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 I2д, 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 Рт — 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 qC сглаживания пульсации выпрямленного напряжения, определяемых по формуле
где L — индуктивность реактора, гн
С — емкость конденсатора фильтра, мкф;
m — число фаз выпрямителя;
qc=Uвх/Uвых — коэффициент сглаживания;
Uвх и Uвых — 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
