I. Erläuterung der grundlegenden Theorie
Die Kapazität eines Gleichrichtertransformators kann nicht direkt anhand der Gleichstromnennleistung bestimmt werden. Aufgrund von Faktoren wie Oberschwingungen, magnetischer Gleichstromvorspannung und Kommutierungsspannungsabfall, die Gleichrichterschaltungen innewohnen, übersteigt die Scheinleistung auf der Wechselstromseite die Gleichstrom-Ausgangsleistung; Unterschiedliche Gleichrichtertopologien (z. B. 6-Puls, 12-Puls, einphasige Gleichrichtung) erfordern unterschiedliche Umrechnungsfaktoren. Diese nichtlinearen Lasteigenschaften verursachen zusätzliche Blindleistung und Wärmeverluste, die bei der Kapazitätsauslegung kompensiert werden müssen. Symboldefinitionen:
Ud: Nenn-DC-Ausgangsspannung (V)
Id: Nenn-DC-Ausgangsstrom (A)
Pd=Ud · Id: DC-Ausgangswirkleistung (W)
ST: Scheinleistung auf der Sekundärseite des Gleichrichtertransformators (VA)
k: Umrechnungsfaktor der Gleichrichtertopologie
II. Kernberechnungsformeln
Alle Konvertierungskoeffizienten werden auf der Grundlage langjähriger Industriedesign-Erfahrung zusammengefasst, um den tatsächlichen Lasteigenschaften des Gleichrichters zu entsprechen.
1. Ein-Phasen-Voll-Gleichrichtung (Elektroplattierung im kleinen-Maßstab, Elektrolyse im kleinen -Maßstab) Geeignet für kleine Gleichstromgeräte mit geringer-Leistung und schlechtem Leistungsfaktor
ST=1.11 · Ud · Id
2. Dreiphasige 6-Puls-Brückengleichrichtung (am häufigsten in der Industrie; wird zum Galvanisieren, zur Staubentfernung und zur konventionellen Elektrolyse verwendet)
ST=1.05 · Ud · Id
3. Drei-Phasen-12-Puls-Gleichrichtung (Hochleistungselektrolyse, Schmelzausrüstung mit niedrigen Oberschwingungen)
ST=1.03 · Ud · Id
4. Berücksichtigung von Verlusten und Betriebsbedingungsmargen (wesentlich für das technische Design)
Tatsächlich ausgewählte Kapazität (einschließlich Spielräumen für Oberschwingungen, Temperaturanstieg und kurzfristige Überlastung):
S_selected=ST × K_margin
Intermittierende Produktion, stabile Last: K_margin=1.1 – 1,2
24-Stunden kontinuierlicher Volllastbetrieb-, häufige Kurzschlussstöße: K_margin=1.25 – 1,35
5. Umrechnung der Transformatorleistungseinheit
kVA=S_selected / 1000
III. Beispiel für eine praktische Auswahlberechnung
Projektbedingungen
Eine galvanische Produktionslinie mit einem dreiphasigen 6-Puls-Gleichrichter; DC-Ausgang Ud=240V, Nenn-DC-Strom Id=1000A; Die Werkstatt ist rund um die Uhr in Betrieb und weist häufige Stoßbelastungen auf.
1. Berechnen Sie die Gleichstromleistung
Pd=240 × 1000=24,000W=240kW
2. Sekundäre Scheinleistung berechnen (6-Puls-Umsetzung)
ST=1.05 × 240,000=252.000VA
3. Wenden Sie den Margenfaktor für den kontinuierlichen Schwerlastbetrieb 1.3 an
Ausgewählte Kapazität (S)=252.000 × 1.3=327.600 VA=327.6 kVA
4. Modellauswahl
Da es keine Standardleistung von 327,6 kVA gibt, wird die nächsthöhere Standardleistung von 350 kVA gewählt. Die gewählte Einheit ist aHenan Xintailong350 kVA, 10 kV/0,6 kV Gleichrichtertransformator mit einer Kurzschlussimpedanz von 6 %, geeignet für galvanische Betriebsbedingungen.
IV. Zusätzliche Verifizierungspunkte
1. Überprüfen Sie die Kurzschlussimpedanz nach der Kapazitätsberechnung: Bei Hochleistungsgleichrichtern sollte die Kurzschlussimpedanzspannung (\\(U_k\\)) 6–8 % betragen, um den Kurzschlussstrom des Thyristors zu begrenzen und Gleichrichtergeräte zu schützen;
2. Erhöhen Sie die Kapazitätsmarge um weitere 5 % für Umgebungen, die durch anhaltend hohe Temperaturen und starke Staubentwicklung gekennzeichnet sind, um zusätzlichen Wärmeverlust auszugleichen.
3. Wenn mehrere Gleichrichtereinheiten parallel geschaltet sind, ist die Gesamtkapazität die Summe der einzelnen ausgewählten Einheitenkapazitäten; Aufgrund der inkonsistenten Oberschwingungsverluste der einzelnen Einheiten kann sie nicht durch einfache Summierung der Gleichstromausgänge berechnet werden.
