整流变压器的设计
带自耦调压的12脉波桥式整流变压器设计
带自耦调压的12脉波桥式整流变压器设计海理; 肖金凤; 王博; 谢艳【期刊名称】《《电气技术与经济》》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P44-46)【关键词】自耦调压; 12脉波桥式整流; 同相逆并联; 移相变压器【作者】海理; 肖金凤; 王博; 谢艳【作者单位】[1]南华大学电气工程学院【正文语种】中文【中图分类】TM4220 引言随着低电压、大电流、调压范围宽的大功率可控可调直流电源在电化学工业、电解电镀设备、钢铁冶金行业及交通驱动等领域中广泛应用，电力电子整流装置的功率需求不断增大，它所产生的谐波、无功功率等对电网的干扰也随着增大。
为解决电网谐波污染问题，往往采用多脉波整流技术，即通过增加整流器的输入相数的方法来抑制甚至完全消除输入电流中某些特定次数的谐波。
孟凡刚［3］［4］等人提出了一种低容量联结的六相自耦变压器应用于12脉波整流系统；张先进［5］等人研制了不带平衡电抗器的隔离型12脉波多边形自耦变压器的整流系统。
这些方法将6脉波桥式整流提升到12脉波输出，大大减小了谐波污染，但是阀侧多边形移相，绕组数量多，制造工艺复杂，对大容量整流变压器设计而言，往往需要满足调压范围大、制造工艺简单的要求。
本文介绍带自耦调压的12脉波桥式整流变压器能满足这种需要低电压、大电流、调压范围宽的直流电源设备的要求，也能解决直流电压脉动及高次谐波问题，使电压质量提高、电网危害减少。
该变压器采用“一拖二”的结构，由一台调变和两台整变按“品”字形共箱布置，调变网侧为35kV进线自耦调压，两台整变分别采用Y、D接法，阀侧Δ接通过同相逆并联方式在油箱两侧对称输出，与4组桥式整流柜及负载设备构成整流回路。
1 变压器接线原理图1.1 调变绕组接线原理图调变接线原理见图1。
采用自耦正反调压，调节范围80%～105%，在容量相同时，自耦变压器体积比隔离式变压器小，可节省硅钢片和铜线，且效率高。
图1 调变接线原理图1.2 整变绕组接线原理图整变接线原理见图2。
整流变压器
整流变压器简介整流变压器（Rectifier Transformer）是一种用于变压变流电力系统中的特殊类型变压器。
它主要应用于交流输电系统中，将交流电转换为直流电。
工作原理整流变压器的工作原理与普通变压器类似，都是基于电磁感应原理。
它由两部分组成：变压器和整流装置。
变压器部分用于将输入电压从高压转换为适当的低压，以便满足整流装置的要求。
整流装置由一组整流阀组成，其中每个整流阀采用二极管或可控整流装置（thyristor）构成。
整流装置负责将交流电转换为直流电。
整流变压器的输入侧连接到电力系统的交流电源，输出侧连接到直流负载。
通过整流过程，变压器把输入电压转换为适合直流负载的电压。
整流变压器可以根据需要提供不同的电压和功率输出。
特点1. 高效能整流变压器具有较高的能量转换效率。
它能够将交流电转换为直流电，并在转换过程中减少能量损耗。
这使得整流变压器在高效的电力传输和分配中发挥关键作用。
2. 可调性整流变压器可以调整输出电压和功率，以适应不同的应用需求。
通过控制整流装置的工作方式，可以实现电压和功率的调节和控制。
3. 保护功能整流变压器具有完善的保护功能，能够保护整流装置和负载不受电力系统中的异常条件影响。
它可以监测电压和电流，检测过电压、过电流等故障，并及时采取措施实现保护和安全断电。
应用领域整流变压器主要用于以下领域：1. 电力系统在电力系统中，整流变压器用于将变压器的交流电转换为直流电，以供直流负载使用。
它广泛应用于交流输电系统中的变电站、工业领域、核电站等场所。
2. 电子设备在电子设备中，整流变压器用于供电和电源管理。
它可以通过变换电压和调整功率，为电子设备提供稳定、高效、可靠的直流电源。
3. 交通运输在轨道交通领域，整流变压器用于电力牵引系统中，将交流电转换为直流电，以供电力机车和列车使用。
它具有高效能、可靠性好的特点，能够满足电力牵引系统对电能传输和供电质量的要求。
结论整流变压器是一种特殊类型的变压器，用于将交流电转换为直流电。
220kV有载调压整流变压器技术方案_易梅生
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变压器
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易梅生 !， 胡玉建 !， 朱志勇 "
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方案3采取外延三角形移相方式器身绝缘必须采取llokv全绝缘结构方案4采取曲折形移相方式器身绝缘可采取llokv分绝缘结构相比来说方案4的安全可靠性岛2从制造lt讲方案3采用外延三角形移卡i两个器身均为全绝缘结构外延三角形移相变压器ojn造工艺较麻烦但曲折形移相结构却相对简单3从制造成小米讲外延二角肜必须采取全绝缘结构基本绕组移相绕组的引线电压均是llokvru压等级的冈此引线绝缘方面需要采取更多的措施且油箱尺寸需更大些才能保证产品可靠性
整流变压器整流方式： 三相桥式
’’&9, 有 载 调 压 整 流 变 压 器 过 程 中 提 出 的 四 种 技
术方案及最终优选方案的过程。
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使用条件和技术要求
环境温度 极端最高温度： 1%’: 极端最低温度： )!&:
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正常使用条件 海拔： 低于 %+&; 使用条件： 户外式 外部冷却介质： 空气 污秽等级： !
