Τι είναι ένας Μετατροπέας Ορθογόνωσης;
"Μετατροπή ενέργειας" είναι γενική ονομασία που περιλαμβάνει την ορθογόνωση, την αντίστροφη μετατροπή και την μετατροπή συχνότητας, με την ορθογόνωση να είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μεταξύ αυτών. Τα εξοπλισμότυπα ορθογόνωσης μετατρέπουν την εισερχόμενη εναλλακτική ενέργεια σε ορθογόνη εξόδου μέσω ορθογόνωσης και φιλτραρισμού. Ένας μετατροπέας ορθογόνωσης λειτουργεί ως μετατροπέας ενέργειας για τέτοια εξοπλισμότυπα ορθογόνωσης. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, οι περισσότερες πηγές ορθογόνης ενέργειας προέρχονται από την συνδυασμό ενός μετατροπέα ορθογόνωσης με εξοπλισμό ορθογόνωσης.
Τι είναι ένας Δυναμικός Μετατροπέας;
Ένας δυναμικός μετατροπέας αναφέρεται συνήθως σε έναν μετατροπέα που παρέχει ενέργεια σε ηλεκτροκινητικά συστήματα (μεταφορικά). Οι περισσότεροι μετατροπείς στο δίκτυο είναι δυναμικοί μετατροπείς.
Διαφορές Μεταξύ Μετατροπέων Ορθογόνωσης και Δυναμικών Μετατροπέων
1. Διαφορές στη Λειτουργία
Λειτουργίες ενός Μετατροπέα Ορθογόνωσης:
- Να παρέχει στο σύστημα ορθογόνωσης κατάλληλη τάση;
- Να μειώσει την διαστροφή της κύματος (αρμονική ρύπανση) που προκαλεί το σύστημα ορθογόνωσης και να ελαχιστοποιήσει την επίδρασή του στο δίκτυο.
Αν και ένας μετατροπέας ορθογόνωσης παραμένει σε εξόδου εναλλακτική ενέργεια, λειτουργεί αποκλειστικά ως πηγή ενέργειας για εξοπλισμό ορθογόνωσης. Συνήθως, η πρωτεύουσα στροφή του είναι συνδεδεμένη σε αστερίδιο (star), ενώ η δευτερεύουσα στροφή σε δελτοειδή (delta) σύνδεση. Αυτή η διάταξη βοηθά στην καταστολή υψηλότερων αρμονικών. Η δευτερεύουσα σύνδεση δελτοειδούς δεν έχει εδραιωμένο ουδέτερο σημείο, οπότε σε περίπτωση μιας ενιαίας επικοινωνίας με την γη στον εξοπλισμό ορθογόνωσης, δεν θα προκαλέσει ζημία στον εξοπλισμό. Αντίθετα, ένα συστήμα ανίχνευσης επικοινωνίας με την γη θα εκδώσει ένα σήμα ειδοποίησης. Επιπλέον, εγκαταστάνται ηλεκτροστατικά στρώματα μεταξύ της πρωτεύουσας και δευτερεύουσας στροφής για ενισχυμένη απομόνωση.

Οι τρανσφορμητές ορθογωνίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές όπως η ηλεκτρόλυση, η πυρήνωση, τα συστήματα ενθάρρυνσης, οι ηλεκτροκινητήρες, η κατακόρυφη ρύθμιση ταχύτητας, οι ηλεκτροστατικοί διαχωριστές και η υψηλή συχνότητα συγκόλλησης. Η δομή τους διαφέρει ελαφρώς ανάλογα με την εφαρμογή. Για παράδειγμα, οι τρανσφορμητές ορθογωνίου που χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρόλυση σχεδιάζονται συχνά με εξόδους έξι φάσεων για να επιτευχθεί ομαλότερη ορθογωνική κύμα. Σε συνδυασμό με έναν εξωτερικό εξαφάσιο πόντο ορθογωνίου, παράγουν μια σχετικά αδιάταρη έξοδο.
Για την πυρήνωση και την υψηλή συχνότητα συγκόλλησης, τα πλεξίδια και οι δομικές συνιστώσες των τρανσφορμητών βελτιώνονται - με βάση τα χαρακτηριστικά των κυμάτων των ρευμάτων των κυκλώματων ορθογωνίου με thyristor και τις απαιτήσεις καταστολής αρμονικών - για να μειωθούν οι απώλειες από περιστροφικά ρεύματα στα πλεξίδια και οι απώλειες σε μεταλλικές ενώσεις. Ωστόσο, η συνολική δομή τους παραμένει σε μεγάλο βαθμό παρόμοια με εκείνη των τυπικών τρανσφορμητών.
