可控硅整流装置及整流变压器设计中的电流容量、涡流损耗与杂散损耗计算的论
时间：2026-01-19
可控硅整流装置及整流变压器设计中的电流容量、涡流损耗与杂散损耗计算的论述
第:?卷第,期"’’’年,月
变压器!"#$%&’"()"
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可控硅整流装置及整流变压器设计中的电流容量、涡流损耗与杂散损耗计算的论述（上）
李学郛!，阙家桢"，徐森昌!
（!#上海整流器厂，上海!"""#"；"#上海电气集团总公司，上海!"""$"）
摘要：根据电路及电流波形，探讨了可控硅整流装置用整流变压器绕组中的涡流损耗和结构件中的杂散损耗
的计算方法，得出了三相和单相桥的直流降容曲线、涡流损耗增量曲线和杂散损耗增量曲线。
关键词：可控硅整流器；整流变压器；电流容量；涡流损耗；杂散损耗；计算中图分类号：$%&""#’!!
文献标识码：(
文章编号：（"’’’）!’’!)*&"+’,)’’’!)’-流损耗增量和杂散损耗增量曲线。
!引言
可控硅整流装置的主回路，一般由整流变压器快速熔断器/0、晶闸管123、滤波电抗器4、负载$.、
电阻!及反电势"’等组成，如图!
所示。
"
"$!
交流电流的递增和直流电流的降容
直流电流的瞬时值
从直流电流的瞬时值出发，计算交流电流的有
效值及直流电流的平均值（忽略换相电抗及重叠角）。
给定#，（电网角频率），!，"5，"（交流线电!6
压幅值），则交流电压瞬时值%&"6789（!’("）。每换相瞬间!’&’，其中"&#(，（单"&#:
相桥），*&
#为相控角，%&"5)"6，，
+!。&&;<9（!#)!）
图!可控硅整流装置主回路
由于受相控角与负载条件的影响，其交流电流和直流电流为不同的脉动波，与正常的交流正弦波相比有明显的差异，而电器多按其额定电流有效值运行，故本文讨论以下两个问题。
（!）在不同的负载条件（#，下，随着相控!，"5）角的增加，直流电流从连续状态过渡到断续状态，导致交流电流有效值增加和整流电流容量下降，从而影响晶闸管、快速熔断器和变压器的安全运行。为此，我们提出了直流电流、直流电压的平均值和交流电流有效值的计算方法，并给出两组实用的电流降容曲线。
（"）由于存在变压器漏抗，换相重叠角随相控角变化；因受交流电流的谐波分量的影响，变压器绕组的涡流损耗显著增加，同时变压器漏磁场所产生的结构件杂散损耗也相应增加。为此导出电流波形的近似“傅立叶”展开，计算谐波频率对涡流损耗的影响，从而绘出两组实用的涡
图"
直流电流过程有以下两种状态。"$!$!
电流断续时（,=）
每换相周期中的导电间隔为一独立的暂态过程，其简化电路及电流、电压波形如图"所示。
断续电流的表达式为：,=&
"6
（!’("(&）++789*>57&
{
断续电流暂态过程的简化电路和波形图
可控硅整流装置及整流变压器设计中的电流容量、涡流损耗与杂散损耗计算的论述
!
变压器
第!9卷
$）#
每导电间隔，初值为$$*%*，终值为切&(*%*；断电流的瞬时值，&(+%*，导电角%!$$+%%，，（单相桥）。!三相桥）!’（%!!,-.-,
电流连续时（#(）
[
（!’()]"
}
/1%（
其积分可用“辛普生”近似法求得。
直流电流01的平均值为：
三相桥：
01%
,0（（（!%）%&"’*）!%&"’**%）*#!
"&1$$）’!
*
%
[]
每一换相周期内电流均不过零，即电流连续。当电流波形达到稳定重复时，&（。每间/)）%&（/)*.）
隔均为一次相同的暂态过程。其简化电路和电流、电压波形见图!。
单相桥：01%
,0
[%&"]（（!!%）’!%&"’*%）*#!
电压的标么值,.!直流电流、
和降容曲线
计算标么值时，按额定条件为感性负载。
直流电流标么值/$1的定义为：保持交流电流有效值/为其额定满载/*的条件下，某/*’角时的直流/1"%/1 /与’
即/$%*时的直流/1*的比值，1%/1/*’/1*/。
直流电压标么值0$1的定
义为：某’角时的01与’%*
时的01*的比值，即0$1%01’01*。
三相桥：
/*
01*%*.455,0%*.2.3，
/1*单相桥：
/*
01*%*.3!3,0%.，
/1*
以$#’"和#为参数，通过计算机算’为变量，
$出/$三相桥见图67，单相桥见图68。1和01值，
当降容曲线中/$直流电流从1降至*.4以下时，连续态过渡到断续态。因/$1与导电角%密切相关，
故将二者之值均标志在图6中。当导电角%减小时，电流脉波变得窄而高，这对晶闸管、快速熔断器等热惯性小的器件均易造成损坏，故当/$1降到*.!以下时，曲线将失去其实际使用意义。
每次触发后的导电角%均占有整个换相周期，即%%+为相数）。
+
因所有前各周期的衰减电流的余值均包含在且前各周期的衰减电流分量按&（/)）的衰减分量中，
几何级数递减，因此可用无穷递减几何级数之和来表达&/的衰减分量的初值，从而得到连续电流的表
达式：
,0
（$$*!!"）!
