С помощью трансформатора производится преобразование величины входного напряжения, электрическое разделение входной и выходной части источника питания, преобразование числа фаз системы напряжений. Режим работы трансформатора совместно с выпрямителем отличается от обычных режимов работы трансформатора при линейной нагрузке. Это обусловлено, с одной стороны, характером эквивалентной нагрузки для трансформатора, которая в преобразователях электрического тока нелинейна. С другой стороны, возможны режимы работы трансформатора с вынужденным намагничиванием сердечника.
Существенное влияние на характер электромагнитных процессов в выпрямителе оказывают магнитные потоки рассеяния в трансформаторе. Характер распределения магнитных потоков рассеяния зависит от конструктивных особенностей трансформатора - от формы магнитопровода, типа и устройства обмоток, взаимного расположения обмоток относительно друг друга. Потоки рассеяния учитываются одним из главных параметров трансформатора - , который называют индуктивным сопротивлением обмоток, расположенных на одном стержне. Вторым важным параметром трансформатора является - активное сопротивление обмоток, расположенных на одном стержне магнитопровода. Особенности расчета трансформатора выпрямителей различной мощности зависят от соотношения между параметрами и . В преобразователях малой мощности (особенно низковольтных) индуктивное сопротивление обмоток трансформатора значительно меньше активного сопротивления . Поэтому при работе таких преобразователей потоками рассеяния пренебрегают.
|
|
Для трансформаторов большой мощности потоки рассеяния оказывают решающее влияние на характер электромагнитного процесса, поэтому при расчете пренебрегают величиной . В трансформаторах выпрямителей средней мощности и соизмеримы, поэтому необходимо учитывать их оба.
По расположению обмоток на сердечнике для выпрямителей при меняются два типа трансформаторов. К первому типу относят трансформаторы, во вторичных обмотках которых за полный период ток протекает один раз и только в одном направлении. Вторичные обмотки таких трансформаторов включаются последовательно с выпрямительными диодами (рис. 2, а), поэтому ток в обмотках содержит постоянную составляющую. Ко второму типу относят трансформаторы, у которое во вторичной обмотке ток протекает дважды за период, причем за каждый полупериод в противоположном направлении (рис. 2, в). Такие трансформаторы не имеют вынужденного постоянного подмагничивания магнитопровода.
В эквивалентной схеме трансформатора выпрямителя для замены индуктивной связи между обмотками эквивалентной электрической связью обычно первичную обмотку с числом витков приводят ко вторичной обмотке . Это объясняется тем, что заданными параметрами при расчете выпрямителя являются напряжение и ток нагрузки , подключаемой ко вторичной обмотке трансформатора. Для однофазного двухобмоточного трансформатора параметры приведенной первичной обмотки определяются следующими зависимостями
|
|
где -коэффициент трансформации.
Эквивалентная схема однофазного трансформатора изображена на рис. 4, а. У правильно сконструированных трансформаторов ток намагничивания значительно меньше тока нагрузки , поэтому эквивалентную схему можно упростить исключением индуктивности (рис. 3, б).