Αντίθετα, οι δυναμοστατικοί τρανσφορμητές συνήθως συνδέονται σε Y/Y διάταξη με καθαρό ουδέτερο σημείο (για την παροχή μονοφασικής ενέργειας). Εάν χρησιμοποιηθούν με εξοπλισμό ορθογωνίου, μια σφάλμα στη γήινη σύνδεση θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρές βλάβες στο σύστημα ορθογωνίου. Επιπλέον, οι δυναμοστατικοί τρανσφορμητές έχουν περιορισμένη ικανότητα να καταστολούν τις υψηλού βαθμού αρμονικές που παράγονται από τις φορτίες ορθογωνίου.
2. Διαφορά στις Εφαρμογές
Ένας τρανσφορμητής που σχεδιάζεται ειδικά για την παροχή ενέργειας σε ένα σύστημα ορθογωνίου ονομάζεται τρανσφορμητής ορθογωνίου. Σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, οι περισσότερες εφοδιασμοί DC ενέργειας προέρχονται από AC δίκτυα μέσω εξοπλισμού ορθογωνίου που αποτελείται από έναν τρανσφορμητή ορθογωνίου και ένα μονάδα ορθογωνίου. Στον σημερινό υψηλά μοντερνοποιημένο κόσμο, οι τρανσφορμητές ορθογωνίου παίζουν κρίσιμο ρόλο - άμεσα ή έμμεσα - σχεδόν σε κάθε βιομηχανικό τομέα.
Οι δυναμοστατικοί τρανσφορμητές, από την άλλη, χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα μεταφοράς και διανομής ενέργειας, καθώς και για γενική φωτισμό και φορτία μοτέρων εργοστασίων.
Κύριες εφαρμογές των τρανσφορμητών ορθογωνίου περιλαμβάνουν:
- Ηλεκτροχημικές βιομηχανίες (π.χ., παραγωγή αλουμινίου ή χλωρίου);
- Συστήματα τρανσπορτών που απαιτούν DC ενέργεια (π.χ., σιδηρόδρομοι);
- DC ενέργεια για ηλεκτροκινητήρες;
- DC εφοδιασμός για μεταφορά HVDC (υψηλής τάσης ορθογωνίου);
- DC ενέργεια για επιστροφή ή ελεκτρομηχανική επεξεργασία;
- Συστήματα ενθάρρυνσης γεννήτριας;
- Συστήματα φόρτισης μπαταριών;
- Ηλεκτροστατικοί διαχωριστές.
3. Διαφορά στην Τάση Έξοδου
- Διαφορά στην ορολογία:Λόγω της στενής ολοκλήρωσής τους με τον ορθογωνίου, η τάση έξοδου ενός τρανσφορμητή ορθογωνίου αναφέρεται ως "τάση πλευράς κλάπανου", ένας όρος που προέρχεται από τη μονοκατευθυντική ιδιότητα των διόδων (κλάπανων).
- Διαφορά στη μέθοδο υπολογισμού:Επειδή οι φορτίες ορθογωνίου παράγουν διάφορα κύματα ρεύματος, η μέθοδος υπολογισμού του ρεύματος έξοδου διαφέρει σημαντικά από εκείνη των δυναμοστατικών τρανσφορμητών - και ακόμη και μεταξύ διαφορετικών τύπων κυκλώματος ορθογωνίου.
4. Διαφορές στο Σχεδιασμό και την Κατασκευή
Λόγω των διαφορετικών λειτουργικών τους ρόλων, οι τρανσφορμητές ορθογωνίου διαφέρουν σημαντικά από τους δυναμοστατικούς τρανσφορμητές στο σχεδιασμό και την κατασκευή:
- Για να αντιμετωπίσουν αυστηρές συνθήκες λειτουργίας, οι τρανσφορμητές ορθογωνίου χρησιμοποιούν χαμηλότερη πυκνότητα ρεύματος και μαγνητική ροή.
- Το αντίστατο τους σχεδιάζεται συνήθως να είναι ελαφρώς υψηλότερο.
- Στην πλευρά του κλάπανου, κάποιες σχεδιασμοί απαιτούν δύο ξεχωριστά πλεξίδια - ένα για προώθηση και ένα για αντίστροφη προώθηση ή αντίστροφη βράκινγκ. Κατά τη βράκινγκ, ο μετατροπέας λειτουργεί σε προσανατολισμό invertor.
- Εάν απαιτείται καταστολή αρμονικών, εγκαταστάται ένας ηλεκτροστατικός θάλαμος με καθαρό ουδέτερο σημείο μεταξύ των πλεξιδίων.
- Επιστρεφτικές ενισχύσεις, όπως ενισχυμένες πιέσεις πινάκων, ενισχυμένες μπάρες κλείδων και επεκτεταμένες διάδρομοι ψύξης, χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της αντοχής σε σύντομη κατάσταση κατάληξης.
- Ο θερμικός σχεδιασμός περιλαμβάνει μεγαλύτερη περιθώρια ασφάλειας σε σύγκριση με τους δυναμοστατικούς τρανσφορμητές για να εξασφαλίσει αξιόπιστη απόσταση θερμότητας υπό μη συνημιτόνιες συνθήκες φορτίου.