毕业论文（设计）-三相五柱式整流变压器.docx

随着电力系统的日益发展，在高度现代化的今天，儿乎在每一个领域都能直接地或 间接地看到工业用的整流直流电源的巨大用途，整流变压器主要用在电化学工业因不同的整流电路需要不同的整流变压器设计，双反星带平衡电抗器整流电路和桥 式整流电路相比，在同样负载直流电流下因其臂电流平均值是桥式整流电路的一半，且 管压降也是后者的一半，因而被广泛用在低电压大电流系统中但由于增加了平衡电抗 器也增加了变压器复杂性和很多隐患，取消平衡电抗器三相五柱式整流变压器恰恰克服 了平衡屯抗器的缺点本论文研究的是就实际问题对比系统是采用桥式整流电路还是双反星整流电路应进 行分析，平衡电抗器带来的隐患、缺点以及取消平衡电抗器采用三相五柱式整流变压 器设计的优点、理论基础，设计变压器计算单进行器件的选择，并绘制整体布置图作为一个实际的工程设计课题，论文所论述的大部分思想已经在实验室的实验中获 得成功，实验结果表明该取消平衡电抗器三相五柱式整流变压器具有较好的性能AbstractWith the growing power system development, at a height of the modernization of today, In almost every area can directly or indirectly, to see industrial use in DC power rectifier great purposes, rectifier transformers are used in electrochemical industries.Because of different rectifier circuits require different rectifier transformer design, dualzone balance Reactor rectifier circuit and bridge rectifier circuit, the DC in the same load shedding his ann is the current average of the bridge rectifier circuit half, and the pressure drop is of the latter half, they have been widely used in low voltage high current systems. But due to the increase in the balance reactor has increased transformer complexity and many hidden problems. Canceled balance Reactor five three-phase transformer - rectifier is precisely to overcome the balance of Reactor shortcomings.On the question of research on practical issues contrast system is used bridge rectifier circuits or dual-rectifier circuit to be analyzed Reactor balance the implicit and shortcomings. And the cancellation of balance reactor using three-phase rectifier transformers five pole design advantages, the theoretical basis, Transformer design calculations for single device choice, and the mapping of the overall layout.As a practical engineering design issues, paper discussed by the majority of thinking in laboratory experiments to be successful, Experimental results show that the abolition of Reactor balance three-phase rectifier transformers-5 with a good performance.摘 要 IAbstract 2引 言 11概述 21.1变压器的意义 21.2变压器的定义和工作原理 21.3整流变压器作用及发展概况 3131整流变压器的作用及主要用途 31.3.2整流变压器的特点 41.3.3整流变压器装置的发展趋势 41.4本课题的提出及其意义 62整流方案的选择 82.1引言 82.2常用三相整流电路的比较和选择 82.2.1常用整流电路的比较 82.2.2常用三相整流电路的选择 92.3类型选择 102.3.1 桥式 102.3.2双反星 112.3.3选择理由 133三相五柱式整流变压器的概述 153.1引言 153.2三相五柱式整流变压器的定义 153.3三相五柱式整流变压器的功能特点及应用 153.3.1三相五柱式整流变压器的功能特点 153.3.2三相五柱式整流变压器的应用 153.4三相五柱式整流变压器物理本质 163.5三相五柱式整流变压器的数学论证 163.6与带平衡电抗器整流变压器整流电路的性能比较 183.6.1三相带平衡电抗器整流变压器整流屯路的原理 183.6.2可靠性方面 193.6.3工艺方面 193.6.4耗材方面 193.6.5产品的艺术形彖 204变压器计算单设计 214.1概述 214.2数据计算 234.2.1铁心直径确定 234.2.2线圈匝数确定 234.2.3线圈类型确定 254.2.4线圈轴向辐向尺寸计算 254.2.5绝缘半径和窗高计算 254.2.6阻抗电压计算 274.2.7线圈数据计算 274.2.8铁心数据计算 274.2.9油箱尺寸计算 285三相五柱式整流变压器各部分单元设计 295.1铁心设计 295.2线圈设计 305.3高压引线 305.4低压引线 316总装图设计 326」总设计图 326.2变压器使用说明 32结论 34参考文献 35附录A 计算单 36附录B 总设计图和其它部分设计图 37致 谢 38引 言整流电路工业上常用的电联结方式是双反星形带平衡电抗器联结和三相桥式联结。

