有關(guān)變頻器中整流變壓器的幾個(gè)問(wèn)題

　　要把熱量從變頻器中帶出來(lái)，可以借助的介質(zhì)一般有三種：空氣、水、油。高壓變頻器的發(fā)熱部件主要是兩部分：一是整流變壓器，二是功率元件。變壓器在早期主要采用油冷卻方式，即把變壓器浸泡在油箱中，由于油比空氣的比熱大、絕緣強(qiáng)度高，所以這種散熱方式目前在大功率變壓器上還是主流。

　　但是，由于油品需要維護(hù)，引出線處的密封不好解決，隨著絕緣材料的進(jìn)步，在中小功率等級(jí)，干式變壓器已經(jīng)占主導(dǎo)地位。干式變壓器借助于空氣進(jìn)行冷卻。變壓器還可以采用水冷的方式，即將變壓器的線圈做成中空的，內(nèi)部通純凈水，利用純凈水帶走熱量。

　　2.變壓器設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是什么?

　　變壓器設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是磁通和電流密度。變壓器的電流與容量成正比，電流密度的大小(即導(dǎo)線的粗細(xì))按照導(dǎo)體的發(fā)熱量來(lái)考慮。對(duì)于磁通，電磁學(xué)的基本關(guān)系式為u=4.44fwΦ，其中u為電壓;f為頻率，在這里為50Hz，定值;w為線圈的匝數(shù);Φ是磁通量。由于硅鋼片的磁通密度B受到材料的限制，一般僅能設(shè)計(jì)到1.4-1.8特斯拉，而Φ=,所以，要增大Φ，一般只能增大鐵芯的截面積。

　　變壓器的鐵芯一般為三相柱式，鐵芯的截面積按照上述公式可以確定，鐵芯窗口的大小則要考慮把線圈放進(jìn)去為原則。

　　容量越大的變壓器，導(dǎo)線越粗，鐵芯的窗口就需要越大。在變壓器的設(shè)計(jì)中，銅和鐵的用量可以均衡考慮。因?yàn)橐坏┳儔浩鞯娜萘看_定了，電流就確定了，導(dǎo)線的粗細(xì)也就確定了，增大匝數(shù)W，磁通Φ就可以小一些，鐵芯的截面積就可以小一些，但是要把這些匝數(shù)繞進(jìn)去，鐵芯的窗口要大一些;相反，減小匝數(shù)W，磁通Φ就要大一些，鐵芯的截面積要大一些，但是鐵芯的窗口可以小一些。

3.變壓器的容量和什么有關(guān)?

　　由上述第二個(gè)問(wèn)題的分析可以看出，鐵芯的選擇與電壓有關(guān)，而導(dǎo)線的選擇與電流有關(guān)，即導(dǎo)線的粗細(xì)直接與發(fā)熱量有關(guān)。也就是說(shuō)，變壓器的容量只與發(fā)熱量有關(guān)。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)好的變壓器，如果在散熱不好環(huán)境中工作，假如為1000KVA，如果增強(qiáng)散熱能力，則有可能工作在1250KVA。另外，變壓器的標(biāo)稱容量還與允許的溫升有關(guān)，例如，如果一臺(tái)1000KVA的變壓器，允許溫升為100K，如果在特殊的情況下，可以允許其工作到120K，則其容量就不止1000KVA。

　　由此也可以看出，如果改善變壓器的散熱條件，則可以增大其標(biāo)稱容量，反過(guò)來(lái)說(shuō)，對(duì)于相同容量的變頻器，可以減小變壓器柜的體積。所以在有些投標(biāo)過(guò)程中，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手故意標(biāo)稱較大的變壓器容量，給用戶設(shè)計(jì)裕量較大的假象，實(shí)際上是沒(méi)有意義的，關(guān)鍵還要看變壓器的體積和散熱方式。

　　4.為什么電流源型變頻器需要較大的變壓器容量?

　　變壓器的設(shè)計(jì)一般只看額定容量，而不看額定功率，因?yàn)槠潆娏髦慌c額定容量有關(guān)。對(duì)于電壓源型變頻器，由于其輸入功率因數(shù)接近于1，所以額定容量與額定功率幾乎相等。電流源型變頻器則不然，其輸入側(cè)變壓器功率因數(shù)最多等于負(fù)載異步電機(jī)的功率因數(shù)，所以對(duì)于相同的負(fù)載電機(jī)，其額定容量要比電壓源型變頻器的變壓器大一些。

　　5.什么是干式變壓器的絕緣等級(jí)?

　　干式變壓器的絕緣等級(jí)，并不是絕緣強(qiáng)度的概念，而是允許的溫升的標(biāo)準(zhǔn)。比如，B級(jí)絕緣允許工作到130℃，H級(jí)絕緣允許工作到180℃，所以，H級(jí)絕緣允許導(dǎo)線選得細(xì)一些。

　　6.什么叫“H級(jí)絕緣，用B級(jí)考核溫升”?

　　就是說(shuō)，變壓器采用H級(jí)絕緣材料，但是各個(gè)點(diǎn)的工作溫度不允許超過(guò)B級(jí)絕緣所允許的工作溫度。這實(shí)際上是對(duì)絕緣材料的一種浪費(fèi)，但是，變壓器的過(guò)載能力會(huì)很強(qiáng)。