A" 调压变压器联结组标号： /BC&D!! 线端有载粗细调压 E" 调压变压器调压方式： 有载开关调压级数： F? 级 调压范围： （!",,G!&+ ） > D" 额定容量： !!! *&&-.H 调压变压器补偿绕组额定容量： ’+ &&&-.H I" 单机额定直流电压： **&. 单机额定直流电流： ’J+’"+-H 单机脉波数： 单台 !’ 相 总脉波数： %J!’K%* 相 L" 整流变压器联结组别： 2 8 D)D 2 8 C)C 整流变压器移相角： =,"F+M、 =!!"’+M、 =!*"F+M、 =’N"’+M
传动整流变压器的运行特点与设计研究
决 定：
当变 压器 网侧绕 组受 到过 电压 时，会在 阀侧 绕 组感应 出高 电位 ，如果这 个 电位 超 出 阀侧 整流元 件 的 电压 耐受值 ，则会 损坏 整流 元件 ，进而 影响整 个 变 频调速 系统 。因此 ，为 了有 效保护 整流 变压器 后 面 的整 流元件 ，一般要 在整流 变压器 网侧 绕组和 阀 侧 绕 组 间设 置接 地 屏 蔽 ，如 图 １ 所 示 。接 地 屏蔽 可 以在 网侧绕 组受 到高频 过 电压 时 ，避 免在 阀侧绕 组 上感 应过高 的 电压 ，防止 阀侧 整流 元件 的损坏 。此
频 调速可 以显 著地 降低 能耗 ，为企业 创造可 观 的经
撑条 数 、绕 组绕 制时拉 紧 、器 身套 装时 可靠压 紧等
措施 ，可提 高绕组 的机械 稳定 性 。 ２ ． ２适 当降低 铁心工 作磁 密 由于整 流变 压器要 承受 一定 的高次 谐波 和可 能 产 生 的直 流偏磁 ，因此在选 取铁 心工作 磁密 时要 比 电力变压 器 的磁 密适 当 降低 ，一 般 比电力变 压器 的
器 短 路 阻抗 大 于 ８ ％时， 谐波 的影 响 显著 减 小 。对
用户 协 商，取 消 了分 接 开关 ，按现 有 网侧供 电电压 重新设计高压绕组 ，变 压器修复后投入运行正 常。
３ ． ３绕 组温 控器 的使用
济 效益 。交流 变频 调速技 术 的推广应 用 ，对 与之 配
套 的传 动整流 变压器 要求 也越 来越 多 ，用 量越来 越 大 。传 动整流 变压 器是 交流变 频调速 系统 中 的重 要 元件 ，其可靠 性对 整个 变频调 速系 统安全 运行 具有
35kV 12脉波移相整流变压器电磁与结构设计
- 45 -工 业 技 术１ 项目背景多脉波移相整流变压器广泛应用于各行各业的变频调速系统中，电压等级一般为10 kV~35 kV，低压侧输出脉波数以6脉波和12脉波为主，12脉波整流变压器高压侧经移相后，2台可组成24脉波输出，大大降低整流装置注入电网的谐波，提高电能质量[1]。
该项目所设计的35 kV 12脉波整流变压器，安装地点位于海拔高达4 600 m 的西藏地区，外绝缘距离与变压器温升需要特殊考虑，同时，该地区运行的变压器遭受大气过电压概率大，需要对变压器绕组进行必要的保护。
目前国内外市场上的35 kV 高压外延三角形移相整流变压器，基本绕组与高压移相绕组都采用辐向排列方式，在雷电冲击电压下，高压移相绕组尾端与高压基本绕组首端连接处冲击电位震荡很大，绝缘性能不易保证，需要增大绝缘距离以保证绝缘强度[2]。
为了解决上述技术问题，该项目通过技术研究与电磁仿真技术，将高压基本绕组与移相绕组调整为轴向排列，经仿真计算与测试，移相绕组尾端与基本绕组首端连接处的冲击电位震荡明显下降，提高了绝缘可靠性，高压移相绕组引线与其它绕组引线连接更加方便，器身的布置结构更加紧凑合理，器身机械稳定性得到提高。
２ 产品开发与设计针对项目技术协议中所需特点，研究采用合理的结构满足实现35 kV 高压外延三角形移相，单器身输出12脉波的整流变压器。
并可以D （+7.5°）d0y11配合D （-7.5°）d0y11组成24脉波整流变压器。
２．１ 电磁设计部分采用了组合式双分裂绕组结构，高压线圈4个绕组采用轴向排列后，器身布置更加紧凑，机械强度较原辐向排列结构大大提高。
经波过程电磁分析软件仿真分析，改进后结构在大气过电压下，绕组中的电位振荡大为降低，由原来电位幅值达到入波的约150%以上降低到入波的约115%，如图1所示，降低了绝缘设计的难度。
经电磁场仿真软件进行器身的详细磁场仿真计算，绕组结构与布置改进后油箱中磁密有一定程度的增大，如图2所示，右侧绕组磁通密度明显高于左侧绕组。
整流变压器的设计
整流变压器的设计整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的整流变压器整流变压器是将电网电源转换为整流装置所需要的电源，广泛应用于变频、电化学电解、牵引、传动、直流输电、电镀、充电、励磁、静电除尘及一般工业用整流电源等领域。
整流变压器和普通变压器的原理相同.变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备．变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯．变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通．初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电.变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比.．如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝．初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到110V的输出电压．有的变压器可以有多个次级绕组和抽头．这样就可以获得多个输出电压了。
与整流器组成整流设备以便从交流电源取得直流电能的变压器。
整流设备是现代工业企业最常用的直流电源，广泛用于直流输电、电力牵引、轧钢、电镀、电解等领域。
整流变压器的原边接交流电力系统，称网侧；副边接整流器，称阀侧。
