I. Explicación de la teoría básica
La capacidad de un transformador rectificador no se puede determinar directamente en función de la potencia nominal de CC. Debido a factores como los armónicos, la polarización magnética de CC y la caída de voltaje de conmutación inherentes a los circuitos rectificadores, la potencia aparente en el lado de CA excede la potencia de salida de CC; diferentes topologías de rectificador (p. ej., rectificación monofásica de 6-pulsos, 12-pulsos) requieren diferentes factores de conversión. Estas características de carga no lineales provocan potencia reactiva y pérdida de calor adicionales, que deben compensarse en el diseño de capacidad. Definiciones de símbolos:
Ud: Tensión nominal de salida CC (V)
Id: Corriente nominal de salida CC (A)
Pd=Ud · Id: Potencia activa de salida CC (W)
ST: Potencia aparente en el lado secundario del transformador rectificador (VA)
k: Factor de conversión de topología del rectificador
II. Fórmulas de cálculo básicas
Todos los coeficientes de conversión se resumen de la experiencia-de diseño industrial a largo plazo para que coincidan con las características reales de carga del rectificador.
1. Rectificación monofásica-de onda completa-(galvanoplastia-a pequeña escala, electrólisis-a pequeña escala) Adecuado para equipos de CC pequeños-de baja-potencia con factor de potencia deficiente
ST=1.11 · Ud · Id.
2.Rectificación en puente trifásico-de 6 pulsos (más común en la industria; se utiliza para galvanoplastia, eliminación de polvo y electrólisis convencional)
ST=1.05 · Ud · Id.
3. Rectificación trifásica-de 12-pulsos (electrólisis de alta-potencia, equipo de fundición con bajos armónicos)
ST=1.03 · Ud · Id.
4. Contabilización de pérdidas y márgenes de condiciones operativas (esencial para el diseño de ingeniería)
Capacidad real seleccionada (incluidos márgenes de armónicos, aumento de temperatura y sobrecarga-a corto plazo):
S_seleccionado=ST × K_margen
Producción intermitente, carga estable: K_margin=1.1 – 1,2
Funcionamiento continuo con carga completa-durante 24-horas, sobretensiones frecuentes por cortocircuito: K_margin=1.25 – 1,35
5. Conversión de unidades de capacidad del transformador
kVA=S_seleccionado / 1000
III. Ejemplo práctico de cálculo de selección
Condiciones del proyecto
Una línea de producción de galvanoplastia que utiliza un rectificador trifásico de 6 pulsos; Salida CC Ud=240V, corriente CC nominal Id=1000A; El taller funciona las 24 horas seguidas con sobretensiones frecuentes.
1. Calcular la potencia CC
Pd=240 × 1000=24,000W=240kW
2. Calcular la potencia aparente secundaria (conversión de 6 pulsos)
ST=1.05 × 240,000=252,000VA
3. Aplicar un factor de margen para operaciones-de servicio pesado continuo 1,3
Capacidad seleccionada (S)=252000 × 1.3=327600 VA=327.6 kVA
4. Selección del modelo
Como no existe una capacidad nominal estándar de 327,6 kVA, se selecciona la siguiente capacidad estándar superior de 350 kVA. La unidad elegida es unaHenan XintailongTransformador rectificador de 350 kVA, 10 kV/0,6 kV con una impedancia de cortocircuito-del 6%, adecuado para condiciones de operación de galvanoplastia.
IV. Puntos de verificación adicionales
1. Verifique la impedancia de cortocircuito-después de calcular la capacidad: para rectificadores de alta-potencia, el voltaje de impedancia de cortocircuito-(\\(U_k\\)) debe ser del 6% al 8% para limitar la corriente de cortocircuito-del tiristor y proteger los dispositivos rectificadores;
2. Aumentar el margen de capacidad en un 5 % adicional para entornos caracterizados por altas temperaturas sostenidas y mucho polvo para compensar la pérdida adicional de calor;
3. Cuando se conectan varias unidades rectificadoras en paralelo, la capacidad total es la suma de las capacidades de las unidades individuales seleccionadas; no se puede calcular simplemente sumando las salidas de potencia de CC debido a las pérdidas armónicas inconsistentes de cada unidad.
