Трансформатор для живлення випрямлячів

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательным силовым трансформаторам, и может быть использовано в устройствах для электролитического получения металлов или электролитического рафинирования металлов. В выпрямительных установках отдельные вентили и фазы вторичной обмотки трансформатора работают поочередно и необходимо выбрать такую схему соединения обмоток, которая обеспечивает нормальные условия намагничивания сердечника трансформатора и равновесие намагничивающей силы на каждом стержне. Вследствие попеременной работы отдельных фаз вторичные и первичные токи трансформатора несинусоидальны и содержат ряд высших гармоник, В общем случае гармонический состав первичных и вторичных токов различен, и поэтому полные мощности mU1 обмоток также различны. За номинальную мощность трансформатора при этом принимают полусумму полных мощностей первичной и вторичной обмоток. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения и тока, а также для уменьшения гармоник тока в первичной обмотке целесообразно увеличивать число фаз вторичной обмотки трансформатора. Части схемы "вентифазная звезда -двойной зигзаг", включение вентильных обмоток по указанной схеме обеспечивает реализацию минимально возможного напряжения при большей мощности трансформатора в сравнении с соединением по схеме "шестифазная звезда с уравнительным реактором" [3]. При этом, как правило, вентильные обмотки имеют от 5 - 6 до 40 70 витков, между обмотками отсутствуют зазоры, а охлаждение осуществляют либо принудительной вентиляцией, либо погружением в масло для улучшения теплоотдачи. Однако описанная выше схема не решает проблему минимизации напряжения, а, следовательно, как и описанные выше, имеет ограниченные функциональные возможности, например, не может быть использована при электролитическом получении медного порошка, так как не обеспечивает необходимые значения тока и напряжения. Поэтому целью предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей трансформатора путем минимизации напряжения на вторичной обмотке. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования трансформатора для питания выпрямителя, в котором, вследствие выполнения каждой из вентильных обмоток в виде моновитка, расположения их с зазорами между плоскостями моновитков, выполнения 445 отпаек через каждые 10 витков на сетевой обмотке, обеспечивается получение на вентильной обмотке минимально возможного напряжения, а также стабильность заданного режима в течение, всего технологического процесса, что позволяет существенно увеличить мощность полупроводникового выпрямительного агрегата в целом, расширить его функциональные возможности и использовать, например, для электролитического получения порошка меди из растворов. Поставленная задача решается тем, что в известном трансформаторе для питания выпрямителя, содержащем трехстержневой магнитопровод, на стержнях которого расположена сетевая обмотка и вентильные обмотки, соединенные по схеме "шестифазная звезда - двойной зигзаг", согласно изобретению, каждая из вентильных обмоток выполнена в виде моновитка и расположены одна относительно другой с зазором, а в сетевой обмотке выполнены отпаи. Выполнение вентильной обмотки из девяти моновитков сечением 1100 - 1200мм и 4 - 5 отпаев в сетевой обмотке трансформатора дает возможность получить на вентильной обмотке минимально возможное напряжение порядка 0,8 - 2В при плотности тока 2,5 - 3А/мм 2. Расположение моновитков с зазором 15 - 20мм между плоскостями моновитков позволяет осуществить указанный выше режим без дополнительного охлаждения. Наличие 4 - 5 отпаев в сетевой обмотке через каждые 10 витков дает возможность поддерживать необходимый режим в течение, например, всего технологического процесса электролиза растворов с целью получения медного порошка. По мере выгорания анодов автоматически уменьшается количество витков сетевой обмотки трансформатора. Как видно из изложения сущности заявляемого технического решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым. Оно так же обладает изобретательским уровнем. Известные трансформаторы в вентильной обмотке имеют не менее от 5 - 6 до 40 - 70 витков, что дает в результате не менее 6 - 12В номинального напряжения, Предлагаемое решение вследствие использования моновитков во вентильной обмотке позволяет осуществить принципиально другое устройство, которое обеспечивает реализацию значительной мощности при минимально возможном напряжении 0,8 2В. Решение несомненно найдет промышленное применение в агрегатах для электрохимической обработки металлов. На фиг.1 показана схема трансформатора для питания выпрямителя. На фиг.2 показана схема расположения моновитков на магнитопроводе. Трансформатор 1 содержит сетевую обмотку 2, соединенную по схеме "звезда", и вентильные обмотки 3, 4, 5, которые соединены по схеме "шестифазная звезда - двойной зигзаг". Каждая из девяти вентильных обмоток выполнена в виде одного витка сечением 1200мм 2 (20 ´ 60) из алюминиевого литья и обеспечивает плотность тока порядка 2,5 - 3А/мм 2. Вентильные обмотки 3, 4, 5 подключены к выпрямителю 6. При осуществлении те хнологического процесса электролиза раствора с целью получения медного порошка автоматическая регулировка режима осуществляется по току. На сетевой обмотке трансформатора выполнены отпаи на витках 94, 104, 114, 124 и 134 (на фиг. не показаны). Вентильные обмотки 3, 4, 5 смонтированы на магнитопроводе 7 с зазорами между моновитками Трансформатор работает следующим образом. При подключении трансформатора 1 к питающей сети напряжения частей вентильной обмотки 3, 4, 5 образуют шести фазную систему напряжений. В результате напряжения частей 3, 4 и 5 вентильной обмотки, выравнивают мгновенные значения напряжений смежных фаз шестифазной системы. Этим для всего рабочего диапазона выпрямителя 6 обеспечивается одновременная попарная проводимость двух вентилей выпрямителя 6 и двух фаз вентильной обмотки, соответственно принадлежащих частям 3, 4 и 5. Потоки тройной частоты, накладывающиеся на потоки основной частоты, определяют не только режим проводимости вентилей и фаз вентильной обмотки трансформатора, но и величину уравнительного тока выпрямителя 6, потери и нагревы конструктивных элементов трансформатора. Использование изобретения применительно к трансформаторам, которые работают в устройствах для электролитического осаждения меди или электролитического рафинирования меди позволяет стабилизировать процесс получения порошка, регулировать процесс получения порошка в зависимости от исходного материала, исключить брак при получении конечного продукта.