چه چیزی ترانسفورماتور مستقیمساز است؟
"تبدیل انرژی" اصطلاحی کلی است که شامل مستقیمسازی، معکوسسازی و تغییر فرکانس میشود، که مستقیمسازی بیشترین کاربرد را در میان آنها دارد. تجهیزات مستقیمساز با استفاده از مستقیمسازی و فیلترینگ، توان متناوب ورودی را به توان مستقیم خروجی تبدیل میکنند. ترانسفورماتور مستقیمساز به عنوان ترانسفورماتور منبع تغذیه برای چنین تجهیزات مستقیمسازی عمل میکند. در کاربردهای صنعتی، بیشتر توانهای مستقیم از ترکیب یک ترانسفورماتور مستقیمساز با تجهیزات مستقیمساز به دست میآید.
چه چیزی ترانسفورماتور قدرت است؟
ترانسفورماتور قدرت معمولاً به ترانسفورماتوری اشاره دارد که انرژی را به سیستمهای موتوری (موتورهای الکتریکی) تامین میکند. بیشتر ترانسفورماتورهای موجود در شبکه قدرت، ترانسفورماتور قدرت هستند.
تفاوتهای بین ترانسفورماتور مستقیمساز و ترانسفورماتور قدرت
۱. تفاوتهای عملکردی
وظایف ترانسفورماتور مستقیمساز:
- فراهم کردن ولتاژ مناسب برای سیستم مستقیمساز؛
- کاهش تحریف موج (آلودگی هارمونیک) ناشی از سیستم مستقیمساز و کمینه کردن تأثیر آن بر شبکه.
اگرچه ترانسفورماتور مستقیمساز همچنان توان متناوب خروجی میدهد، اما تنها به عنوان منبع تغذیه برای تجهیزات مستقیمساز عمل میکند. معمولاً، پیچش اصلی آن به شکل ستاره (وای) متصل میشود، در حالی که پیچش ثانویه به شکل دلتا متصل میشود. این ترتیب به کاهش هارمونیکهای مرتبه بالاتر کمک میکند. اتصال دلتا ثانویه نقطه میانی زمینداری ندارد، بنابراین اگر خطای زمینی تکقطبی در تجهیزات مستقیمساز رخ دهد، آسیب به تجهیزات وارد نخواهد شد. به جای آن، دستگاه تشخیص خطای زمینی سیگنال هشدار خواهد داد. علاوه بر این، پوشش الکترواستاتیک بین پیچشهای اصلی و ثانویه نصب میشود تا جداسازی را افزایش دهد.

تبدیلکنندههای ترانسفورماتور عمدتاً در کاربردهایی مانند الکترولیز، ذوب، سیستمهای برانگیزش، موتورهای الکتریکی، کنترل سرعت کASCADE، جمعآوری گرد و خاک از طریق پرتوزایی الکتریکی و دوگیری با فرکانس بالا استفاده میشوند. ساختار آنها به طور نسبی بسته به کاربرد متفاوت است. به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای تبدیلکننده استفاده شده در الکترولیز غالباً با خروجی ششفاز طراحی میشوند تا موج مستقیم صافتری ایجاد کنند؛ زمانی که با پل تبدیلکننده ششفاز خارجی ترکیب میشوند، خروجی بدون تپش نسبی تولید میکنند.
برای ذوب و دوگیری با فرکانس بالا، پیچهها و اجزای ساختاری ترانسفورماتور بر اساس مشخصات موج جریان دیودهای تراکمی و نیازهای سرکوب هارمونیکها بهینهسازی میشوند تا تلفات گردابهای در پیچهها و تلفات پخشی در قطعات فلزی را کاهش دهند. با این حال، ساختار کلی آنها به طور عمده مشابه ترانسفورماتورهای استاندارد باقی میماند.
در مقابل، ترانسفورماتورهای توان معمولاً با پیکربندی Y/Y با نقطه خنثی متصل شده (برای تأمین انرژی تکفاز) استفاده میشوند. اگر با تجهیزات تبدیلکننده استفاده شوند، خرابی زمینی میتواند به سیستم تبدیلکننده آسیب جدی برساند. علاوه بر این، ترانسفورماتورهای توان توانایی ضعیفی در سرکوب هارمونیکهای مرتبه بالا تولید شده توسط بارهای تبدیلکننده دارند.
