Transformadores rectificadores
En el circuito de los devanados secundarios de los transformadores que trabajan en las instalaciones rectificadoras, se conectan válvulas eléctricas que pasan corriente en una sola dirección.
El funcionamiento del transformador junto con los dispositivos de válvula tiene sus propias características:
1) la forma de las corrientes en las bobinas no es sinusoidal,
2) en algunos circuitos de rectificación, se realiza una magnetización adicional del núcleo del transformador,
La aparición de corrientes armónicas superiores en las curvas se produce por los siguientes motivos:
1) las válvulas incluidas en los circuitos de fases individuales de la corriente del devanado secundario pasan solo una parte del período,
2) en el lado de CC del convertidor, generalmente se incluye un estrangulador de suavizado con una inductancia significativa, en el que las corrientes en los devanados del transformador tienen una forma casi rectangular.
Las corrientes armónicas más altas provocan pérdidas adicionales en los devanados y el circuito magnético, por lo que, para evitar el sobrecalentamiento, se ven obligados a aumentar las dimensiones y el peso total de los transformadores en los circuitos rectificadores.
La magnetización adicional del núcleo del transformador se logra utilizando circuitos de rectificación de media onda.
En un circuito rectificador monofásico de media onda, la corriente secundaria i2 es pulsante y tiene dos componentes: una iq constante y una iband variable:
i2 = id + ipay
El componente DC depende de los valores de la tensión rectificada Ud y la carga Zn.
Su valor efectivo viene determinado por la expresión:
Azd = √2Ud / πZn
Por tanto, la ecuación para el equilibrio de las fuerzas magnetomotrices se puede escribir de la siguiente forma:
i1W1 + iW2 + iW2 = i0W1
En esta expresión, todos los componentes son cantidades variables, excepto iW2. Esto significa que este último no se puede transformar en el devanado primario (el transformador de CC no funciona) y, por lo tanto, no se puede equilibrar. Por lo tanto, MDS idW2 crea un flujo magnético adicional en el circuito magnético, que se denomina flujo de magnetización forzada... Para que este flujo no provoque una saturación inaceptable del sistema magnético, se aumenta el tamaño del circuito magnético.
Para compensar la magnetización forzada en los circuitos rectificadores de media onda, se utiliza un esquema de conexión de bobina Y/Zn o bobinas de compensación. El principio de compensación de flujo de magnetización forzada es similar a la compensación de flujo de secuencia cero.
Cabe señalar que en los circuitos de rectificación de onda completa, cuando se crea la corriente en el circuito secundario durante ambos semiciclos, no hay flujo magnetizante forzado adicional.
Por lo tanto, debido a la presencia de corrientes armónicas más altas y flujo magnético forzado, los transformadores en las instalaciones de rectificadores son más grandes que los transformadores convencionales y, por lo tanto, más caros. Debido al hecho de que las corrientes primaria y secundaria del transformador no son las mismas, la potencia calculada de los devanados tampoco es la misma. Por lo tanto, se introduce el concepto típico de potencia Stip:
Punta = (S1n + S2n) / 2,
donde S1n y S2n — potencia nominal de los devanados primario y secundario, kV -A.
Dado que la potencia de salida Pd: Pd = UdAzd no es igual a la típica, el uso del transformador también se caracteriza por el factor de potencia típico Ktyp:
Ktipo = Styp / Rd.
La potencia típica del transformador es siempre superior a su potencia Az2 > Azq y U2 > Ud
Comportamiento U2/ Ud = Kel llamado factor de corrección. Al elegir un esquema de corrección, es necesario conocer los valores de Ki y Ktyp. La tabla muestra sus valores para los esquemas de corrección más comunes.
Circuitos rectificadores Ku Ktyp Monofásico de media onda 2,22 3,09 Monofásico de onda completa puente 1,11 1,23 Monofásico de onda completa con terminal cero 1,11 1,48 Trifásico de media onda 0,855 1,345 Trifásico de onda completa 0,427 1,05