整流变压器的结构原理和普通变压器相同，但因其负载整流器与一般负载不同而有以下特点：①整流器各臂在一个周期内轮流导通，导通时间只占一个周期一部分，所以，流经整流臂的电流波形不是正弦波，而是接近于断续的矩形波；原、副绕组中的电流波形也均为非正弦波。
图中所示为三相桥式Y/Y接法时的电流波形。
用晶闸管整流时，滞后角越大，电流起伏的陡度也越大，电流中谐波成分也越多，这将使涡流损耗增大。
由于副绕组的导电时间只占一个周期的一部分，故整流变压器利用率降低。
两种24脉波整流变压器设计比较
两种24脉波整流变压器设计比较24脉波整流变压器是一种特殊的变压器，能够提供更加稳定的直流输出电压。
在24脉波整流变压器的设计过程中，有两种不同的设计方法可以选择，分别是谐振式设计和非谐振式设计。
下面将介绍这两种设计方法的比较。
谐振式设计是一种常见的24脉波整流变压器设计方法。
在这种设计中，谐振电路被用来减小电路中的谐波和纹波。
谐振电路是由电容器和电感器组成的，并与变压器并联。
电容器和电感器的参数可以根据需要进行调整，以便在电路中产生合适的谐波和纹波消除效果。
谐振式设计的优点是能够有效减小谐波和纹波，从而提供更加稳定的直流输出电压。
然而，谐振式设计也有一些缺点。
首先，谐振电路的设计复杂，需要进行精确的参数调整，使得设计和调试成本较高。
其次，谐振电路会引入额外的电功率损耗，从而降低变压器的效率。
因此，在设计谐振式24脉波整流变压器时，需要权衡其优缺点，并选择合适的参数和电路结构。
非谐振式设计是另一种常见的24脉波整流变压器设计方法。
在这种设计中，没有谐振电路，而是调整主变压器的参数来减小谐波和纹波。
非谐振式设计的优点是无需设计和调试谐振电路，从而降低了设计和制造成本。
此外，非谐振式设计还能够提高变压器的效率，因为没有额外的电功率损耗。
然而，非谐振式设计也存在一些缺点。
首先，调整主变压器的参数需要一定的经验和技巧，否则可能会导致电路的不稳定或者谐波和纹波过大。
其次，非谐振式设计不能完全消除谐波和纹波，因此直流输出电压的稳定性相对较差。
综上所述，谐振式设计和非谐振式设计是24脉波整流变压器常用的两种设计方法。
谐振式设计能够有效减小谐波和纹波，提供更加稳定的直流输出电压，但设计复杂，成本较高，且会引入额外的功耗损失。
非谐振式设计则无需设计和调试谐振电路，降低了成本，提高了效率，但无法完全消除谐波和纹波，直流输出电压稳定性相对较差。
在选择设计方法时，需要根据具体的应用需求和成本考虑，选择适合的设计方法。
采用晶闸管整流技术电解铝用大型整流变压器设计
近几 年 ，铝 电解 技术 得 到 了快速 的发 展 ，一是单 系列 产 能 已达 到 ５０万 吨／年 ；二 是 主 流 电解 槽 电解 电流 已达 ５００ｋＡ。铝 电解 技 术 进 步 日新 月 异 ，其 供 电方 式也 发生 了很 大 的变 化 ，出 于降 低 电能 损 耗 考 虑 ，多 新建 电解 铝 厂 其供 电运 行 方 式 已从 大 电网受 电运行 变 为局 域 网 运 行 、甚 至 孤 网 运行 。为 满 足 局 域 网或孤 网运行 的快 速 调 压 要 求 ，随着 整 流 元 件 的 技 术进 步 ，电解 铝 整 流方 式 由二 极 管 整 流 向 可 控硅 整流转 变 ，系统 调 压 由有 载 开 关 粗 调 ＋饱 和 电抗 器 细调 向有 载开关 粗 调 ＋可控 硅调 压转 变 。
系统一 次电压 ｕ１
２２Ｉｄｎ 整 流 方式
２ ×４６ｋＡ
三 相 桥可 控 硅 整 流
调压级数及范 围
９５级 ０％ ～１００％
单机脉波数 Ｐ
ｌ２相
单系列整流机组 台数 总 脉 波 数
８台 ９６相
Ｌａｒｇｅ ｒｅｃｔｉｆ ｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｒ ｄｅｓｉｇｎ
ｆｏｒ ａｌｕｍ ｉｎｕｍ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｒｅｃｔｉｆ ｉｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｃｈｅｎ Ｗ ｅｉｇｕｏ （Ｊｉａｎｇｘｉ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０１ １４ Ｃｈｉｎａ）
１ 接 线 原 理 及 主 要 技 术要 求
（简称调 变 ）及 整 流变 压 器 （简称 主变 ）通 过 油 一油 套 管现 场 组 装 而 成 。调 变 采 用 双 圈 ＋角 接 线 圈 补 偿 ，主变 一 次侧移 相 曲折接 线 、阀侧 正反 角 同相逆 并 联 结构 ，接 线原理 如 图 １所 示 。
移相整流变压器课件
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日常维护与保养
定期检查
定期对移相整流变压器进行外观检查，查看是否 有异常声音、气味或渗漏现象。
清洁与除尘
定期清洁移相整流变压器的外壳和散热器，并清 除周围的杂物和灰尘。
温度监测
使用温度计或红外测温仪定期检查移相整流变压 器的运行温度，确保其不超过规定的上限。
故障诊断与处理
异常声音与振动
如果移相整流变压器发出异常声音或振动，应立即停机检查，找 出故障原因并修复。
工作原理
移相整流变压器通过改变变压器绕组 的匝数比，将输入的交流电进行移相 处理，然后通过整流器将移相后的交 流电转换为直流电。
移相整流变压器的应用
电力系统
新能源
在电力系统中，移相整流变压器被广 泛应用于高压直流输电和灵活交流输 电系统中，用于实现电能的高效传输 和调节。
在风力发电、太阳能发电等新能源领 域，移相整流变压器可用于实现能源 的并网传输和调节，提高新能源的利 用效率。
老化迹象 注意观察移相整流变压器是否有老化迹象，如绝 缘材料脆化、金属部件锈蚀等，及时采取措施延 长其使用寿命。
06
移相整流变压器的发展趋势与展 望
技术发展趋势
高效能
01
随着电力电子技术的进步，移相整流变压器将进一步提高转换
效率，降低能源损失。
紧凑化设计
02
