变抽头六相整流电路的分析_电工技术

变抽头六相整流电路的分析

点击数：7616 次录入时间：03-04 11:37:01 整理：http://www.55dianzi.com 电工技术

2.3 直流输出电压
直流输出电压为u_d，2个三相整流桥各自独立工作时，设u_d₁为REC1的直流输出电压，u_d₂为REC2的直流输出电压，均衡电抗器上的电压为

u_d的解析表达式可写作

波形如图5所示。显然u_d的脉波由原来的12个变成了24个，输出电压品质得到明显改善。

若定义直流负载电压u_d的脉动系数

则传统六相整流器输出电压脉动系数约为1.72%，带变抽头均衡电抗器的六相整流器输出电压脉动系数和匝数比a_m有关，表3列出了不同a_m对应的k值，图6是k-a_m关系图。和传统六相整流相比，变抽头六相整流的输出电压脉动系数k要小得多。

3 变抽头换相对系统的影响
    为节省篇幅，只对变压器原边交流电流进行分析。
    设γ为整流换相角，γ_D为变抽头二极管换相角。为使分析方便，结合工程实践限定γ∈[0°,15°]，整流系统工作在典型工况γ_D∈[15°,30°]下，下面对此工作状态进行分析。
    设整流桥REC1和REC2完全对称，根据整流换相和二极管换相特点，将0^o~30^o范围划分为[0,γ_D-15°]、[γ_D-15°γ]、[γ,15°]和[15°,30°]，在各区间根据KVL和KCL列写电路方程，从而求解出变压器原边交流电流的分段解析式。
    x₁和x₂为变抽头单管导通解耦后的等效电抗，x_Y和x_△是三绕组变压器折算到副边的等效电抗，x_MN（M，N=1，2，3，…）为变抽头各段的自阻抗或各段间的互阻抗，各段的标号如图1所示。

取I_d=30(A),α_m=0.2632，变压器原边交流电流理论分析波形和实测波形如图7所示。

       比较图2和图7，显然考虑整流换相和变抽头换相后交流电流理论分析波形更接近实测波形。关于变压器原边交流电压的分析可参考文[6]。
4 试验结果
4.1 变压器原边交流电流
    为了验证理论分析的正确性，为带变抽头均衡电抗器的六相整流系统的设计提供指导，我们利用三相同步发电机、三相三绕组变压器﹑六相整流柜﹑总匝数可变带有变抽头的均衡电抗器以及电阻箱构造了直流供电系统，用于实验研究。
    由图8可知，传统六相整流变压器原边交流电流近似于阶梯波，并且阶梯波的宽度和幅度都很大，电流波形很差，电流谐波很大。和传统六相整流相比，变抽头六相整流变压器原边交流电流波形有很大改善，阶梯波的幅度和宽度都比较小，随着负载电流的增大，变抽头改善电流波形的功能更加显著，波形的改善程度跟变抽头匝数比有关系，实验结果和理论分析吻合。