Hvad er en rektifiertransformator?
"Strømoversættelse" er et generelt udtryk, der dækker rektifikation, inversion og frekvenskonvertering, hvoraf rektifikation er den mest udbredte. Rektifierudstyr konverterer indgående vekselstrøm til direkte strøm gennem rektifikation og filtrering. En rektifiertransformator fungerer som strømforsyningstransformator for sådanne rektifierudstyr. I industrielle anvendelser opnås de fleste direkte strømforsyninger ved at kombinere en rektifiertransformator med rektifierudstyr.
Hvad er en strømforsyningstransformator?
En strømforsyningstransformator henviser generelt til en transformator, der leverer strøm til elektriske antriebssystemer (motorantrieb). De fleste transformatorer i strømnettet er strømforsyningstransformatorer.
Forskelle mellem rektifiertransformatorer og strømforsyningstransformatorer
1. Funktionelle forskelle
Funktioner af en rektifiertransformator:
- At give rektifiersystemet et passende spænding;
- At reducere bølgeformforvrængning (harmonisk forurening) forårsaget af rektifiersystemet og minimere dens indflydelse på nettet.
Selvom en rektifiertransformator stadig udsender vekselstrøm, fungerer den udelukkende som strømforsyning for rektifierudstyr. Typisk er primær vindings forbindelse stjernet (Y-forbindelse), mens sekundær vindings forbindelse er trekant. Denne konfiguration hjælper med at undertrykke højere ordens harmoniske. Sekundær trekantforbindelse har ikke nogen jordet neutralpunkt, så hvis der opstår en enkelt jordfejl i rektifierudstyret, vil det ikke forårsage skade på udstyret. I stedet vil en jordfejl-detectionsenhed udsende en alarmsignal. Desuden er der installeret elektrostatiske skjold mellem primær- og sekundær vindinger for forbedret isolation.

Rektifiertransformatorer bruges primært i applikationer som elektrolyse, smelting, opspændingsanordninger, elektriske drev, kaskadehastighedsregulering, elektrostatiske nedfangersystemer og højfrekvenssvensning. Deres struktur varierer let afhængigt af anvendelsen. For eksempel er rektifiertransformatorer, der bruges til elektrolyse, ofte designet med seksfasede udgange for at opnå en jevnere DC-bølgeform; når de kombineres med et seksfaset rektifierbroelement udenfor, producerer de en relativt bølgefri udgang.
For smelting og højfrekvenssvensning er transformatorvindingerne og strukturelle komponenterne optimeret – baseret på strømvejrs-karakteristikkerne for thyristor-rektifierkredsløb og kravene til harmonisuppression – for at reducere virvelstrøms-tab i vindingerne og ustyrlige tab i metaldele. Alligevel bevarer deres overordnede struktur stort set lighed med standardtransformatorer.
I modsætning hertil er spændingstransformatorer typisk forbundet i Y/Y-konfiguration med en jordet neutralpunkt (for at forsyne enefase strøm). Hvis de bruges med rektifierudstyr, kan en jordfejl forårsage alvorlige skader på rektifiersystemet. Desuden har spændingstransformatorer dårlig evne til at undertrykke de højere harmoniske, der genereres af rektiveringsbelastninger.
2. Forskel i Anvendelser
En transformator, der specifikt er designet til at forsyne et rektifiersystem med strøm, kaldes en rektifiertransformator. I industriel sammenhæng erhverves de fleste DC-strømforsyninger fra AC-net fra rektifierudstyr, bestående af en rektifiertransformator og et rektifierenhed. I dagens højmoderniserede verden spiller rektifiertransformatorer en afgørende rolle – direkte eller indirekte – i næsten alle industrielle sektorer.
Spændingstransformatorer, på den anden side, bruges primært i spændingsoverførsels- og distributionsystemer, samt til generel belysning og fabrikmotor-drevne (kraft) belastninger.
Hovedanvendelser af rektifiertransformatorer inkluderer:
- Elektrokemiske industrier (fx aluminium- eller klorproduktion);
- Drevsystemer, der kræver DC-strøm (fx jernbaner);
- DC-strøm til elektriske drev;
- DC-strømforsyning til HVDC (højspændingsdirektestrøm) overførsel;
- DC-strøm til galvanoplatering eller elektromaskining;
- Opstartssystemer for generatorer;
- Batteriladnings-systemer;
- Elektrostatiske nedfangersystemer.
3. Forskel i Udgangsspænding
- Terminologisk forskel:På grund af dens tætte integration med rektifieren, refereres udgangsspændingen af en rektifiertransformator til som "ventilsiden spænding", en term, der stammer fra dioderne (ventiler) unidirektionale ledningsegenskaber.
- Forskellig beregningsmetode:Da rektiveringsbelastninger producerer forskellige strømvejrformer, adskiller metoden for at beregne udgangsstrømmen sig betydeligt fra den for spændingstransformatorer – og endda varierer mellem forskellige typer rektiferingskredsløb.
4. Forskel i Design og Produktion
På grund af deres forskellige driftsroller adskiller rektifiertransformatorer sig betydeligt fra spændingstransformatorer i design og produktion:
- For at imødekomme hårde driftsbetingelser, anvender rektifiertransformatorer lavere strømtæthed og magnetisk fluxtæthed.
- Deres impedans er typisk designet til at være lidt højere.
- På ventilsiden, kræver nogle design to separate vindinger – én til fremdrivning og en anden til bagdrivning eller bagbremse. Under bremseoperasjon, fungerer omformer som inverter.
- Hvis harmonisuppression er nødvendig, installeres en elektrostatisk skjold med en jordet terminal mellem vindingerne.
- Strukturelle forsterkninger – som styrkede trykplader, forbedrede klemmekrydser og forstørrede oljeafkjølingskanaler – anvendes for at forbedre kortslutningsmodstand.
- Termisk design inkluderer en større sikkerhedsmargen sammenlignet med spændingstransformatorer for at sikre pålidelig varmeafledning under ikke-sinusformede belastningsbetingelser.