок по окружности обмоток и большая их ширина (50 мм).

Дополнительное увеличение типовой мощности по этим причинам составляет 10—15%.

СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

В ряде случаев, например в радиотехнике, необходимо иметь по возможности полностью выпрямленный ток, т. е. с минимальной пульсацией. В этих случаях применяют так называемые фильтры, сглаживающие пульсацию выпрямленного напряжения.

Фильтр состоит из одной или нескольких ячеек, заключающих в себе емкости и индуктивности (фильтровые реакторы) (рис. 8.15).

Рис. 8.15. Схема сглаживающего фильтра с двумя ячейками

Количество ячеек и значения емкостей С и индуктивностей L, выбираются исходя из заданного коэффициента q_C сглаживания пульсации выпрямленного напряжения, определяемых по формуле

где L — индуктивность реактора, гн

С — емкость конденсатора фильтра, мкф;

m — число фаз выпрямителя;

q_c=U_вх/U_вых — коэффициент сглаживания;

U_вх и U_вых — амплитуды переменной составляющей на входе и выходе фильтра, в.

В фильтрах теряется часть напряжения и расходуется некоторая мощность, вследствие чего наличие фильтров снижает общий к. п. д. выпрямительной установки.

Контрольные вопросы

• Что называется автотрансформатором?
• Что такое проходная и типовая мощности автотрансформатора?
• Что ограничивает применение автотрансформаторов?
• Как правильно располагать обмотки на стержнях магнитопровода автотрансформатора?
• В каких случаях применяются трехобмоточные трансформаторы?
• Как обозначаются вводы трехобмоточных трансформаторов?
• В чем особенности расчета режимов нагрузки трехобмоточных трансформаторов?
• Почему для выпрямления переменного тока предпочтительны многофазные схемы?
• Почему типовая мощность выпрямительного трансформатора больше,чем у силового трансформатора, на ту же номинальную мощность?

ГЛАВА IX