30.三相整流变压器的设计

（1）计算公式

①各种三相整流电路的整流变压器的计算参数，见表3-22。

②三相半控桥式电路各电量关系，见表3-24。

③三相全控桥式电路各电量关系，见表3-25。

（2）实例

试设计一台三相桥式整流变压器，要求直流输出100V，300A。已知一次电压380V，采用A级绝缘，强迫风冷，连接组标号为Y y。

解　①变压器容量计算。查表3-22得二次电流为

I2=0.82Id=0.82×300=246（A）　　

二次相电压为

一次电流：I1=I2U2/U1=246×55/220=61.5（A）

变压器容量：P=3U2I2=3×55×246=40590（V·A）

　　　　　　　≈40（kV·A）

每柱容量：Pz=40/3=13.3（kV·A）

②采用多级铁芯，圆形直径D的计算。

三相圆柱形铁芯柱直径可按下式计算：D=（5.8～6.5），现取系数6.3。

采用六级铁芯，由多级阶梯形铁芯规格尺寸表查得（可查电工手册）得：

每级铁芯宽度

a1=11.5，a2=10.5，a3=9，a4=7.5，a5=6，a6=3.5；

每级铁芯厚度

b1=3.4，b2=1.2，b3=1.1，b4=0.7，b5=0.5，b6=0.5

净面积：S=98.9（cm2）

采用D420.5mm硅钢片，磁通密度选用Bm=1.28T。

窗高：h=2.5D=2.5×12=30（cm）

③一、二次绕组匝数的计算。

④一、二次导线截面积的选择。根据A级绝缘，强迫风冷，取电流密度j=3A/mm2，故一、二次导线截面积为

q1=I1/j=61.5/3=20.5（mm2）

q2=I2/j=246/3=82（mm2）　　

⑤导线排列：选窗高he=300（mm）。

a.二次绕组：W2=21匝，绕组两侧与铁轭间的绝缘间距为2×10=20（mm）。分两层绕，每层按11匝计算，采用三根导线并绕，每根截面积为q2/n=82/3=27.3（mm2），每匝导线总宽为（300-20）/11=25（mm），每根导线宽为25/3=8.3（mm），除去绝缘及间隙每根导线净铜宽为7.8mm，从导线规格表中查得3.53×7.4=25.6（mm2）能满足要求。

铁芯直径为D=120mm，绕组内径按126mm绕，二次绕组厚度为2×（3.52+1）+6≈15（mm），二次绕组外径为126+2×15=156（mm）。

b.一次绕组：W1=84匝，绕两层，每层42匝，按42匝计算，导线厚为（300-20）/42=6.57（mm）。除去绝缘与间隙选用3.28×6.4=20.5（mm）的导线。

一次绕组的厚度为2×（3.28+1）+6≈15（mm）。一、二次绕组之间留2×5=10（mm）的风道，一次绕组内径为156+10=166（mm），外径为166+15×2=196（mm）。

绕组总厚为196-126=70（mm）。两次绕组之间留12mm间隙，则铁芯窗口宽度为70+12+6=88（mm）。

铁芯总宽为A=3×120+2×88=536（mm）。

上下铁轭的宽度取110mm，变压器铁芯高为H=300+2×110=520（mm）。

铁芯外形及绕组尺寸如图3-11所示。

⑥铁重与铜重计算。铁重计算：先求出铁柱和铁轭的体积，然后求得铁芯总重。

铜重计算：先求出一、二次绕组的平均直径和平均周长，然后按本节干式电力变压器求铜重的公式求得总铜重。

具体计算从略。