2. تفاوت در کاربردها
یک ترانسفورماتور که به طور خاص برای تأمین توان به یک سیستم تبدیلکننده طراحی شده است، ترانسفورماتور تبدیلکننده نامیده میشود. در محیطهای صنعتی، بیشتر توان مستقیم از شبکههای متناوب از طریق تجهیزات تبدیلکننده که شامل ترانسفورماتور تبدیلکننده و واحد تبدیلکننده است، به دست میآید. در دنیای امروز که به طور بالاترین مدرن شده است، ترانسفورماتورهای تبدیلکننده نقشی حیاتی - مستقیما یا غیرمستقیما - در تقریبا هر بخش صنعتی ایفا میکنند.
ترانسفورماتورهای توان، از طرف دیگر، عمدتاً در سیستمهای انتقال و توزیع توان، به همراه روشنایی عمومی و بارهای موتوری (توان) کارخانهها استفاده میشوند.
کاربردهای اصلی ترانسفورماتورهای تبدیلکننده شامل:
- صنایع الکتروشیمیایی (به عنوان مثال، تولید آلومینیوم یا کلر);
- سیستمهای حرکتی که نیاز به توان مستقیم دارند (به عنوان مثال، راهآهن);
- توان مستقیم برای موتورهای الکتریکی;
- تأمین توان مستقیم برای انتقال توان مستقیم با ولتاژ بالا (HVDC);
- توان مستقیم برای پوششزنی یا ماشینکاری الکترونیکی;
- سیستمهای برانگیزش برای ژنراتورها;
- سیستمهای شارژ باتری;
- جمعآوری گرد و خاک از طریق پرتوزایی الکتریکی.
3. تفاوت در ولتاژ خروجی
- تفاوت در واژگان:به دلیل یکپارچگی نزدیک با تبدیلکننده، ولتاژ خروجی یک ترانسفورماتور تبدیلکننده به عنوان "ولتاژ سمت والو" شناخته میشود، اصطلاحی که از خاصیت رسانایی تکسویه دیودها (والوها) نشأت گرفته است.
- تفاوت در روش محاسبه:به دلیل تولید موجهای جریان مختلف توسط بارهای تبدیلکننده، روش محاسبه جریان خروجی به طور قابل توجهی با ترانسفورماتورهای توان متفاوت است - و حتی بین انواع مختلف مدارهای تبدیلکننده متفاوت است.
4. تفاوتها در طراحی و تولید
به دلیل نقشهای عملیاتی متمایز، ترانسفورماتورهای تبدیلکننده در طراحی و تولید به طور قابل توجهی با ترانسفورماتورهای توان متفاوت هستند:
- برای تطبیق با شرایط عملیاتی سخت، ترانسفورماتورهای تبدیلکننده از چگالی جریان و چگالی مغناطیسی کمتری استفاده میکنند.
- ضدای آنها معمولاً طراحی میشود تا کمی بالاتر باشد.
- در سمت والو، برخی طراحیها نیازمند دو پیچه جداگانه - یکی برای حرکت پیشرو و دیگری برای حرکت معکوس یا ترمز معکوس - هستند. در حین ترمز، مبدل در حالت مبدل معکوس عمل میکند.
- اگر سرکوب هارمونیک لازم است، یک سپر الکترواستاتیک با ترمینال زمیندار بین پیچهها نصب میشود.
- تقویتهای ساختاری - مانند صفحات فشاری تقویت شده، میلههای فشردهکننده تقویت شده و کانالهای خنکسازی روغن بزرگتر - برای بهبود توان تحمل کوتاهمداری استفاده میشوند.
- طراحی گرمایی با حاشیه ای بزرگتر نسبت به ترانسفورماتورهای توان برای تضمین تخلیه گرما به طور مطمئن تحت شرایط بار غیرسینوسی انجام میشود.