Rectifikaatoritransformatorite tööprintsiip ja omadused

Rectifikaatoritransformatori tööprintsiip

Rectifikaatoritransformatori tööprintsiip on sama nagu tavalise transformaatori. Transformator on seade, mis muundab vaikevoolu (AC) põhjustelektromagnetilise induktsiooni printsiibil. Tavaliselt koosneb transformator kahest elektriliselt eraldatud keevest – primäärist ja sekundaarist – mida on käidud ümber ühist raudsest tuumast. Kui primäärikäik on ühendatud vaikevoolulähte, siis vaikevool tekitab magnetmootorjõu, mis toodab muutuva magneetvoo selle kinnises raudse tuuma sees. See muutuv voo sidub mõlemad keed, tekitades sekundaarkäigus sama sagedusega vaikevoolu. Primääri ja sekundaari käike vaheline voltagetingimus on võrdne nende keevete arvu suhte. Näiteks, kui primääril on 440 keevet ja sekundaaril 220 keevet ning sisendvoltaga on 220 V, siis väljundvoltaga on 110 V. Mõned transformatorid võivad olla mitme sekundaarkäigu või -tapiga, et anda mitmeid väljundvoltaže.

Rectifikaatoritransformatorite omadused

Rectifikaatoritransformatorid kasutatakse koos rectifikaatoritega, moodustades rectifikaatorisüsteeme, mis muundavad vaikevoolu (AC) järjestiku (DC). Need süsteemid on tavalised DC energiallid modernses tööstuslikus rakenduses ja laialdaselt kasutatud valdkondades nagu HVDC edasitöötlemine, elektrirongide vedelik, vagurid, elektroplaatimine ja elektrolüüs.

Rectifikaatoritransformatori primäärpoolsel on ühendus vaikevooluvõrguga (võrku pool), samal ajal kui sekundaarpoolsel on ühendus rectifikaatoriga (ventiilpool). Kuigi struktuuriline printsiip on sarnane tava transformaoriga, annab unikaalne laad – rectifikaator – spetsiifilisi omadusi:

• Non-sinusoidaalsete voolukujudega: Rectifikaatoritsüklis igas käes juhtub vastavalt tsükli osale, kusjuures juhtimisaeg hõlmab ainult tsükli osa. Seega ei ole voolukujud rectifikaatorikäetes sinusoidaalsed, vaid need on sarnased katkendlikule ristkülikukujulisele lainekujule. Seetõttu on voolukujud mõlemas käes, primääris ja sekundaaris, non-sinusoidaalsed. Joonis näitab kolmefasebrigeeritud rectifikaatoris YN-ühendusega voolukujutist. Kasutates thyristoriretifikaatoreid, suurem lülitamise viivitus tuletab rohkem harmonikaid, mille tulemusena on suuremad eddy current' kadud. Kuna sekundaarkäik juhib ainult tsükli osa, on rectifikaatoritransformatori kasutamine vähem efektiivne. Samas võimsuse tingimustes on rectifikaatoritransformatorid tavaliselt suuremad ja raskemad kui tava transformatorid.

• Võrdne võimsus: Tavalises transformatoris on primääri ja sekundaari poolt võrdne võimsus (kaalutud kadudeta), ja transformatori nimiajastus vastab mõlema käe võimsusele. Kuid rectifikaatoritransformatorites, kus voolukujud on non-sinusoidaalsed, võib primääri ja sekundaari nähtav võimsus erineda (nt pooltsükli rectifikaatorites). Seetõttu defineeritakse transformatori võimsust kui primääri ja sekundaari nähtava võimsuse keskmist, mida nimetatakse võrdseks võimsuseks, mille avaldab S = (S₁ + S₂) / 2, kus S₁ ja S₂ on vastavalt primääri ja sekundaari käe nähtav võimsus.

• Lühikese kõrvaldi läbipaistvus: Erinevalt üldiste transformatoritest peavad rectifikaatoritransformatorid rahuldama rangeid nõudeid mehaanilise tugevuse suhtes lühikese kõrvaldi tingimustes. Seetõttu on oluline nende disainis ja tootmisel tagada dünaamiline stabiilsus lühikese kõrvaldi korral.