高压变频器整流变压器
《整流变压器简介》word版
整流变压器简介、用途、工作原理及操作方法整流变压器整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原边输入交流，而副边输出通过整流元件后输出直流。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是专供整流系统的变压器。
功能：1.是供给整流系统适当的电压；2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
用途广泛用于照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。
产品性能均能满足用户各种特殊要求。
一、电化学工业这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属；电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。
二、牵引用直流电源用于矿山或城市电力机车的直流电网。
由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载。
为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。
阻抗比相应的电力变压器大30%左右。
三、传动用直流电源主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。
四、直流输电用这类整流变压器的电压一般在110kV以上，容量在数万千伏安。
需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。
此外还有电镀用或电加工用直流电源，励磁用直流电源，充电用及静电除尘用直流电源等。
工作原理整流变压器应用整流变最多的化学行业中，大功率整流装置也是二次电压低，电流很大，因此它们在很多方面与电炉变是类似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。
整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，各相线不再同时，流有负载电流而是软流导电，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压，/电流不仅与容量连接组有关，如常用的三相桥式整流线路，双反量带平衡电抗器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。
探讨新型整流变压器的研制及应用
３ ． １ 冷却 介质 的使 用
要 把热量从变 频器 中带 出来 ，可 以借助 的介质一般 有三 种： 空气、 水、 油。 高压变频器的发热部件主要是两部分： ①整流 变压器 ； ② 功率元件 。 变压器在早期主要采用油冷却方式， 即把 变压器浸泡 在油箱中 ， 由于 油比空气 的比热大、 绝缘强度 高， 所 以这种 散热 方式 目前在大功率变压器上还是主流 。但是 ， 由于 油 品需要维护 ， 引出线处 的密封不好解 决， 随着 绝缘材 料的进 步， 在中小功率等级 ， 干式变压器已经 占主导地位 。 干式变压器 借助于 空气进行 冷却。变压器还可 以采用水冷的方式 ， 即将变 压器 的线圈做成中空的， 内部通纯净水 ， 利用纯净水带走热量。
变压器 是根据 电磁感应原 理制成 的一种变 换交 流 电压 的 设备 ， 在生 产生活 中占据着 重要位置 ， 如今 常用 的作为整流装 置 电源用的变压器称 为整 流变压 器 ， 工业用 的整流直流 电源大 部分都是由交流电网通过整 流变压器与整流设备而得到的 。
来越 不能满足现场工作 的要求 。充气式试验变压器 ， 降低 了体 积和 重量， 更方便客户携 带到现 场做试验 。充气式变压器具有 价 格高、 灭弧性好 、 重量轻 、 外形 精美 、 无油污 、 勿 需维护 、 不受 恶劣气 候环 境影响等特点， 还可 以现场搬运 勿须静 止即可做试 验， 绝缘 强度 高于油浸试验变压器 ， 电晕极小 。
１ 整流变压器概述
１ ． １ 整流 变压 器 的工 作原 理
整流 变压器就是变压器 ， 变到所需 电压后再用 半导体管整 流， 变 压器和普 通变压器 的原理 相 同， 变压器 一般有 初线和次 级两个互相独立绕组 ， 这 两个绕组共用一个铁芯 。变 压器初级
