Principle de fonctionnement et caractéristiques des transformateurs redresseurs
تبدیل‌کننده‌های مستطیلی کار می‌کنند
اصل کار تبدیل‌کننده مستطیلی همانند تبدیل‌کننده سنتی است. تبدیل‌کننده دستگاهی است که ولتاژ جریان متناوب را بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی تبدیل می‌کند. معمولاً، تبدیل‌کننده شامل دو پیچش الکتریکی جدا شده — اولیه و ثانویه — که دور یک هسته آهنی مشترک پیچیده شده‌اند. وقتی پیچش اولیه به منبع برق جریان متناوب متصل می‌شود، جریان متناوب یک نیروی مغناطیسی ایجاد می‌کند که باعث تولید یک فلوکس مغناطیسی متغیر در هسته آهنی بسته می‌شود. این فلوکس متغیر هر دو پیچش را پوشش می‌دهد و یک ولتاژ جریان متناوب با فرکانس مشابه در پیچش ثانویه القاء می‌کند. نسبت ولتاژ بین پیچش‌های اولیه و ثانویه برابر با نسبت تعداد دورهای آنها است. به عنوان مثال، اگر پیچش اولیه ۴۴۰ دور و پیچش ثانویه ۲۲۰ دور داشته باشد و ولتاژ ورودی ۲۲۰ ولت باشد، ولتاژ خروجی ۱۱۰ ولت خواهد بود. برخی تبدیل‌کننده‌ها ممکن است دارای چندین پیچش ثانویه یا تاپ‌ها باشند تا چندین ولتاژ خروجی ارائه دهند.
ویژگی‌های تبدیل‌کننده‌های مستطیلی
تبدیل‌کننده‌های مستطیلی با مستطیل‌کننده‌ها (Rectifiers) به کار می‌روند تا سیستم‌های مستطیلی تشکیل دهند که برق جریان متناوب را به برق جریان مستقیم تبدیل می‌کنند. این سیستم‌ها به عنوان منابع برق جریان مستقیم شایع‌ترین در کاربردهای صنعتی مدرن عمل می‌کنند و در زمینه‌های مختلفی مانند انتقال برق جریان مستقیم با ولتاژ بالا (HVDC)، ترانزیت برق، کوره‌های غلتکی، پوشش‌دهی الکترولیتی و الکترولیز به طور گسترده استفاده می‌شوند.
طرف اولیه تبدیل‌کننده مستطیلی به شبکه برق جریان متناوب (طرف شبکه) متصل می‌شود، در حالی که طرف ثانویه به مستطیل‌کننده (طرف والو) متصل می‌شود. اگرچه اصل ساختاری مشابه تبدیل‌کننده استاندارد است، اما بار منحصر به فرد — یعنی مستطیل‌کننده — ویژگی‌های خاصی را به آن می‌بخشد:
فرمول‌های جریان غیرسینوسی: در مدار مستطیلی، هر بازو به طور متناوب در طول یک چرخه هدایت می‌کند، با زمان هدایت که فقط بخشی از چرخه را اشغال می‌کند. بنابراین، فرمول جریان از طریق بازوهای مستطیلی سینوسی نیست بلکه شبیه یک موج مستطیلی ناپیوسته است. در نتیجه، فرمول‌های جریان در هر دو پیچش اولیه و ثانویه غیرسینوسی هستند. شکل فرمول جریان در یک مستطیل‌کننده پل سه‌فاز با اتصال YN را نشان می‌دهد. وقتی از مستطیل‌کننده‌های تایمری استفاده می‌شود، زاویه تأخیر بزرگ‌تر باعث انتقال‌های تیزتر جریان و افزایش محتوای هارمونیک می‌شود، که منجر به افزایش ضایعات دوگانه می‌شود. چون پیچش ثانویه فقط بخشی از چرخه را هدایت می‌کند، استفاده از تبدیل‌کننده مستطیلی کاهش می‌یابد. در مقایسه با تبدیل‌کننده‌های سنتی، تبدیل‌کننده‌های مستطیلی معمولاً تحت شرایط قدرت مشابه بزرگ‌تر و سنگین‌تر هستند.
توان معادل: در یک تبدیل‌کننده سنتی، توان طرف اولیه و ثانویه مساوی است (با نادیده گرفتن ضایعات) و ظرفیت اسمی تبدیل‌کننده مربوط به توان یکی از پیچش‌ها است. اما در یک تبدیل‌کننده مستطیلی، به دلیل فرمول‌های جریان غیرسینوسی، توان ظاهری طرف اولیه و ثانویه ممکن است متفاوت باشد (به عنوان مثال، در مستطیل‌کننده نیمه‌موج). بنابراین، ظرفیت تبدیل‌کننده به عنوان میانگین توان ظاهری طرف اولیه و ثانویه تعریف می‌شود، که به عنوان توان معادل شناخته می‌شود و با S = (S₁ + S₂) / 2 محاسبه می‌شود، که S₁ و S₂ توان ظاهری پیچش‌های اولیه و ثانویه هستند.
مقاومت در برابر کوتاه‌شدن: مخالف تبدیل‌کننده‌های عمومی، تبدیل‌کننده‌های مستطیلی باید نیازهای دقیقی را برای قدرت مکانیکی در شرایط کوتاه‌شدن برآورده کنند. اطمینان از پایداری دینامیکی در حین کوتاه‌شدن یکی از نکات مهم در طراحی و تولید آنها است.
