**18脉波整流变压器**是一种通过多相移相技术降低谐波污染的高效整流设备,广泛应用于电解、电力牵引及新能源领域。以下是其核心要点:
### 一、工作原理与结构
1. **多脉波生成**:
- 由三个三相桥式整流电路串联构成,通过自耦变压器的移相绕组产生$20°$相位差的三组电压(如输出口a1、a2、a3),合并后在$360°$周期内形成18个脉波。
- 输入电流呈18阶梯波,总谐波含量≤$7%$,显著优于传统6/12脉波整流。
2. **自耦移相设计**:
- 采用多芯柱结构(如6芯柱框架),每相绕组分为主绕组(如U1)和移相副绕组(如U2-U4),通过矢量电压叠加实现相位偏移。
- 典型参数:移相副绕组电压占比为$0.0402U$(U为输入线电压),主绕组占比$0.04sim0.06U$。
### 二、核心优势
- **谐波抑制**:18脉波输出使输入电流谐波畸变率(THD)降低至$5%$以下,满足国标要求。
- **高效紧凑**:等效容量仅为输出功率的$19%$,体积比传统变压器小$30%$,重量轻$15%$。
- **高可靠性**:环氧树脂浇注绕组+IP54防护,耐受矿山、化工厂等恶劣环境。
### 三、应用场景
- **工业领域**:电解铝(需$5%sim105%$调压)、轧钢机(降低$60%$启动电流)。
- **电力系统**:直流输电(如$110 ext{kV}$高压转换)、火电厂辅机供电。
- **新能源**:适配光伏/风电变频器,支持$9$相、$24$相等多副边输出。
### 四、技术进展(2025年)
- **智能集成**:内置温控与振动传感器,支持远程监控及过载保护(阈值$120℃$)。
- **创新结构**:如**三相立体星型铁芯**设计,仅需每相增加一个绕组即可实现18脉波,简化维护并提升安全性。
参数名称 | 参数值 | 备注/参考来源 |
---|---|---|
额定输入电压 | 380V/50Hz/3相 | 三相交流输入 1 |
额定输出电压 | 380V×2 ±3% | 双路输出,允许±3%波动 1 |
空载输入电流 | ≤16.0A | 无负载条件下的电流 1 |
额定视在功率 | 96kVA | 总功率容量 1 |
额定负载电流 | 220A×2 | 双路输出各220A 1 |
抗电强度 | 3500V/15mA/60S | 耐压测试标准 1 |
绝缘电阻 | DC500V ≥100MΩ | 绝缘性能指标 1 |
绝缘等级 | F级(155℃) | 高温耐受能力 1 |
最高允许温升 | 90℃ | 运行温度限制 1 |
联结组别 | Dd+20、Dd-20 | 两组移相绕组连接方式 1 |
铁芯结构 | 共用铁芯 | 降低成本设计 1 |
容量范围 | 250~5000kVA | 可定制范围 2 |
高压侧分接范围 | ±5% | 电压调节能力 2 |
短路阻抗(Uk) | 6~9% | 可定制 2 |
效率(η) | 95~98% | 典型效率范围 2 |
适用频率 | 50~60Hz | 宽频设计 2 |
冷却方式 | 干式自冷/风冷 | 无油环保设计 2 |
应用领域 | 电力、钢铁、水泥、煤矿等 | 工业变频系统配套 |