18脉波环氧树脂绝缘干式整流移相变压器
18脉波环氧树脂绝缘干式整流移相变压器整流变压器环氧树脂绝缘移相高压变频器1引言高压变频器是计算机技术、功率器件及电机控制技术的有机组合，是目前电机调速技术中发展最快的产品之一。
变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变旋转磁场的同步转速来进行调速的，具有无级、宽范围的特点，且在调速过程中不存在励磁滑差和节流作用带来的功率损失。
大量的资料表明，通过变频调速，节能效果普遍在30%以上，而且变频调速也已列入通用节能技术加以重点推广，市场前景广阔。
高压变频器通常是由变压器柜、功率单元柜、控制单元柜组成，而作为高压变频器发挥重要角色之一变压器，担任整流、移相、隔离、抑制谐波的作用。
由于干式变压器无油污染问题，防潮、耐热、阻燃、防腐蚀等特性，被广泛应用于高压变频器系统。
2干式移相整流变压器概述目前主要存在两种主流类型的干式变压器：一种是以树脂绝缘为代表的树脂浇注式干式变压器(简称ORDT)，另一种是以Nomex纸绝缘为代表的浸漆式干式变压器(简称OVDT)。
相对于目前国内绝大多数高压变频器厂家在使用以Nomex纸为代表的浸漆式干式变压器，东莞明电公司却独家选择以树脂绝缘为代表的树脂浇注式干式变压器为主流，是因为相对于以浸漆式干式变压器有以下优势：2.1 耐受短路能力和线圈的整体机械强度由于环氧树脂在一定温度下的流动性能很好，采用先进的浇注工艺，在模具内浇注并经固化形成的线圈将形成一个完整的刚体。
无论对突发短路时的轴向电动力和横向电动力均有很强的耐受能力，在结构中又没有垫块这类支撑点，所以导线不会承受弯曲应力。
根据国家变压器检测中心的介绍，环氧浇注式干式变压器因不能耐受突发短路试验而损坏的例子是极少的。
因此可以认为机械强度高是环氧浇注式干式变压器的最大优点。
对Nomex纸绝缘浸漆式干式变压器来说，虽然Nomex纸具有很好的抗压强度，在压力作用下的变形很小，挠性很好，且在真空压力下浸漆，干燥固化处理看，用指甲划过其表面不会留下任何痕迹。
高压变频器常见故障及应对处理措施探讨
高压变频器常见故障及应对处理措施探讨摘要：高压变频器体现出高智能化运算水平，其中也包含着较为完善的故障检测电路，可以实现对故障的精准定位，完成在主控界面的合理呈现。
本文将结合高压变频器基本情况分析常见故障，制定出科学的应对处理措施，旨在保障高压变频器稳定运行，满足实际的需要。
关键词：高压变频器；常见故障；应对处理措施高压变频器体系中，往往涉及到调试、安装以及运行等多个组成部分，这就使得故障类型明显增多，想要对其进行精准分析的难度较大，需要制定出相应的改进措施，确保高压变频器装置故障得以处理，强化整体的稳定度和安全性。
结合当前的情况分析，高压变频器在多个领域中扮演着重要角色，使得电力系统拥有稳定运行的条件，满足了人们的生产生活需要【1】。
基于此，判断高压变频器常见故障意义重大，可以及时确定应对处理措施，维护相关系统的持续运行。
一、高压变频器概述高压变频器意指通过多个变频功能单元串联起来的直接高压输出设备，其中涉及到较多的低压单元，不同单元串联之后生成了趋同系统，以满足具体的应用需求。
正是因为拓扑结构的存在，使得高压变频器在功率品质等方面展示出自身优势。
一般来说，高压变频器中涉及到相对独立的部件，如逆变器以及输入滤波器等等，以新式无滤波高压滤波器为例，其重点是通过隔离变压器以及变频器等组合而成。
高压变频器主要是由低压变频器发展而来的产物，从功率控制视角加以分析，高压变频器的调速功能是典型的控制定子电磁功率形式，能完成对转子电子功率的间接控制，使得调速目标圆满完成，然后实现对系统内部异步电机机械功率的科学控制【2】。
二、高压变频器常见故障高压变频器的应用中难免出现故障问题，需要对故障类型加以分析，明确故障成因，以便采取正确的应对方案，使得高压变频器稳定运行，保障各企业的高效发展。
（一）通信故障通信故障也被称作光纤故障，基本是在高压变频器运行过程中反映出的问题。
一旦出现通信故障，将会使得高压变频器运行受阻，还会埋下其他的隐患。
浅谈高压变频器的原理及冷却方式
浅谈高压变频器的原理及冷却方式摘要：高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。
