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北京利德華福電氣技術有限公司副總經理兼總工程師 倚鵬
1．整流變壓器的冷卻介質有哪幾種？
要把熱量從變頻器中帶出來，可以借助的介質一般有三種：空氣、水、油。高壓變頻器的發熱部件主要是兩部分：一是整流變壓器，二是功率元件。變壓器在早期主要采用油冷卻方式，即把變壓器浸泡在油箱中，由於油比空氣的比熱大、絕jue緣yuan強qiang度du高gao，所suo以yi這zhe種zhong散san熱re方fang式shi目mu前qian在zai大da功gong率lv變bian壓ya器qi上shang還hai是shi主zhu流liu。但dan是shi，由you於yu油you品pin需xu要yao維wei護hu，引yin出chu線xian處chu的de密mi封feng不bu好hao解jie決jue，隨sui著zhe絕jue緣yuan材cai料liao的de進jin步bu，在zai中zhong小xiao功gong率lv等deng級ji，幹gan式shi變bian壓ya器qi已yi經jing占zhan主zhu導dao地di位wei。幹gan式shi變bian壓ya器qi借jie助zhu於yu空kong氣qi進jin行xing冷leng卻que。變bian壓ya器qi還hai可ke以yi采cai用yong水shui冷leng的de方fang式shi，即ji將jiang變bian壓ya器qi的de線xian圈quan做zuo成cheng中zhong空kong的de，內nei部bu通tong純chun淨jing水shui，利li用yong純chun淨jing水shui帶dai走zou熱re量liang。
2．變壓器設計的基本問題是什麼？
變壓器設計的基本問題是磁通和電流密度。變壓器的電流與容量成正比，電流密度的大小（即導線的粗細）按照導體的發熱量來考慮。對於磁通，電磁學的基本關係式為u=4.44fwΦ，其中u為電壓；f為頻率，在這裏為50Hz，定值；w為線圈的匝數；Φ是磁通量。由於矽鋼片的磁通密度B受到材料的限製，一般僅能設計到1.4-1.8特斯拉，而Φ=BS,所以，要增大Φ，一yi般ban隻zhi能neng增zeng大da鐵tie芯xin的de截jie麵mian積ji。變bian壓ya器qi的de鐵tie芯xin一yi般ban為wei三san相xiang柱zhu式shi，鐵tie芯xin的de截jie麵mian積ji按an照zhao上shang述shu公gong式shi可ke以yi確que定ding，鐵tie芯xin窗chuang口kou的de大da小xiao則ze要yao考kao慮lv把ba線xian圈quan放fang進jin去qu為wei原yuan則ze。容rong量liang越yue大da的de變bian壓ya器qi，導dao線xian越yue粗cu，鐵tie芯xin的de窗chuang口kou就jiu需xu要yao越yue大da。
在變壓器的設計中，銅和鐵的用量可以均衡考慮。因為一旦變壓器的容量確定了，電流就確定了，導線的粗細也就確定了，增大匝數W，磁通Φ就可以小一些，鐵芯的截麵積就可以小一些，但是要把這些匝數繞進去，鐵芯的窗口要大一些；相反，減小匝數W，磁通Φ就要大一些，鐵芯的截麵積要大一些，但是鐵芯的窗口可以小一些。
3．變壓器的容量和什麼有關？
由(you)上(shang)述(shu)第(di)二(er)個(ge)問(wen)題(ti)的(de)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，鐵(tie)芯(xin)的(de)選(xuan)擇(ze)與(yu)電(dian)壓(ya)有(you)關(guan)，而(er)導(dao)線(xian)的(de)選(xuan)擇(ze)與(yu)電(dian)流(liu)有(you)關(guan)，即(ji)導(dao)線(xian)的(de)粗(cu)細(xi)直(zhi)接(jie)與(yu)發(fa)熱(re)量(liang)有(you)關(guan)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)隻(zhi)與(yu)發(fa)熱(re)量(liang)有(you)關(guan)。對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)設(she)計(ji)好(hao)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，如(ru)果(guo)在(zai)散(san)熱(re)不(bu)好(hao)環(huan)境(jing)中(zhong)工(gong)作(zuo)，假(jia)如(ru)為(wei)1000KVA，如果增強散熱能力，則有可能工作在1250KVA。另外，變壓器的標稱容量還與允許的溫升有關，例如，如果一台1000KVA的變壓器，允許溫升為100K，如果在特殊的情況下，可以允許其工作到120K，則其容量就不止1000KVA。由(you)此(ci)也(ye)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，如(ru)果(guo)改(gai)善(shan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)散(san)熱(re)條(tiao)件(jian)，則(ze)可(ke)以(yi)增(zeng)大(da)其(qi)標(biao)稱(cheng)容(rong)量(liang)，反(fan)過(guo)來(lai)說(shuo)，對(dui)於(yu)相(xiang)同(tong)容(rong)量(liang)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)，可(ke)以(yi)減(jian)小(xiao)變(bian)壓(ya)器(qi)櫃(gui)的(de)體(ti)積(ji)。
suoyizaiyouxietoubiaoguochengzhong，jingzhengduishouguyibiaochengjiaodadebianyaqirongliang，geiyonghushejiyuliangjiaodadejiaxiang，shijishangshimeiyouyiyide，guanjianhaiyaokanbianyaqidetijihesanrefangshi。
4．為什麼電流源型變頻器需要較大的變壓器容量？
變壓器的設計一般隻看額定容量，而不看額定功率，因為其電流隻與額定容量有關。對於電壓源型變頻器，由於其輸入功率因數接近於1，所(suo)以(yi)額(e)定(ding)容(rong)量(liang)與(yu)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)幾(ji)乎(hu)相(xiang)等(deng)。電(dian)流(liu)源(yuan)型(xing)變(bian)頻(pin)器(qi)則(ze)不(bu)然(ran)，其(qi)輸(shu)入(ru)側(ce)變(bian)壓(ya)器(qi)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)最(zui)多(duo)等(deng)於(yu)負(fu)載(zai)異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，所(suo)以(yi)對(dui)於(yu)相(xiang)同(tong)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)機(ji)，其(qi)額(e)定(ding)容(rong)量(liang)要(yao)比(bi)電(dian)壓(ya)源(yuan)型(xing)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)大(da)一(yi)些(xie)。
5．什麼是幹式變壓器的絕緣等級？
幹式變壓器的絕緣等級，並不是絕緣強度的概念，而是允許的溫升的標準。比如，B級絕緣允許工作到130℃，H級絕緣允許工作到180℃，所以，H級絕緣允許導線選得細一些。
6．什麼叫“H級絕緣，用B級考核溫升”？
就是說，變壓器采用H級絕緣材料，但是各個點的工作溫度不允許超過B級絕緣所允許的工作溫度。這實際上是對絕緣材料的一種浪費，但是，變壓器的過載能力會很強。
2005年3月10日
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