为了满足日益增长的需求，移相整流变压器将趋向于更紧凑的
设计，减小体积和重量。
智能化控制
03
通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现变压器的智能化
控制，提高运行稳定性和效率。
市场应用前景
新能源领域
随着新能源发电的普及，移相整流变压器在光伏、风电等系统中 将有广泛应用。
ZS、ZSS系列整流变压器设计
ZS、ZSS系列整流变压器设计
李建军
【期刊名称】《经济技术协作信息》
【年(卷),期】2014(000)010
【摘要】ZS、ZSS系列整流变压器用作整流装置的电源变压器，其作用是向整流器提供交流电源，整流器再将交流电变换为直流电，从而进行直流供电。
这一类整流变压器主要用于电力传动中的直流电机供电。
如轧钢电机的电枢和励磁。
在结构上，阀侧有时要求有两个绕组，分另1供给正、反传动或正向传动、反向制动。
【总页数】1页(P97-97)
【作者】李建军
【作者单位】特变电工沈阳变压器集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM33
【相关文献】
1.ZSS系列单轴撕碎机 [J],
2.单机3×36脉波移相整流变压器设计 [J], 庞建丽
3.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(下) [J], 李学郛;阙家桢;徐森昌
4.施迈赛——安全拉线开关ZS71、ZS73、ZS75系列 [J],
5.采用晶闸管整流技术电解铝用大型整流变压器设计 [J], 陈伟国
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大容量移相整流变压器及变频器安装施工方案设计
大容量移相整流变压器及变频器安装施工方案设计摘要：大功率变频器为了减少对电网的冲击，需要配用大容量移相整流变压器。
这类的特点是体积大、二次侧抽头多、结构复杂，本文就变频器安装及针对这类变压器二次电缆敷设相关经验进行了探讨。
同时，也针对高纬度地区冬季寒冷条件下的施工经验和教训进行了总结、分析。
关键词：移相；变压器；电缆敷设；冬季施工；大容量；变频器。
0引言大功率同步电机调速需要配备大功率的变频调速系统，本文探讨、分析一下30MW同步机组配套供电的变频器及变压器安装施工中的一些经验和不足。
该项目上级电网容量50000kVA，为减少对上级电网的影响采用移相整流变压器，该变压器输出波数达到36P，二次侧出线6组，共18个瓷瓶。
由于工期安排，变压器二次侧电缆在冬季施工，施工期间室外最低温度达到-24℃。
在施工中采取了保温遮蔽、整体加温、局部加温三种手段相结合的方式，满足了施工条件，保障了施工进度及施工质量。
1设备情况及施工条件概述1.1移相整流变压器简介1.1.1移相整流变压器原理简介整流变压器与电力变压器最大的不同点在于对等效相数的要求不同，为了提高电能质量，整流变压器的输出电压波形不像电力变压器，在一个周期内只有三个正弦脉波，而是根据网侧电压和装机容量确定在一周期内的脉波数。
该项目由于装机容量达到了单台36000kVA，对于这类大功率整流设备，为了提高功率因素，减小网侧谐波电流，必须提高整流设备的脉波数。
因此该项目使用的大型整流变压器，采用移相线圈的方式，脉波数达到36个。
该项目变压器在电网三相电压的基础上，为了获得均匀分布多脉波阀侧电压，将每相阀侧电压在120内均匀展开。
采用一次侧绕组联结成Y接、D接，二次侧由多个延边三角形的移相绕组并联在一台变压器上，由这些若干个延边三角形的移相绕组来得到所需要的不同的移相角度，从而使单台移相整流变压器输出的脉波数达到36P，即各个二次侧绕组的移相角度为+20°、0°、-20°。
4-牵引整流变压器设计公式.(SB
有关城市轨道交通用牵引整流变压器设计公式目前由于全国许多城市的地下铁道和城市轨道交通为了降低电网中的谐波、减小干扰污染，均采用24脉波的整流电源，即在整流装置中使用高压网侧线圈分别不同移相的两台整流变压器，在与各自相应的整流器联结整流后并联供电，以实现24脉波。
㈠ 24脉波整流用外延三角形移相整流变压器的结构形式与矢量图整流变压器的高压网侧为并联的两组线圈，每组线圈均为外延三角形结构，移相＋7.5°（或－7.5°）。
低压阀侧线圈为两个轴向分裂的线圈：一个为三角形联结，一个为星形联结。
高压网侧线圈的接线图及矢量图见图1：左移相右移相图 1㈡移相α°时高压网侧各线圈的电压等参数的计算1．移相线圈电压L L y U U U ⨯=⨯=ααsin 32120sin sin（1）式中，L U － 高压网侧线电压 V ；y U － 高压网侧移相线圈电压 V 。
当 5.7=α时，L y U U ⋅=15072.02．主线圈电压()()[]()L L L z U U U U ⋅-⋅=⨯--=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ααααα30sin 2sin 60sin 32120sin sin 60sin（2） 当 5.7=α时，L z U U ⋅=76537.03．实际移相角的计算⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-y z y W W W tg 3231α⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-y z y W W W tg 231α （3）式中，α－ 高压网侧实际的移相角；y W － 移相线圈匝数；z W － 主线圈匝数。
4．当移相角 5.7=α时，变压器高压网侧线圈励磁时的实际匝伏电压计算yL t W U e ⨯⨯=35.7sin 2（4）或 ()zL t W U e5.7sin 35.7cos ⋅-⨯=（5）5．低压阀侧三角形联结线圈及星形联结线圈的匝数选取由于相关的机械行业标准对于牵引用整流变压器的两组低压阀侧线圈（三角形联结线圈，星形联结线圈）空载线电压的不平衡度有不得大于0.3%的规定，所以在选取低压阀侧线圈（三角形联结线圈，星形联结线圈）的匝数时，尽量使两种线圈的匝数比接近3。