高压变频器以交流-直流-交流的转换形式居多，它是以三相高压电进入高压开关柜，净输入降压和移相等处理后为功率柜中功率单元供电，其次，主控制柜中包含的控制单元经过光纤时，对功率柜中功率单元进行整理、逆变控制、检测等处理，使得频率可以根据需要通过操作界面给出，最后控制柜中控制单元将控制信息发送至功率单元中进行整流、逆变等调整，输出所需等级的电压。
关键词：变频器;冷却方式;水冷系统;空水冷系统引言高压变频器在超临界火电机组主要辅机中的应用越来越广泛，其对降低火电机组厂用电率的贡献非常明显。
尤其是当前火电机组普遍处于深度调峰运行方式下时，主要辅机采用变频运行方式有调节迅速、节能显著等多个优点。
因此研究影响变频辅机运行可靠性的相关因素，避免因变频器故障造成辅机RB甚至机组非停显得尤为重要。
采用水冷方式的高压变频器会配置独立的闭式水冷却系统。
冷却水用于对功率单元中IGBT等发热元件的冷却，部分高压变频器的移相变压器绕组也采用水冷方式。
由于采用去离子水（除盐水）进行闭式循环，因此冷却水的水质、流量、水位等工质参数也成了影响高压变频器可靠运行的因素之一。
部分高压变频器控制逻辑中也将冷却水系统参数异常纳入变频器报警、跳闸保护条件中。
水冷高压变频器除了自身重故障引起变频辅机跳闸外，其冷却水系统、高压连接电缆等附属设备的故障也会造成同样的后果，而单台变频辅机故障跳闸后如果因电气保护、热控逻辑不完善，也会造成事故进一步扩大，以至电气母线失压或跳闸、运行参数失稳造成热工保护动作等。
因此该文将从以下三个方面进行分析。
1维护高压变频器的意义高压变频器对安装环节具有明确要求，必须保证安装环境温度控制在5~40℃范围内[1]。
同时设备运行过程中也会产生故障，影响设备应用价值及工作效能，由此技术人员在经过实际研究后发现，高压变频器设备运行可靠性与工作环境温度存在明显关联，环境温度每上升10℃，设备使用寿命就会随之缩减到原有水平的一半左右，这也导致夏季成为设备故障的高发期。
变频器用多脉波整流变压器移相技术的研究
变频器用多脉波整流变压器移相技术的研究摘要：本文主要针对变频器用多脉波整流变压器的移相展开分析，思考了变频器用多脉波整流变压器的移相的思路和具体的措施，明确了一些比较可行的方法，希望可以为今后的相关工作提供参考。
关键词：变频器；多脉波整流变压器；移相1 前7言目前，在变频器用多脉波整流变压器的移相过程中，还有不少问题，为了可以进一步提高变频器用多脉波整流变压器的移相的效果，避免出现质量问题，一定要提高工作效果。
2 多脉波整流移相变压器研究现状整流变压器是整流设备的电源变压器，最突出的特点为原边输入交流、副边通过整流元件后输出直流。
目前，用于工业领域的整流直流电源基本是由交流电网通过整流变压器和整流设备得到的。
对于大功率的整流装置而言，其电流相对较大，但二次电压较低，整流变压器的二次电流不是正弦交流。
由于后续整流元件具有单向导通特征，所以，各相线之间不再同时流有负载电流。
对于软流导电而言，单方向的脉动电流经过滤波装置后会转换为直流电，整流变压器的二次电压电流与容量连接组相关，比如三相桥式整流线路等。
整流变压器的参数计算一般是以整流线路为前提的，并从二次侧向一次侧推算。
整流变压器的绕组电流为非正弦，且含有大量的高次谐波。
在应用整流变压器的过程中，为了有效减少其对电网的影响，并进一步增大功率因数，就必须通过移相的方法增大整流变压器的脉冲数。
对整流变压器进行移相最主要的目的是使其二次绕组的同名端线电压之间有一个相位。
解决大功率整流系统的谐波问题往往采用两类方法：（1）加装谐波补偿装置，基于电流补偿原理来实现谐波补偿，但很多情况下，谐波补偿装置成本高、体积大，带来不必要的损耗；（2）对整流系统进行改进，抑制谐波的产生，这是从源头上解决谐波问题的方法，PWM整流器和多脉波整流是这类方法的代表技术。
多脉波整流因具有结构简单、成本低、可靠性高等优点，在大功率整流系统中得到了广泛应用。
作为多脉波整流重要部件的移相变压器，提高容量会增加系统成本。
6kv高压变频器工作原理
6kV高压变频器是一种用于将电源频率转换为可调节的频率的电力设备。
它主要由输入变压器、整流器、滤波器、逆变器和输出变压器等组成。
工作原理如下：
1. 输入变压器：将输入的6kV高压电源通过变压器降压到适合整流器工作的电压。
2. 整流器：将输入的交流电转换为直流电。
通常使用整流桥电路来实现，将交流电转换为脉冲形式的直流电。
3. 滤波器：将整流器输出的脉冲直流电进行滤波，去除脉冲波形中的高频成分，使其变为平滑的直流电。
