1.4. Преобразовательные трансформаторы

В преобразовательной технике широко используются трансформаторы, которые предназначены для изменения уровней переменных напряжений и гальванической развязки – а также для преобразования числа фаз вторичных напряжений.

Основной особенностью использования трансформаторов в преобразовательной технике является нелинейный характер их работы под нагрузкой. Нелинейная нагрузка обусловливает несинусоидальные токи, напряжение и магнитные потоки в трансформаторе. Наличие высших гармоник магнитных потоков вызывает дополнительные потери при перемагничивании магнитопровода трансформатора. В некоторых схемах преобразовательных устройств в магнитопроводе трансформатора имеется постоянная составляющая магнитного потока. Подмагничивание уменьшает область изменения индукции для переменной составляющей магнитного потока.

В отличие от силовых трансформаторов, которые, как правило, работают на частоте переменного тока 50 Гц, в преобразовательных трансформаторах это значение может быть значительно большим (1000 Гц и более). Кроме того, значение напряжения вторичных обмоток трансформаторов отличается от принятых стандартных номиналов.

Для увеличения числа фаз вторичные обмотки трансформаторов выполняют со средним (нулевым)выводом. В трехфазных трансформаторах 13 часто используют соединение вторичных обмоток по схеме «звезда» и «треугольник».

Универсальные трансформаторы изготавливаются с большим числом секций как для вторичных, так и для входного напряжений. Это позволяет используя комбинированное соединение обмоток получить при наличии 1-го трансформатора несколько выходных напряжений. При соединении секций в единую обмотку необходимо соблюдать следующие условия.

При последовательном соединении обмоток для повышения напряжения следует начало одной обмотки соединить с концом другой. При этом общее напряжение будет равно сумме напряжений отдельных обмоток, а допустимый ток обмотки будет равен наименьшему допустимому току для включенных обмоток.

При параллельном соединении обмоток для увеличения тока нагрузки необходимо выбирать обмотки с о д и н а к о в ы м числом витков, т.е. с равными напряжениями, начала и концы всех обмоток соединить между собой. При этом выходное напряжение будет равно напряжению отдельных обмоток, а общий допустимый ток будет равен сумме допустимых токов всех обмоток. В справочных данных обычно приводятся следующие параметры биполярных транзисторов, по которым производится их выбор при расчетах схем выпрямления: -S_ГАБ – габаритная мощность трансформатора; -U_i– действующие значения переменных напряжений на секциях обмоток; -I_i – максимально допустимые действующие значения переменных токов в секциях обмоток; -f – рабочая частота переменного напряжения.

Кроме указанных основных параметров иногда приводят данные по внешней характеристике трансформатора, т.е. зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. 14 2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ

2.1. Общие врпросы преобразования переменного тока в постоянный

Полупроводниковыми преобразователями переменного тока в постоянный называются устройства, основанные на применении полупроводниковых приборов и обеспечивающие преобразование переменного тока в постоянный. Эти преобразователи тока также называются выпрямителями.

В зависимости от того, какие полупроводниковые приборы используются для построения преобразователя, различают диодные или тиристорные преобразователи. Полупроводниковые приборы, работающие в ключевом режиме и обладающие односторонней проводимостью, называют вентилями.

Структурная схема нестабилизированного преобразователя изображена на рис.2.1. Преобразовательный трансформатор Т обеспечивает получение необходимого по величине выпрямленного напряжения U_d на выходе выпрямителя, служит для преобразования числа фаз во вторичной обмотке с целью уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения и обеспечивает гальваническую развязку электрических цепей преобразователя от сети питания. Трансформатор характеризуется коэффициентом передачи трансформатора

, (2.1)