业中，广泛地采用电力作为能源。而在冶金工业电化学工业牵引传动直流输电等许多行业中都大量使用直流电源。将交流电转化为直流电就需要整流装置，整流变压器就是整流装置用的变压器，因此研究整流变压器及其设计有较深远的意义。本课题结合具体实际工程参数，主要通过对整流电路设计参数计算铁心设计线圈设计损耗计算阻抗电压计算变压器各部分重量和温升计算等，设计出台满足实际工程参数并具有实际应用价值的整流变压器。关键词直流电源，整流变压器，实际工程参数，设计，摘要绪论概论课题背景变压器原理基本工作原理变压器的主要参数额定电压额定容量额定电流和频率空载电流和空载损耗阻抗电压和负载损耗整流变压器整流变压器及其结构整流变压器特点和用途整流变压器现状和发展趋势设计材料与基本参数设计的原始材料和要求基本参数的确定设计前可知的技术参数基本参数换算整流电路的选取三相桥式整流电路的基本原理空载整流电压计算主要尺寸的确定材料的选择铁心直径的选择绕组设计每匝电压高低压绕组匝数确定电磁线选择线圈的排布和尺寸确定线圈和排列线圈的排布线圈尺寸的确定高低压间绝缘距离绝缘半径高低压绕组的平均匝长及总长每相电阻三相导线重包绝缘后的导线重线圈电阻损耗负载损耗计算阻抗电压计算铁心设计铁心距离计算铁心窗高心柱中心距铁轭高轭截面铁心重磁通密度计算总磁通心柱磁通密度轭磁通密度单位损耗及励磁伏安铁损计算空载电流计算温升计算温升的计算谐波电流引起的附加损耗所产生的温升结论参考文献致谢绪论绪论概论变压器中电力系统中的作用是变换电压，以利于功率的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。发电厂欲将的电功率输送到用电的区域，在为定值时，若采用的电压愈高，则输电线路中的电流愈小，因而可以减少输电线路上的损耗，节约导电材料。所以远距离输电采用高电压是最为经济的。目前，高压直流输电也得到大力的发展，这也促进着整流变压器向更高层次的发展。目前，我国交流输电的电压最高已达。这样高的电压，无论从发电机的安全运行方面或是从制造成本方面考虑，都不允许由发电机直接生产。发电机的输出电压般有等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能远距离输送。电能输送到用电区域后，为了适应用电设备的电压要求，还需通过各级变电站所利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。在用电方面，多数用电器所需电压是或，少数电机也采用等。课题背景现代化的工业企业，广泛地采用了电力作为能源，电能都是由水电站和发电厂的发电机直接转化出来的。发电机发出来的电根据输送距离将按照不同的电压等级输送出去，就需要种专门改变电压的设备，这种设备叫做变压器。整流变压器属于交流变压器的种。电力变换分为整流逆变和变频三种。整流是由交流电变成直流电，其变压器称为整流变压器。逆变是由直流电变为交流电，其装置称为逆变器。变频是专门改变交流电频率的，其装置称为变频器。其中整流的用途最为广泛。整流变压器是整流元件的电源变压器，与整流元件起把交流电变为直流电。整流元件有电子整流管和离子整流管包括真空管充气管闸流管和贡弧整流器以及半导体整流器硒整流器和硅整流器晶闸管等。变压器原理变压器原理基本工作原理在次绕组上外施变流电压便有流入，因而在铁心中激励交流磁通，磁通同时也与二次绕组匝链。由于磁通的交变作用在二次绕组中便感应出电势。根据电磁感应定律可知，绕组的感应电势正比于安的匝数。因此只要改变二次绕组的匝数，便能改变电势的数值，如果二项绕组接上用电设备，二次绕组便有电压输出，这就是变压器的工作原理，其原理图如图。ΕΕΕΕ图变压器工作原理图在原线圈次绕组上加交变电压，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈二次绕组，在原副线圈中都要引起感应电动势。如果副线圈电路是闭和的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量。这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈。在原副线圈中同样要引起感应电动势。在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。由于互感现象，绕制原线圈和副线圈的导线虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈。假设初次次级绕组的匝数分别为，当变压器的初级接到频率为，电压为的正弦变流电源时，根据电磁感应原理，铁心中的交变磁通将分别在二次绕组中感应出电势。次变压器原理绕组感应电势为式式中的为磁通的变化率，负号表示磁通增大时，电势的实际方向与电势的正方向相反。