Prinsip Kerja dan Ciri-ciri Penjana Rektifikasi

Prinsip Kerja Penjana Rectifier

Prinsip kerja penjana rectifier adalah sama dengan penjana biasa. Penjana adalah peranti yang menukar voltan AC berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Biasanya, penjana terdiri daripada dua lilitan yang dipisahkan secara elektrik - lilitan utama dan sekunder - yang dililitkan di sekitar inti besi yang sama. Apabila lilitan utama disambungkan ke sumber kuasa AC, arus bolak-balik menghasilkan daya magnetomotif, menghasilkan fluks magnetik yang berubah-ubah dalam inti besi yang tertutup. Fluks yang berubah ini menghubungkan kedua-dua lilitan, menginduksi voltan AC dengan frekuensi yang sama pada lilitan sekunder. Nisbah voltan antara lilitan utama dan sekunder adalah sama dengan nisbah lilitan mereka. Sebagai contoh, jika lilitan utama mempunyai 440 lilitan dan lilitan sekunder mempunyai 220 lilitan dengan input 220 V, voltan output akan menjadi 110 V. Sesetengah penjana mungkin mempunyai lilitan sekunder yang berbilang atau tap untuk menyediakan beberapa voltan output.

Ciri-ciri Penjana Rectifier

Penjana rectifier digunakan bersama-sama dengan rectifier untuk membentuk sistem rectifier, yang menukar kuasa AC kepada DC. Sistem-sistem ini merupakan sumber kuasa DC yang paling umum dalam aplikasi industri moden dan digunakan secara meluas dalam bidang seperti transmisi HVDC, traksi elektrik, kilang bergulung, pengendapan elektrik, dan elektrolisis.

Sisi utama penjana rectifier disambungkan ke grid kuasa AC (sisi grid), manakala sisi sekunder disambungkan ke rectifier (sisi valve). Walaupun prinsip struktur adalah serupa dengan penjana standard, beban unik - iaitu rectifier - memberikan ciri-ciri khas:

• Bentuk Gelombang Arus Bukan Sinusoidal: Dalam litar rectifier, setiap lengan mengalir secara bergilir-gilir semasa satu siklus, dengan masa aliran hanya menempati sebahagian daripada siklus. Oleh itu, bentuk gelombang arus melalui lengan-lengan rectifier bukan sinusoidal tetapi menyerupai gelombang segi empat tepat yang tidak berterusan. Akibatnya, bentuk gelombang arus pada kedua-dua lilitan utama dan sekunder adalah bukan sinusoidal. Gambar rajah menunjukkan bentuk gelombang arus dalam rectifier jambatan tiga fasa dengan sambungan YN. Apabila menggunakan rectifier thyristor, sudut pemancaran yang lebih besar menghasilkan peralihan arus yang lebih curam dan kandungan harmonik yang lebih tinggi, menyebabkan kerugian eddy yang lebih tinggi. Kerana lilitan sekunder hanya mengalir sebahagian daripada siklus, penggunaan penjana rectifier dikurangkan. Berbanding dengan penjana konvensional, penjana rectifier biasanya lebih besar dan lebih berat di bawah keadaan kuasa yang sama.

• Rating Kuasa Setara: Dalam penjana biasa, kuasa pada sisi utama dan sekunder adalah sama (mengabaikan kerugian), dan kapasiti penjana merujuk kepada kuasa salah satu lilitan. Namun, dalam penjana rectifier, disebabkan oleh bentuk gelombang arus bukan sinusoidal, kuasa nyata sisi utama dan sekunder mungkin berbeza (contohnya, dalam rectifikasi separuh gelombang). Oleh itu, kapasiti penjana ditakrifkan sebagai purata kuasa nyata sisi utama dan sekunder, dikenali sebagai kapasiti setara, diberikan oleh S = (S₁ + S₂) / 2, di mana S₁ dan S₂ adalah kuasa nyata lilitan utama dan sekunder, masing-masing.

• Kemampuan Tahanan Short-Circuit: Berbeza dengan penjana tujuan am, penjana rectifier mesti memenuhi keperluan ketat kekuatan mekanikal di bawah keadaan short-circuit. Memastikan kestabilan dinamik semasa short-circuit adalah pertimbangan penting dalam reka bentuk dan pembuatan mereka.