Radni princip i karakteristike rektifikacionih transformatora

Princip rada rektifikacionih transformatora

Princip rada rektifikacionog transformatora je isti kao i kod konvencionalnog transformatora. Transformator je uređaj koji prebacuje napon strujanja na osnovu principa elektromagnetske indukcije. Obično, transformator sastoji se od dve električki izolovane vijke - primarne i sekundarne - namotane oko zajedničkog željeznog jezgra. Kada se primarna vijka spoji na izvor napona strujanja, promenljiva struja generiše magnetni pokret, proizvodeći promenljiv magnetni tok unutar zatvorenog željeznog jezgra. Ova promenljiva fluksija povezuje obe vijke, indukujući u sekundarnoj vijci napona strujanja sa istom frekvencijom. Odnos napona između primarne i sekundarne vijke je jednak odnosu njihovih vijaka. Na primer, ako primarna ima 440 vijaka, a sekundarna 220 vijaka, sa ulaznim naponom od 220 V, izlazni napon će biti 110 V. Neki transformatori mogu imati više sekundarnih vijaka ili tapova kako bi pružili nekoliko izlaznih napona.

Karakteristike rektifikacionih transformatora

Rektifikacioni transformatori se koriste u kombinaciji sa rektifikatorima kako bi formirali rektifikacione sisteme, koji pretvaraju napon strujanja u napon stalanog strujanja. Ovi sistemi predstavljaju najčešće izvore napona stalnog strujanja u modernim industrijskim primenama i široko se koriste u oblastima poput HVDC prenosa, električne trakcije, valjanih mlinova, galvanizacije i elektrolize.

Primarna strana rektifikacionog transformatora povezuje se na mrežu napona strujanja (strana mreže), dok se sekundarna strana povezuje na rektifikator (strana ventila). Iako je strukturalni princip sličan onom standardnog transformatora, specifična opterećenja - to jest rektifikator - daju specifične karakteristike:

• Nesinusoidalni talasi struje: U rektifikacionom krugu, svaki ramen provodi naizmenično tokom ciklusa, a vreme provodnosti zauzima samo deo ciklusa. Kao rezultat, talas struje kroz ramene rektifikatora nije sinusoidalni, već sliči diskontinualnom pravougaonom talasu. Tako da su talasi struje u obe vijke, primarnoj i sekundarnoj, nesinusoidni. Slika ilustruje talas struje u trofaznom mostu rektifikatora sa YN vezom. Korišćenjem tiristor rektifikatora, veći ugao zapaljenja dovodi do oštrijih prelaza struje i povećanog harmonijskog sadržaja, što dovodi do većih gubitaka edejnih struja. Budući da sekundarna vijka provodi samo deo ciklusa, iskorišćenost rektifikacionog transformatora je smanjena. U poređenju sa konvencionalnim transformatorima, rektifikacioni transformatori su obično veći i teži pod istim uslovima snage.

• Ekvivalentna snaga: U konvencionalnom transformatoru, snaga na primarnoj i sekundarnoj strani je jednaka (zanemarujući gubitke), a nominalna kapacitet transformatora odgovara snazi bilo koje vijke. Međutim, u rektifikacionom transformatoru, zbog nesinusoidnih talasa struje, apstraktne snage na primarnoj i sekundarnoj strani mogu biti različite (na primer, u poluvolnovoj rektifikaciji). Stoga se kapacitet transformatora definiše kao prosečna vrednost apstraktne snage primarne i sekundarne vijke, poznata kao ekvivalentna snaga, data sa S = (S₁ + S₂) / 2, gde su S₁ i S₂ apstraktne snage primarne i sekundarne vijke, redom.

• Izdržljivost na kratko spajanje: U suprotnosti sa opštim transformatorima, rektifikacioni transformatori moraju da zadovoljavaju stroge zahteve za mehaničkom čvršću u uslovima kratkog spajanja. Zato je osiguranje dinamičke stabilnosti tokom kratkog spajanja ključno posmatranje u njihovom dizajnu i proizvodnji.