双反星形带平衡电抗器整流电路多用在低压、大电流的电源中，因为在同样输岀电流情 况下，它比桥式整流少用一半整流器件，但是它的整流变压器利用率较低，在同等功率情 况下，变压器容量比三和桥式整流变压器高20%左右；在电压较高的整流电路中，一般 采用三相桥式整流电路，该电路的变压器利用率高，在同等直流功率情况下，可以使用最 小容量的整流变压器，从而使整个设备的造价降低在众多整流电路中，双反星形带平衡电抗器的整流电路装置结构简单、需要的冷却 功率较低，然而，整流装置的这一优势却带来了电压器部分的复杂性，其归根到底就是 由于平衡电抗器的存在平衡电抗器设置在变压器的外部，增加了土建面积，不仅对老 厂改造有困难，就是新建工厂，一般也不可取若设置在变压器内部，不仅增加了变压 器的造价，而且大大的增加了设备的制造难度，使产品的可靠性受到影响因此常采用 五柱式铁心，不仅可以取消平衡电抗器，同时又可达到两组三相半波整流电路的顺利实 现并联工作的目的，因此五柱式铁心有着广泛的应用前景1.1变压器的意义自从匈牙利冈茨工厂于1985年制造第一台单相变压器以来，至今已120多年了 由于电能是能量传送的最好的形式，所以变压器诞生不久就获得了应用。

在一个多世纪 内电力事业获得了飞速的发展，我国变压器制造业也取得了重大发展，国产的大容量三 相电力变压器，特别是500KV级超高电压电力变压器在20世纪80年代初已投入运行变压器一般分为电力变压器和特种变压器两大类，电力变压器可分为发电变压器、 输电变压器、联络变压器和配电变压器等发电变压器是把发电机发出的电能电压升高，以便远距离输送电能因为输送电功 率一定时，只有将电压升高，电流才可以减少，从而减少能量消耗变压器还能把电压降低，满足用户的需要要在用点的地方建立一次和二次变电 所，用输电变压器把传输来的高压电能降到合适的电压最后，用配电变压器将电能直 接送给用户变压器的用途十分广泛，品种、规格繁多1.2变压器的定义和工作原理变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组Z间，交换交流电 压和电流传输交流电能的一种静态电器变压器的基木原理是法拉第电磁感应原理变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不 同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同变压器的功能主要有：电压变换、阻抗变 换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有壳式铁芯和心式铁 芯两种。

变压器的损耗当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁 心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形 成闭合回路并产牛电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”这个“涡流”使变压器的损 耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加由“涡流”所产生的损耗我们称 为“铁损”另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过 时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜 损”所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的由于变压器存在着铁损与铜损，所 以它的输出功率永远小于输入功率，为此引入了一个效率的参数来对此进行描述，n = 输出功率/输入功率1.3整流变压器作用及发展概况1.3.1整流变压器的作用及主要用途变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一 种作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器工业用的整流直流电源大部分 都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的整流变压器的主要用途如 下：1. 屯化学工业这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属； 电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。

2. 牵引用直流电源用于矿山或城市电力机车的直流电网由于阀侧接架空线，短路故障较多，直 流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载为此这类变压器 的温升限值和电流密度均取得较低阻抗比相应的电力变压器大30%左右3. 传动用直流屯源主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢电机的电枢和励磁4. 直流输屯用这类整流变压器的电压一般在110KV以上，容量在数万千伏安需特别注意对 地绝缘的交、直流叠加问题此外还有电镀用或电加工用宜流电源，励磁用直流电源，充电用及静电除尘用 直流电源等应用整流变压器最多的化学行业中，大功率整流装置特点是二次电压低，电流 很大，整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单 向导通特征，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压， 电流与容量和整流连接方式有关，如常用的三相桥式整流线路，双反星带平衡电抗 器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二。