什么是隔離變壓器？介紹其工作原理和特點(diǎn)

　　隔離變壓器是整流設(shè)備的電源變壓器。整流設(shè)備的特點(diǎn)是一次側(cè)輸入電流，二次側(cè)通過整流器后輸出DC。隔離變壓器與普通變壓器原理相同。變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的一種轉(zhuǎn)換交流電壓的設(shè)備。通常，變壓器有兩個(gè)獨(dú)立的繞組，初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，它們共用一個(gè)鐵芯。變壓器的初級(jí)繞組與交流電源相連，交流電在繞組中流動(dòng)產(chǎn)生磁勢(shì)，因此閉合鐵芯中有交變磁通。當(dāng)初級(jí)和次級(jí)繞組切斷磁力線時(shí)，在次級(jí)中可以感應(yīng)出相同頻率的交流電。變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組的匝數(shù)比等于電壓比。

　　功能

　　1.這是整流器系統(tǒng)的合適電壓，

　　2.是為了減少整流系統(tǒng)引起的波形失真對(duì)電網(wǎng)的污染。

　　主要用途簡(jiǎn)介

　　隔離變壓器是整流設(shè)備的電源變壓器。整流設(shè)備的特點(diǎn)是一次側(cè)輸入交流，二次側(cè)經(jīng)過整流器后輸出DC。變流器是整流、逆流、變頻三種工作方式的總稱，其中整流是應(yīng)用zui廣泛的一種。用作整流器電源的變壓器稱為隔離變壓器。大多數(shù)工業(yè)整流DC電源是通過隔離變壓器和整流設(shè)備從交流電網(wǎng)獲得的。

　　電化工業(yè)

　　這是隔離變壓器應(yīng)用zui多的行業(yè)，電解有色金屬化合物生產(chǎn)鋁、鎂、銅等金屬；電解鹽生產(chǎn)氯堿；電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣。

　　牽引用DC電源

　　礦井或城市電力機(jī)車直流網(wǎng)絡(luò)。由于閥側(cè)接架空線，短路故障多，DC負(fù)荷變化大，電力機(jī)車啟動(dòng)頻繁，造成不同程度的短期過載。因此，這種變壓器的溫升個(gè)點(diǎn)限和電流密度都很低。阻抗比相應(yīng)的電力變壓器大30個(gè)點(diǎn)左右。

　　驅(qū)動(dòng)DC電源

　　主要用于為DC電機(jī)的電驅(qū)動(dòng)供電，如軋機(jī)的電樞和勵(lì)磁。(4)DC輸電隔離變壓器電壓一般在110千伏以上，容量上萬千伏安。特別注意交流和DC對(duì)地絕緣的疊加。此外，還有用于電鍍或電加工的DC電源、用于勵(lì)磁的DC電源、用于充電和靜電除塵的DC電源等。

　　原因

　　在隔離變壓器應(yīng)用zui廣泛的化工行業(yè)，大功率整流器件也是二次電壓低，電流大，所以在很多方面都和電爐變壓器類似，也就是上面提到的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，隔離變壓器也是可用的。隔離變壓器zui大的特點(diǎn)是二次電流不是正弦交流電。由于后續(xù)整流元件的單向?qū)ㄌ匦?，各相線不再與負(fù)載電流同時(shí)流動(dòng)，而是由軟電流導(dǎo)通。單向脈動(dòng)電流由濾波裝置轉(zhuǎn)換成直流電。隔離變壓器的二次電壓和電流不僅與容量連接組有關(guān)，如常用的三相橋式整流電路、帶平衡電抗器的整流電路以及相同DC輸出電壓和電流所需的隔離變壓器的二次電壓和。

　　由于隔離變壓器繞組電流是非正弦的，含有很多高次諧波，為了減少諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，提高功率因數(shù)，需要增加整流設(shè)備的脈沖數(shù)，可以通過移相來解決。移相的目的是在同名的隔離變壓器次級(jí)繞組端線電壓之間進(jìn)行移相。

　　zui簡(jiǎn)單的相移方法

　　zui簡(jiǎn)單的移相方法是在二次側(cè)使用兩個(gè)按數(shù)量和角度連接的繞組，這樣可以使整流爐中的脈沖波數(shù)量翻倍。

　　10kv干式隔離變壓器對(duì)于大功率整流設(shè)備來說，脈沖波的數(shù)量也很大，脈沖波的數(shù)量為18、24、36等應(yīng)用日益增多，因此需要在隔離變壓器的一次側(cè)設(shè)置一個(gè)移相繞組進(jìn)行移相。移相繞組與主繞組的連接有三種方式，即鋸齒形線、六邊形和擴(kuò)展三角形。

　　電化學(xué)行業(yè)使用的隔離變壓器調(diào)壓范圍比電爐變壓器大得多。對(duì)于化學(xué)鹽電解，隔離變壓器的電壓調(diào)節(jié)范圍通常為56個(gè)點(diǎn)-105個(gè)點(diǎn)，對(duì)于鋁電解，通常為5個(gè)點(diǎn)-105個(gè)點(diǎn)。常見的調(diào)壓方式有變磁通調(diào)壓、串聯(lián)變壓器調(diào)壓和電爐變壓器等自耦變壓器調(diào)壓。此外，由于整流元件的特性，硅整流元件的相角可以在整流爐的閥側(cè)直接控制，整流電壓的平均值可以平滑調(diào)節(jié)。這種調(diào)壓方法稱為相控調(diào)壓。實(shí)現(xiàn)相控調(diào)壓，一是采用晶體閥管，二是采用自飽和電抗器，基本由一個(gè)鐵芯和兩個(gè)繞組組成，三是工作繞組，串聯(lián)在隔離變壓器二次繞組和整流器之間，流經(jīng)負(fù)載電流；另一個(gè)是DC控制繞組，由另一個(gè)DC電源提供DC電流。其主要原理是利用鐵磁材料的非線性變化，使工作繞組的電抗值發(fā)生較大變化。通過調(diào)節(jié)DC控制電流，可以調(diào)節(jié)相位控制角α，從而調(diào)節(jié)平均整流電壓。

　　合適的整流電路

　　常用的整流電路有單相半波、單相全波、三相半波、三相全波(Y或δ)橋、三相之字形(Zo)、六相Y形(中點(diǎn)連接)、六相叉形(之字形)、六相Y形并聯(lián)橋(帶平衡電抗器)、六相δY形串聯(lián)橋、帶平衡電抗器的十二相四之字形橋、六相Y形或DC電流可達(dá)25KA，DC電壓范圍從幾十伏到幾百伏閥側(cè)常采用同相反并聯(lián)方式。