4. 逆变器：将滤波后的直流电转换为可调节频率的交流电。
逆变器通常采用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等器件来实现，通过控制开关管的导通和截止，将直流电转换为可调节频率的交流电。
5. 输出变压器：将逆变器输出的交流电通过变压器升压到需要的输出电压。
通过控制逆变器的开关管的导通和截止，可以调节输出电压的大小和频率，实现对电机等负载的调速控制。
总之，6kV高压变频器通过将输入的高压电源转换为可调节频率的交流电，实现对电机等负载的调速控制。
高压变频器基本结构
一．高压变频器的基本结构将50HZ（60HZ）固定6KV（10KV）电网频率变换成0-50HZ可调频率的功率变换设备称为变频器，输出3KV/6KV电压的变频器称为高压变频器。
变频器一般由三部分组成：整流电路AC-DC；中间直流环节，滤波和能量储存；逆变器DC-AC。
二．工作原理高压变频器是由多个单元串联而成，上图显示了如何由低压单元叠加达到高压输出目的。
各个功率单元由输入隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，额定电压为630V，每相6个，因此相电压为3780V，所对应的线电压为6600V，给功率单元供电的二级线圈互相存在一个相位差，实现输入多重化，由此可消除各单元产生的谐波。
三．专业的指标数据是衡量产品性能的唯一标准衡量高压变频器性能的主要指标有：输入对电网的谐波污染；输入的功率因数；输出波形的质量，可靠性等。
1．输入谐波高压变频器输入整流环节都为非线形的，会对电网产生谐波，其输入谐波的幅值与变频器整流环节的脉冲数密切相关。
输入谐波对电力系统的影响：如果变频器输入电流谐波较大，对电力系统会影响继电器装置、测量仪器仪表、计算机系统及通信设备的正常工作。
谐波会使挂在同一电网的电机、变压器和电容等用电设备损耗增大，严重时会过热或烧毁设备。
输入谐波的数值应该控制在标准之内：IEEE519-1992国际标准；GB/T14549-93国家标准。
图：六脉冲二极管整流电路及输入电流波形图：12脉冲二极管整流电路及输入电流波形图：12脉冲晶闸管整流电路及输入电流波形图：36脉冲整流电路即可输入基本完美的无谐波电流波形减少输入谐波的有效措施是将输入变压器进行多重化设计形成多脉冲整流。
通过对上面6脉冲二极管、12脉冲二极管、12脉冲晶闸管和36脉冲的输入波形比较，6脉冲可以有效的抵消5次以下的谐波，12脉冲整流可以有效的抵消11次以下的谐波，36脉冲可以有效的抵消35次以下的谐波。
在不加滤波器的情况下，完美无谐波变压器的谐波含量控制在2%之内。
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移相变压器的组成
移相整流变压器的温升同常规变压器相同，但要注意以下几点： 1） 移相整流变压器在运行时有高频谐波，由谐波电流引起的所增 加的杂散损耗必须在计算温升时考虑在内。 2) 当变压器通电时，因高压变频器的直流电容充电会产生一个相 当大的冲击电流，这个冲击电流相当于所有副边同时短路，并持续一 个半周期，这个因素不应忽略。
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移相变压器及其工作原理 三相交流电机的组成及原理
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高压系统
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三相异步电动机的工作原理
模拟实验
中小型综合自动化 大型传动
电梯
数控机床
纺织
矿山
起重
冶金
实验现象：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动 蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋转；若改变磁铁的转向，则导体的转向也 跟着改变。
T = KT I 2 cos 2
若考虑电源电压及电机的一些参数与电磁转矩的关系
2 sR2U1 2 T = KT R2 ( sX 20 )2
结论：转矩T
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还与定子每相电压U1的平方成比例，所以当电源电压有所变 动时，对转矩的影响很大。