整流变压器的技巧
整流变压器的技巧
1. 选择适当的铁心材料：采用低损耗的铁心材料可以提高整流变压器的效率，如硅钢片等。
2. 减小电感：增加铁心的交叉截面积，减少匝数等方法都可以降低电感，提高效率。
3. 合理设计绕组：绕组的电阻和电感直接关系到整流器的效率，因此在设计绕组时要合理安排导线的尺寸和布局。
4. 采用多路整流：采用多路整流（如二次侧多路整流）可以降低整流器的负载，提高效率。
5. 注意散热：在设计整流变压器时要考虑到散热问题，合理选择散热材料和散热结构，以保证整流器的长时间稳定工作。
6. 注意降噪：整流变压器通常工作在高频状态下，会产生较大的电磁干扰，因此需要采取降噪措施，如采用屏蔽、灌封等方法。
全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器设计2精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器设计1、根据电路形式、输出电压电流、变压器效率计算变压器的传送功率。
2、确定工作磁感应强度、电流密度系数、窗口占空系数(利用率)、工作频率、波形因数。
3、计算功率面积乘积并据此选择磁芯，根据所选磁芯参数计算电流密度。
4、根据伏秒积计算原边绕组匝数；根据电压比计算副边绕组匝数。
5、根据功率和波形因数计算各绕组电流幅值。
1、变压器传送功率计算o o o P I U =⨯o I P P η=11t o I o P P P P η⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭=+=+2、功率面积乘积计算对于全桥驱动，变压器的2m B B ∆=。
其中，0.15~0.25m B =，电流密度系数400J K =，窗口占空系数0.2~0.4Ko =，工作频率20Z f KH =，波形因数f K =。
1.16411104o p J c m P A K A B fη⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭+⨯=⨯⨯⨯⨯3、选择磁芯，计算电流密度0.14()J p J K A -=⨯4、原边和副边绕组匝数：124p on p m c m c U t U DN B A B A f⨯⨯==⨯⨯⨯21s pU N N U =5、原边和副边绕组电流幅值： 副边绕组电流幅值：2o I I D=o s s s s o o o so s os P U D I U I D U I U U I I DI I D=⨯=⨯⨯=⨯=∴=⨯∴= 原边绕组电流幅值：o p p P I U Dη=⨯⨯全桥变换器输出电压与输入电压关系推导伏秒积产生磁通链：t t p p p c p p s s s c s sU N B A L I U N B A L I ⨯∆=∆Φ=⨯∆⨯=⨯∆⨯∆=∆Φ=⨯∆⨯=⨯∆ 原边能量：()22211222p on p on p p p p p U t U t L i L L L ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=副边能量：()22211222s on s on s s s s s U t U t L i L L L ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=两边相等：()()2222p on s on s s p ppsU t U t U N U N L L ⨯⨯=⇒==结论：正激变换器输出与输入的电压比等于副边与原边的匝数比全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器A P 公式推导伏秒积产生磁通链：222p on p p p m c T D U t U D U N B A f⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯得原边匝数和副边匝数：4p p m c U DN B A f⨯=⨯⨯由于p s p sU U N N =，故： 4s s m c U D N B A f⨯=⨯⨯窗口中包含的总电流为：()441(1)44p s p p s st w w p s m c m c o p p s s m c m c m c I I U D I U D I I A K N N J J J JB A f B A f P U I U I D J B A f J B A fη⨯⨯⨯⨯=⨯=+=+⨯⨯⨯⨯++⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯得功率面积乘积计算式：1(1)4o p w c m P A A A J Kw B fη+=⨯=⨯⨯⨯考虑电流密度计算式：()x J p JK A =⨯，x 为结构系数。
共轭式调变共用24脉波整流变压器的设计
共轭式调变共用24脉波整流变压器的设计共轭式调变共用24脉波整流变压器是一种高效、可靠的电源变换器，它可以将交流电转换为直流电，并且可以实现电压的升降。
在工业生产和家庭生活中，这种变压器被广泛应用。
在设计共轭式调变共用24脉波整流变压器时，需要考虑多个因素。
首先，需要确定变压器的输入电压和输出电压。
其次，需要选择合适的变压器芯片和电容器，以确保变压器的效率和稳定性。
最后，需要进行电路设计和模拟，以验证变压器的性能和可靠性。
在实际应用中，共轭式调变共用24脉波整流变压器具有以下优点：
1. 高效：由于采用了共轭式调变技术，变压器的效率可以达到90%以上，能够有效地减少能量损失。
2. 稳定：变压器的输出电压稳定，能够满足各种电器设备的需求。
3. 可靠：变压器采用高品质的材料和工艺，具有较长的使用寿命和稳定的性能。
4. 安全：变压器具有过载保护和短路保护功能，能够有效地保护电器设备和人身安全。
共轭式调变共用24脉波整流变压器是一种高效、可靠、安全的电源变换器，它在工业生产和家庭生活中具有广泛的应用前景。
