在工业电气工程方面、 整流变压器 在将交流电（AC）转换为直流电（DC）的过程中发挥着至关重要的作用。这些专用变压器不仅仅是简单的电力设备，它们还能承受独特的电力压力，满足高精度直流应用的需求。无论是用于电化学工业、牵引系统还是高压直流输电，整流变压器都是许多现代基础设施系统的支柱。
本文全面概述了整流变压器、其功能、特性、结构材料、类型（干式和油浸式）以及与传统电力变压器的区别。
什么是整流变压器？
A 整流变压器 是一种特殊的变压器，设计用于为整流电路供电，整流电路将交流电压转换为直流电压。在多脉冲整流系统中，这些变压器通常与二极管或晶闸管等半导体器件结合使用。
与主要用于电压转换或电气隔离的标准变压器不同，整流变压器是专门设计来处理这些问题的：
非线性和不平衡负载
高谐波含量
严重的热应力和电应力
精确的电压调节
整流变压器的应用
整流变压器在许多需要受控或高压直流电源的行业中都至关重要。最常见的应用包括
电解和电积 (铝、铜、锌工业）
电弧炉和钢铁制造
铁路牵引变电站
高压直流输电系统
电池充电系统
电镀和阳极氧化设备
需要直流电源的工业驱动器和电机
每种应用都对变压器提出了特定的性能要求，包括管理波动负载和谐波的能力。
主要功能和设计特点
整流变压器专为满足复杂的运行条件而设计。它们的显著特点包括
1. 多绕组配置
通常设计有一个或多个次级绕组，用于馈入多脉冲整流桥（如 6 脉冲、12 脉冲、24 脉冲），从而提高直流输出平稳性并减少谐波。
2. 相移功能
次级绕组可配置相移，以实现多相整流，这对谐波缓解至关重要。
3. 坚固的隔热系统
绝缘材料必须能够承受瞬态电压和谐波引起的高介电和热应力。
4. 电磁屏蔽
为了减少涡流和漏磁场，通常会在铁芯和绕组中加入屏蔽层。
5. 高短路强度
由于整流变压器服务于高感性负载，有时还容易出现故障，因此机械强度对于承受内部短路至关重要。
建筑材料
优质材料确保了在极端工作条件下的可靠性和使用寿命：
核心:晶粒导向硅钢或非晶合金，可降低磁芯损耗
绕组:铜或铝导体，带高级绝缘材料（Nomex、环氧树脂或牛皮纸，取决于冷却方式）
绝缘:油浸式设备采用油纸绝缘；干式设备采用环氧树脂绝缘
冷却系统:ONAN（石油自然空气自然）、ONAF（石油自然空气强制）或干式空气冷却系统
整流变压器的类型
1. 干式整流变压器
冷却方式:风冷式（自然或强制）
优势:环保，室内使用安全，无漏油或火灾风险
应用:商业建筑、无尘室或有严格环境要求的区域
2. 油浸式整流变压器
冷却方式:矿物油或硅油，自然冷却或强制空气冷却
优势:散热性能卓越，容量更大，绝缘寿命更长
应用:户外安装、重工业工厂、大容量直流系统
整流变压器与传统电源变压器的比较
| 特点 | 整流器变压器 | 传统变压器 |
|---|---|---|
| 功能 | 通过整流为直流负载供电 | 在电路之间传输交流电源 |
| 负载类型 | 高度非线性、谐波丰富、不平衡 | 典型的线性、平衡 |
| 辅助配置 | 带相移的多相 | 单相或三相 |
| 设计复杂性 | 高（多绕组、抗谐波） | 相对简单 |
| 冷却要求 | 由于谐波发热，要求更高 | 中度 |
| 电压调节 | 在动态负载下更精确、更稳定 | 标准规定 |
| 应用特异性 | 专为直流应用定制 | 一般用途 |
用户的设计考虑因素
如果您要为项目或设施采购整流变压器，请考虑以下设计参数：
所需脉冲数 (6、12、24 脉冲系统）
交流输入电压和直流输出电压要求
负载特性：恒定、可变、再生
场地条件：室内或室外、温度、海拔
遵守法规:IEC、IEEE、ANSI 或 UL 标准
结论：整流变压器为何重要
整流变压器不仅仅是为直流系统供电的变压器。它们的设计在交流电网和直流工艺之间架起了一座桥梁，使工业企业能够操作熔炉、提取金属、驱动重型电机，以及跨洲传输能源。
了解这些变压器的独特功能以及与传统变压器的不同之处，有助于工程师、项目规划人员和工业买家为长期性能、安全性和效率选择正确的解决方案。
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