三相异步电动机转矩特性和机械特性
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移相变压器的组成
移相变压器的移相角
脉波数P 并联台数 各台整流变压器一次侧移相角α 度 移 相 角 度 最大移相 种 类 角 度 2 2 3 3 4 20° 22.5° 24° 25° +26.25
18 24 30 36 48
3 4 5 6 8
+20°、0°、-20° +22.5°、+7.5°、-7.5°、-22.5° +24°、+12°、O°、-12°、-24° +25°、+15°、+5°、-5°、-15°、-25° +26.25、+18.75°、+11.25°、+3.75°、 -3.75°、-11.25°、-18.75°、-26.25°
学习汇报
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移相变压器及其工作原理 三相交流电机的组成及原理
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高压系统及高压变频器操作安全规则
Never Stop Improving
移相变压器的组成
移相变压器的优点
在高压变频领域，变频调速装置是 一种完美无谐波高压变频装置，在 该装置中的整流变压器是不可或缺 的重要组成元件，该整流变压器属 于多绕组移相整流变压器，采用移 相整流变压器可有效消除变频器对 电网的谐波污染，可以使高压变频 器的设计变得更加灵活。
iA
A
iC
iB
C' C
X Z'
A' X'
C'
N
B
Z Y'
Y
B' B
X' B'
S
S
N
A' Y
C
X
Z
Never Stop Improving
三相异步电动机的工作原理
转速和频率
三相异步电动机的同步转速
n0 =
60
p
f
(r
/ min）
f = 50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下:
p n0/(r/min)
效 稳 定 性
率
高 稳定性高，转矩与端电压成正比
低 稳定性差，转矩与端电压平方成正比
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移相变压器及其工作原理 三相交流电机的组成及原理
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高压系统及现场操作安全规则
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高压开关柜
真空接触器
机械特性 启动点A： n=0， s=1，Tem=Tst
最大转矩点B:n=nm， s=sm, Tem=Tm 额定运行点C:n=nN, s=sN, Tem=TN 同步运行点D: n=n0, s=0, Tem=0
Never Stop Improving
三相异步电动机转矩特性和机械特性
机械特性曲线上三个转矩的意义
励磁系统是同步电机的重要组成部分。根据 励磁系统的不同可将励磁系统分为： 1. 直流发电机励磁系统（目前已经基本淘汰） 2. 静止式交流整流励磁系统（有刷同步电机） 3. 旋转式交流整流励磁系统（无刷同步电机）
Never Stop Improving
三相同步电动机的工作原理
同步电动电机启动
多数同步电动机都用异步起动法来起动。为此，在电动机的主极极靴上装 设起动绕组（相当于感应电动机转子上的笼型绕组）。 1）起动时，先把励磁绕组接到灭磁电阻，然后接到三相交流电网。 2）依靠定子旋转磁场和转子起动绕组中感应电流所产生的异步电磁 转矩，电机便能起动起来。 3）待转速上升到接进于同步转速时，再将励磁电流接入励磁绕组，
Never Stop Improving
移相变压器的组成
移相变压器整体 由图可见，在每一个铁芯柱上 分布着U、V、W三个功能区域，在 每一个功能区域内部有6组绕组。 它们分别实现+25°、+15°、 +5°、 -5°、-15°、-25°移相 功能。当然这个移相功能需要依 靠与变压器的 b ， c 相对应绕组连 接成D接来实现。
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1 3000
2 1500
3 1000
4 750
5 600
6 500
三相异步电动机的工作原理