在未来的发展中，我们相信这种变压器将会越来越普及，并且会不断地
得到改进和完善。
整流变压器的设计原理
整流变压器的设计原理变压器是整流变压器的核心部分，它由一对绕组组成，分别称为初级绕组和次级绕组。
初级绕组通常连接到交流电源上，而次级绕组连接到整流装置。
变压器通过电磁感应的原理将交流电源的电压变换为所需的直流电压。
整流桥是整流变压器中的另一个关键组成部分。
它由四个二极管组成，分别连接在桥形排列的四个节点上。
交流电源经过变压器的步骤变换后，接入整流桥。
整流桥通过对交流电源的极性进行调整，将交流电转换为单向流动的直流电。
滤波电容是整流变压器中的重要组成部分，用于对整流后的直流电进行滤波平坦化。
由于整流装置的性质，转换后的直流电仍然存在一定的脉动。
滤波电容通过存储电荷和电压，以及与变压器输出电流相互作用，使直流电平稳。
1.确定所需的直流输出电压和电流。
这取决于应用的要求，例如电子设备的工作电压。
2.根据输出电压和电流要求，确定所需要的变压器结构和参数。
变压器的工作原理是通过变换绕组的匝数比来改变输入电压和输出电压之间的关系。
3.选择合适的整流桥。
整流桥应能够承受所需电流，并具有较低的电压降。
4.根据所需的直流电性能，选择合适的滤波电容。
滤波电容的容值应符合输出电流要求，并具有较低的ESR（等效串联电阻）以提高滤波效果。
5.结合变压器、整流桥和滤波电容，进行整流变压器的电路连线和布局设计。
此过程涉及电源线路的设计、绕组参数的计算、整流桥的布局以及滤波电容的安装位置。
整流变压器的设计原理是基于电磁感应和半导体元件的性质实现的。
通过合理地选择变压器结构、整流桥和滤波电容，可以实现将交流电转换为直流电的目的，并保证直流输出的稳定性和可靠性。
在实际设计中，还需要考虑额定功率、效率、温度和散热等因素，以确保整流变压器的正常工作。
两种24脉波整流变压器设计比较
两种24脉波整流变压器设计比较甘铨韬;陈开全【摘要】24脉波整流用变压器广泛应用于轨道交通牵引整流,是为轨道交通提供动力的主要设备之一,在轨道交通领域起着关键的作用.介绍了两种24脉波整流用变压器的设计原理,并对这两种设计原理和性能参数进行分析比较.目的是提供另一种24脉波整流变压器的设计方法.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2018(047)008【总页数】3页(P173-174,237)【关键词】牵引整流变压器;24脉波变压器;变压器【作者】甘铨韬;陈开全【作者单位】明珠电气股份有限公司,广东广州 511400;明珠电气股份有限公司,广东广州 511400【正文语种】中文【中图分类】TM40 前言随着我国经济的快速发展，各种领域应用的变压器越来越多，特别是近几年电气化轨道交通的快速发展，牵引整流和直流充电用整流变压器的应用更广泛。
为了减少网侧谐波电流对电网的影响，地铁牵引用整流变压器或直流充电用整流变压器都优先选择多脉波数的整流变压器，如24脉波整流变压器就是一种应用很广泛的整流变压器。
而随着用户需求的发展，另一种结构的24脉波整流变压器也在发展起来。
这种新的24脉波整流变压器的显著特点是，它不需要两台并联运行构成24脉波，而是单台构成24脉波整流输出。
本文作者主要介绍另两种结构的24脉波变压器，将这两种结构的产品进行比较，提供另一种24脉波整流变压器的设计方法。
1 方案一24脉波整流变压器结构1.1 方案一24脉波整流变压器的联结组别对于24脉波整流变压器目前最常用的结构是由两台12脉波变压器通过并联运行的方式来输出24脉波电流。
这种方式经过多年的发展应用，已经成为一种成熟的结构，并形成了通用的行业标准。
JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》[1]就是专门针对该结构起草的行业标准。
在该标准中规定了两种24脉波牵引整流变压器的联结方法如下：（1）I＃变压器 Dy11d0(移相+7.5°)；II#变压器 Dy1d2( 移相-7.5°)。
移相整流变压器设计与试验
移相整流变压器设计与试验汪明伟摘要：介绍36相整流变压器设计，试验，六边型自耦移相调压和共轭铁心应用。
关键词：谐波；移相；自耦调压；共轭铁心；半成品、成品试验2016.10.101. 前言由于电网对谐波的限制越来越严格，并制定了国家标准GB/T14549-93《电能质量 公用电网谐波》，对整流变压器抑制谐波措施要求越来越高。
消除低次谐波的办法之一就是增加变压器输出相数，即直流脉波数。
本文就有关36相整流变压器设计，制造及试验等问题做一些探讨。
原公司2005年接到氯碱化工行业电解整流变压器订单，由三台ZHSPTZ-12500/10整流变压器组成，单机组等效12脉波，三机组合成36脉波。
整流方式为桥式整流，冷却方式为强油循环水冷，变压器为主调合一式免吊心结构。
网侧电压： 10KV 直流工作电压： 400V 直流电流： 2×13000A调压范围： 10%~105% 调压级数 40级 短路阻抗： 10% 主要参数确定空载直流电压 U do =43~450V额定容量 S N =1.05U do I d =1.05×450×26=12285KV A 一次额定电流 I 1N =310N S =31012285=709.3A2. 设计方案 2.1 移相方案选择变压器由调压变压器和整流变压器两部分组成，为便于设计和制造，三台调压变压器分别移相+10°、0°、-10°，三台整流变为同一形式即有星、角绕组桥式整流回路。
因整流变压器短路阻抗为10%，所以低压星角输出经整流元件后并联，不需另加平衡电抗器。
单台整流变提供12脉波直流电流，接调变后三台变压器可提供36脉波直流电流。
2.2 调压变压器设计方案目前，一般采用自耦移相调压于一身，来达到移相和调压目的。
如按用法较普遍的曲折移相方式，有载开关通过的网侧线电流大于600A，超出三相有载开关使用范围；如为了满足开关电流要求去自耦升压，还是会增加调压变的电磁容量。
220kV有载调压整流变压器技术方案
!"