如果不计漏阻抗，根据回路电势平衡规律可得其数值式在二次侧同理可以得出式由，式之比得式式中就是变压器的变比，或称匝数比，设计时选择适当的变比就可以实现把次侧电压变到需要的二次电压。变压器的主要参数额定电压变压器的个作用就是改变电压，因此额定电压是重要数据之。额定电压是指在多相变压器的线路端子间或单相变压器的端子间指定施加的电压，或当空载时产生的电压，即在空载时当绕组施加额定电压时，则变压器所有其它绕组同时都产生电压。变压器的额定电压应与此连接的输变线路电压相符合。我国输变电线路电压等级为。输变电线路电压等级就是线路终端的电压值。因此，连接线路终端变压器侧的额定电压与上列数值相同。线路始端电源端电压考虑了线路的压降将此等级电压高，以下电压等级的始端电压比电压等级要高。而及以上的要高。因此，变压器的额定电压也相应提高，线路始端电压值。由此可知高压额定电压等于始端电压的变变压器原理压器为升压变压器，等于线路终端电压电压等级的变压器为降压变压器。变压器产品系列是以高压的电压等级而分的，现在电力变压器的系列分为及以下系列，系列，系列，系列，和系列等。额定电压是指线电压，且均以有效值表示。额定容量变压器的主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以或表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量，由于变压器的效率很高，通常，二次侧的额定容量设计成相等，多绕组变压器应对每个绕组的额定容量加以规定。其额定容量为量大的绕组额定容量当变压器容量由冷却方式而变更时，则额定容量是指量大的容量。我国现在变压器的额定容量等级是按的倍数增加的，如容量有„„等，只有和以外的容量等级与优先数系有所不同。年以前变压器的额定容量等级是按倍数增加的容量系列。对于单相变压器式对于三相变压器式变压器的容量大小与电压等级也是密切相关的。电压低，容量大时电流大，损耗增大电压高，容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸相对增大，因此，电压低的容量必小。电压高的容量必大。额定电流和频率变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的系数单相为，三相为，而并得的电流经绕组线端的电流。因此变压器的额定电流就是各绕组的额定电流，是指线电流，也以有效值表示要注意组成三相的单相变压器。额定频率是指对变压器所设计的运行频率，我国标准规定频率为。变压器原理空载电流和空载损耗空载电流是指当向变压器的个绕组般是次侧绕组施加额定频率的额定电压时，其它绕组开路，流经该绕组线路端子的电流，称为空载电流其较小的有功分量用以补偿铁心的损耗，其较大的无功量用于励磁以平衡铁心的磁压降。空载电流式通常以额定电流的百分数表示式空载电流的有功分量是损耗电流，所汲取的有功功率称空载损耗，即指当以额定频率的额定电压施加于个绕组的端子上，其余各绕组开路时所汲取的有功功率。忽略空载运行状态下的施电线绕组的电阻损耗时又称铁损。因此，空载损耗主要决定于铁心材质的单位损耗。阻抗电压和负载损耗双绕组变压器当个绕组短接般为二次侧另绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压，多绕组变压器则有任意对绕组组合的。通常阻抗电压以额定电压百分比表示式且应折算到参考温度个绕组短接般为二次。另绕组流通额定电流时所汲取的有功功率称为负载损耗负载损耗最大对绕组的电阻损耗附加损耗附加损耗包括绕组温度损耗，并绕导线的环流损耗，结构损耗和引线损耗，其中电阻损耗也称为铜耗，负载损耗也要折算到参考温度。整流变压器整流变压器整流变压器及其结构整流变压器属于交流变压器的种。交流分为整流逆变和变频三种。整流是由交流电变成直流电，其变压器称为整流变压器。逆变是由直流电变为交流电，其装置称为逆变器。变频是专门改变交流电频率的，其装置称为变频器。其中整流的用途最为广泛。整流变压器是整流元件的电源变压器，与整流元件起把交流电变为直流电。整流变压器的总体结构形式很多，按整流电路形式分类三相桥式整流变压器结构双反星形带平衡电抗器的整流变压器结构双反星形三相五柱式整流变压器结构按调压方式分类无励磁调压整流变压器结构有载调压整流变压器结构这其中又有单器身变磁通调压结构调变加主变结构串变调压结构按器身安装方式分类器身连箱盖结构钟罩式结构这其中又分成钟罩式半钟罩式三节钟罩式④按冷却方式分类可分为自冷，风冷强油水冷或风冷以及强油导向冷却。按用途分类，整流变压器分为冶金化工和牵引用三大类。它们在调压方式调压范围和二次侧相电压上有所区别，共同特点是二次电压低电流大。整流变压器整流变压器特点和用途整流变压器的次侧接交流电网，称为网侧二次侧接硅整流器，称为阀侧。整流变压器特点电流波形不是正弦波。由于整流器各臂在同周期内轮流导通，流经整流臂的电流波形为断续的近似矩形波，所以整流变压器各相绕组中的电流波形也不是正弦波。