转差（率）S 的概念： 转 差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。 转差率：转差与n0的比值
s = n0 n n0
异步电机运行中:
s = 1 ~ 9%
电动机起动瞬间:
Never Stop Improving
移相变压器的组成
移相变压器移相方法 采用移相绕组进行移相，移 相绕组设置在整流变压器的 二次侧。根据所需脉波数的 不同，所需并联工作的整流 变压器的台数及各台变压器 的移相角也不同。单台整流 变压器脉波数为6。机组脉 波数P与各台变压器的移相 角度α的组合关系见
转子
定子绕组 （三相） 定子
A
Y
Z
C
X
B
机 座 Never Stop Improving
三相异步电动机的工作原理
定子绕组
定子铁心：
构成电动机磁路 嵌放定子线圈 定子绕组： 三个彼此独立的绕组
空间相差120°电角 度
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三相异步电动机的工作原理
转子绕组
三 相 ， 一 般 接 成 星 形
子绕组与异步电动机相同。
同步电动机应用： 主抽风机、鼓风机、压缩机、提升 机等。 转子转速:
转子机械强度和转速
60 f1 n= ＝n1 p
1. 转速不随负载的大小而改变 2. 稳定性高，转矩与端电压成正比 3. 启动，同步困难
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三相同步电动机的工作原理
同步电动电机概述
新能源汽车 光伏发电
新能源
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三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机基本原理
右手定则
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三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机结构图 三相定子绕组： 产生旋转磁场 转子：在旋转磁场作用下， 产生感应 电动势或电流。 通电导体在磁场中受安培力作用而运 市场地位。 动
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移相变压器的组成
移相变压器移相角
移相整流变压器的二次绕组的相位差是由 整流的脉波数决定的，也就是由高压变频 器的功率单元的串联数量决定，以上述为 例，每相设计6个功率单元，那么单台移 相整流变压器输出的脉波数为6×6=36脉 波。则二次绕组的相位差为360／ 36=10°，那么移相角为：+25°、 +15°、+5°、 -5°、-15°、-25°。
绕线式转子绕组
接线示意图
鼠笼式转子绕组
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三相异步电动机的工作原理
极对数（P）的概念
A
iA
Z
A Y C
N
X Y
Z
iC
iB
C
B
S
X
B
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。 即：P=1。
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三相异步电动机的工作原理
将每相绕组分成两段，按图示放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。 即P =2。 A Z' Y'
1.额定转矩TN
额定转矩TN是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。
TN = 9550
2.最大转矩Tm
P 2 nபைடு நூலகம்
Tm又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。
3.起动转矩Tst
Tst为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s＝１时的转矩。
Never Stop Improving
Never Stop Improving
移相变压器的组成
移相变压器移相方法
图中移相隔离变压器采用了18 脉冲整流，输入电流谐波满足企 业标准和IEEE519 标准。在实际 制造时，脉冲整流数目还可以更 多一些。