变压器 安全性与稳定性。
第 !" 卷
接线方式， 整个绕组的过电压是很严重的， 且外延三 角形的器身绝缘方式必须采取全绝缘结构。 但整流变压器一次侧采取的是曲折形移相接线 方式， 整个绕组的过电压比外延三角形要少， 因此绕 组波过程的分布比外延三角形移相要好。 （!） 从制造工艺来讲， 整流变压器一次侧采取的 是外延三角形或曲折形移相，两个器身均为全绝缘 结构， 且与电网直接有电的联系。 这对整个变压器机 组的安全运行要求较高，且高低压引线及饱和电抗 器的布置较困难， 对油 " 油套管的连接要求很高， 电 场分布也很不均匀， 局部放电量较大。 这对变压器的 长期安全运行是很不利的，同时产品的工艺比较复 杂， 可操作性较差。 （#） 从制造成本来讲， 由于采取的是外延三角 形、 曲折形移相方式， 两种方案的器身绝缘水平必须 采取全绝缘结构， 因此成本也很高。
高； 当系统的中性点接地时， 中性点电位将不发生位 移， 这时除故障相绕组承受相电压外， 其它绕组并不 会出现过电压。 综上所述2 短路事故将成为自耦调压方式机组 最大的隐患。作为稳定性要求很高的直流电解系统 来说， 这也是最担心发生的事故。 为防止中性点位移 给调压变压器造成过电压，最好的办法就是变压器 绕组中性点必须是大电流有效接地。但对大型直流 电解系统来说，多台大型变压器均采取大电流有效 接地方式， 会造成整个系统抗短路能力下降。 当系统 出现短路时， 整个系统的短路电流将会很大， 这对供 电系统来讲是不可取的。!!$%& 中性点绝缘水平一 般采取 ##$%&，但这样对大范围调压的电解铝用的 方案 #、 方案 ! 的相同点是： 调压变压器均采取 变压器来讲， 当出现系统短路现象时， 会影响单相多 级粗细调开关的长期运行。 特别是变压器一、 二次电 压比值越小， 短路造成开关上的过电压危害就越大。 这与变压器一、 二次电压比值越小， 变压器运行越经 济的理论是相矛盾的。 （!） 从制造工艺来讲， 由于单相多级粗细调 / 型开关绝缘等级为 #)$%& ，调压变压器与整流变压 器连接的油 3 油套管绝缘等级也必须采用 #)$%& 绝 缘水平， 这样对设计和工艺就提出了许多新的课题。 引线之间、 引线对夹件、 引线对油箱等都存在高电位 的问题， 特别是电场问题与局放问题， 还有待进一步 研讨。产品的制造工艺相当复杂， 可操作性差， 特别 是引线的连接与排布， 非常复杂。 （4） 从制造成本来讲， 由于多级粗细调 / 型 开 关采用的是三个绝缘水平为 #)$%& 的单相开关， 因 此开关的成本价格很高。虽然由于采用自耦调压方 式， 器身的材料成本可按自耦程度下降， 全自耦时器 身的材料成本是最节省的， 但绝缘水平无法降低， 因 此器身的材料成本相对采用绝缘等级低的方案材料 成本还是偏高的。
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整流变压器的设计
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的整流变压器整流变压器是将电网电源转换为整流装置所需要的电源，广泛应用于变频、电化学电解、牵引、传动、直流输电、电镀、充电、励磁、静电除尘及一般工业用整流电源等领域。
整流变压器和普通变压器的原理相同.变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备．变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯．变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通．初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电.变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比.．如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝．初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到110V的输出电压．有的变压器可以有多个次级绕组和抽头．这样就可以获得多个输出电压了。
与整流器组成整流设备以便从交流电源取得直流电能的变压器。
整流设备是现代工业企业最常用的直流电源，广泛用于直流输电、电力牵引、轧钢、电镀、电解等领域。
整流变压器的原边接交流电力系统，称网侧；副边接整流器，称阀侧。
整流变压器的结构原理和普通变压器相同，但因其负载整流器与一般负载不同而有以下特点：
①整流器各臂在一个周期内轮流导通，导通时间只占一个周期一部分，所以，流经整流臂的电流波形不是正弦波，而是接近于断续的矩形波；原、副绕组中的电流波形也均为非正弦波。
图中所示为三相桥式Y/Y接法时的电流波形。
用晶闸管整流时，滞后角越大，电流起伏的陡度也越大，电流中谐波成分也越多，这将使涡流损耗增大。
由于副绕组的导电时间只占一个周期的一部分，故整流变压器利用率降低。
与普通变压器相比，在相同条件下，整流变压器的体积和重量都较大。
②普通变压器原、副边功率相等（忽略损耗），变压器的容量就是原绕组（或副绕组）的容量。
但对于整流变压器，其原、副绕组的功率有可能相等，也可能不等（当原、副边电流波形不同时，例如半波整流），故整流变压器的容量是原、副边视在功率的平均值，称为等值容量，即式中S1为原边视在功率，S2为副边视在功率。
③与普通变压器相比，整流变压器的耐受短路电动力的能力必须严格符合要求。
因此，如何使产品具有短路动稳定性，是设计、制造中的重要课题。
整流变压器-主要用途
电化学工业----这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属；电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。
牵引用直流电源----用于矿山或城市电力机车的直流电网。
由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的
短时过载。
为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。
阻抗比相应的电力变压器大30%左右。
传动用直流电源----主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。
直流输电用----这类整流变压器的电压一般在110kV以上，容量在数万千伏安。
需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。
此外还有电镀用或电加工用直流电源，励磁用直流电源，充电用及静电除尘用直流电源等。
应用整流变最多的化学行业中，大功率整流装置也是二次电压低，电流很大，因此很大，因此它们在很多方面与电炉变是类似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。
