Co je transformátor pro obměnu?
"Převod energie" je obecný termín zahrnující obměnu, inverzi a převod frekvence, přičemž nejčastěji používanou metodou je obměna. Zařízení pro obměnu převádí vstupní střídavý proud na stejnosměrný výstup pomocí obměny a filtrace. Transformátor pro obměnu slouží jako zdroj napájení pro taková zařízení pro obměnu. V průmyslových aplikacích se většina zdrojů stejnosměrného napětí získává kombinací transformátoru pro obměnu s obměnovým zařízením.
Co je transformátor pro přenos energie?
Transformátorem pro přenos energie se obvykle nazývá transformátor, který dodává energii elektrickým pohonným systémům (napájení motorů). Většina transformátorů v elektřinářské síti jsou transformátory pro přenos energie.
Rozdíly mezi transformátory pro obměnu a transformátory pro přenos energie
1. Funkční rozdíly
Funkce transformátoru pro obměnu:
- Poskytnout obměnovému systému vhodné napětí;
- Snížit zkreslení vlny (harmonické znečištění) způsobené obměnovým systémem a minimalizovat jeho dopad na síť.
Ačkoli transformátor pro obměnu stále vydává střídavý proud, slouží pouze jako zdroj energie pro obměnové zařízení. Typicky je jeho primární cívka spojena v hvězdu (Y), zatímco sekundární cívka je spojena v trojúhelník. Toto uspořádání pomáhá potlačit vyšší harmonické. Sekundární spojení v trojúhelník nemá uzemněný neutrální bod, takže pokud dojde k jednofázové chybě na obměnovém zařízení, nedojde k poškození zařízení. Místo toho zařízení pro detekci zemního poruchy vydá signál poplachu. Dále je mezi primární a sekundární cívkou nainstalováno elektrostatické štítění pro lepší izolaci.

Opravňovače jsou především používány v aplikacích jako je elektrolýza, hutní výroba, vzrušovací systémy, elektrické pohony, kaskádové řízení rychlosti, elektrostatické srážení a vysokofrekvenční svařování. Jejich struktura se mírně liší podle aplikace. Například opravňovače používané v elektrolýze jsou často navrženy s šesti fázovým výstupem pro dosažení hladších stejnosměrných vln; když jsou spojeny s vnějším šesti fázovým mostem, vytvářejí relativně klidný výstup.
Pro hutní výrobu a vysokofrekvenční svařování jsou cíve a strukturální komponenty optimalizovány - na základě charakteristik průběhu proudů thyristorových opravňovacích obvodů a požadavků na potlačení harmonických složek - pro snížení vířivých ztrát v civech a okrajových ztrát v kovových částech. Přesto zůstává jejich celková struktura velmi podobná standardním transformátorům.
Naopak síťové transformátory jsou obvykle připojeny v konfiguraci Y/Y s uzemněným neutrálním bodem (pro dodávku jednofázového proudu). Pokud jsou použity s opravňovací technikou, může zkrat na zemi způsobit vážné poškození opravňovacího systému. Kromě toho mají síťové transformátory špatnou schopnost potlačovat vyšší harmonické složky generované opravňovacími zátěžemi.
2. Rozdíly v aplikacích
Transformátor speciálně navržený k dodávce energie do opravňovacího systému se nazývá opravňovač. V průmyslovém prostředí se většina zdrojů stejnosměrného proudu získává z střídavých sítí prostřednictvím opravňovací techniky složené z opravňovače a opravňovací jednotky. V dnešním vyspělém světě opravňovače hrají klíčovou roli - přímo nebo nepřímo - téměř ve všech průmyslových odvětvích.
Síťové transformátory, na druhou stranu, jsou hlavně používány v systémech přenosu a distribuce energie, stejně jako pro obecné osvětlení a motorové zátěže v továrnách.
Hlavní aplikace opravňovačů zahrnují:
- Elektrochemický průmysl (např. výroba hliníku nebo chloru);
- Tažné systémy vyžadující stejnosměrný proud (např. železnice);
- Stejnosměrný proud pro elektrické pohony;
- Zdroj stejnosměrného proudu pro přenos vysokého napětí (HVDC);
- Stejnosměrný proud pro galvanické pokovy nebo elektroerodování;
- Vzrušovací systémy pro generátory;
- Systémy nabíjení baterií;
- Elektrostatické srážení.
3. Rozdíly v výstupním napětí
- Rozdíl v terminologii:Díky blízké integraci s opravňovací technikou se výstupní napětí opravňovače nazývá "napětí na straně ventilu", což je termín odvozený z unidirekční vlastnosti diod (ventilů).
- Rozdíl v metodě výpočtu:Protože opravňovací zátěže produkuje různé průběhy proudu, metoda výpočtu výstupního proudu se značně liší od metody u síťových transformátorů - a dokonce se liší mezi různými typy opravňovacích obvodů.
4. Rozdíly v návrhu a výrobě
Vzhledem ke svým odlišným operačním úlohám se opravňovače výrazně liší od síťových transformátorů v návrhu a výrobě:
- Pro zvládnutí tvrdých operačních podmínek opravňovače používají nižší hustotu proudu a magnetického toku.
- Jejich impedanci je obvykle navržena mírně vyšší.
- Na straně ventilu některé návrhy vyžadují dvě samostatné cive - jednu pro přední pohon a druhou pro obrácený pohon nebo obrácené brzdění. Během brzdění konvertor pracuje v inverzním režimu.
- Pokud je potřeba potlačení harmonických složek, je mezi civy instalován elektrostatický štít s uzemněným terminálem.
- Strukturální posílení - jako jsou zesílené tlakové desky, vylepšené stlačovací pásky a rozšířené kanály chlazení olejem - jsou používány pro zlepšení odolnosti proti krátkému zapojení.
- Termodynamický návrh zahrnuje větší bezpečnostní rezervu oproti síťovým transformátorům, aby bylo zajištěno spolehlivé odvádění tepla za podmínek netvarového zatěžování.