整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，各相线不再同时，流有负载电流而是软流导电，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压，电流不仅与容量连接组有关，如常用的三相桥式整流线路，双反量带平衡电抗器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。
由于整流变绕组电流是非正弦的含有很多高次谐波，为了减小对电网的谐波污染，为了提高功率因数，必须提高整流设备的脉波数，这可以通过移相的方法来解决。
移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移。
对于大功率整流设备，需要脉波数也较多，脉波数为18、24、36等应用的日益增多，这就必须在整流变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。
移相绕组与主绕组联结方式有三种，即曲折线、六边形和延边三角形。
用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多，对于化工食盐电解，调压范围通常是55％--105％，对于铝电解来说，调压范围通常是5％--105％。
常用的调压方式如电炉变压器一样有变磁通调压，串联变压器调压和自耦调压器调压。
另外，由于整流元件的特性，可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度，可以平滑的调整整流电压的平均值，这种调压方式称为相控调压。
实现相控调压，一是采用晶阀管，二是采用自饱和电抗器，自饱和电抗器基本上是由一个铁心和两个绕组组成的，一个是工作绕组，它串联联结在整流变压器二次绕组与整流器之间，流过负载电流；另一个是直流控制绕组，是由另外的直流电源提供直流电流，其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变化，使工作绕组电抗值有很大的变化。
调节直流控制电流，即可调节相控角α，从而调节整流电压平均值。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器的工作原理和输出电压
整流变压器就是降压变压器.降到所需电压后再用半导体管整流.变压器和
普通变压器的原理相同.
变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备．变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯．变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通．初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电.变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比.．如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝．初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到110V的输出电压．有的变压器可以有多个次级绕组和抽头．这样就可以获得多个输出电压了。
应用整流变最多的化学行业中，大功率整流装置也是二次电压低，电流很大，因此很大，因此它们在很多方面与电炉变是类似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。
整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，各相线不再同时，流有负载电流而是软流导电，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压，电流不仅与容量连接组有关，如常用的三相桥式整流线路，双反量带平衡电抗器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。
由于整流变绕组电流是非正弦的含有很多高次谐波，为了减小对电网的谐波污染，为了提高功率因数，必须提高整流设备的脉波数，这可以通过移相的方法来解决。
移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移。
最简单的移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组，可以使整流电炉的脉波数提高一倍。
对于大功率整流设备，需要脉波数也较多，脉波数为18、24、36等应用的日益增多，这就必须在整流变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。
移相绕组与主绕组联结方式有三种，即曲折线、六边形和延边三角形。
用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多，对于化工食盐电解，调压范围通常是55％--105％，对于铝电解来说，调压范围通常是5％--105％。
常用的调压方式如电炉变亚一样有变磁通调压，串联变压器调压和自耦调压器调压。
另外，由于整流元件的特性，可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度，可以平滑的调整整流电压的平均值，这种调压方式称为相控调压。
实现相控调压，一是采用晶阀管，二是采用自饱和电抗器，自饱和电抗器基本上是由一个铁心和两个绕组组成的，一个是工作绕组，它串联联结在整流变压器二次绕组与整流器之间，流过负载电流；另一个是直流控制绕组，是由另外的直流电源提供直流电流，其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变
化，使工作绕组电抗值有很大的变化。
调节直流控制电流，即可调节相控角α，从而调节整流电压平均值。
用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多，对于化工食盐电解，调压范围通常是55％--105％，对于铝电解来说，调压范围通常是5％--105％。
常用的调压方式如电炉变压器一样有变磁通调压，串联变压器调压和自耦调压器调压。
另外，由于整流元件的特性，可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度，可以平滑的调整整流电压的平均值，这种调压方式称为相控调压。
实现相控调压，一是采用晶阀管，二是采用自饱和电抗器，自饱和电抗器基本上是由一个铁心和两个绕组组成的，一个是工作绕组，它串联联结在整流变压器二次绕组与整流器之间，流过负载电流；另一个是直流控制绕组，是由另外的直流电源提供直流电流，其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变化，使工作绕组电抗值有很大的变化。
调节直流控制电流，即可调节相控角α，从而调节整流电压平均值。
相关链接，青县同科整流器、高频电源网站。
青县同科电器制造有限公司。