Que é un transformador rectificador?
"Conversión de enerxía" é un termo xeral que engloba a rectificación, a inversión e a conversión de frecuencia, sendo a rectificación a máis amplamente utilizada entre eles. O equipo rectificador convirte a enerxía eléctrica AC de entrada en DC de saída mediante rectificación e filtrado. Un transformador rectificador serve como o transformador de alimentación para tales equipos rectificadores. Nas aplicacións industriais, a maioría das fontes de alimentación DC obtéñense combinando un transformador rectificador con equipos rectificadores.
Que é un transformador de potencia?
Un transformador de potencia xeralmente refírese a un transformador que fornece enerxía a sistemas de propulsión eléctrica (motorizados). A maioría dos transformadores na rede eléctrica son transformadores de potencia.
Diferenzas entre transformadores rectificadores e transformadores de potencia
1. Diferenzas funcionais
Funcións dun transformador rectificador:
- Proporcionar ao sistema rectificador unha tensión adecuada;
- Reducir a distorsión da forma de onda (contaminación harmónica) causada polo sistema rectificador e minimizar o seu impacto na rede.
Aínda que un transformador rectificador aínda produce enerxía AC, úsase só como fonte de alimentación para equipos rectificadores. Xeralmente, a bobina primaria está conectada en configuración estrela (wye), mentres que a bobina secundaria está conectada en configuración delta. Esta disposición axuda a suprimir harmónicos de orde superior. A conexión delta secundaria non ten punto neutro terreo, polo que se ocorre un fallo de terra no equipo rectificador, non causará danos no equipo. En cambio, un dispositivo de detección de fallos de terra emitirá unha señal de alarma. Ademais, está instalado un escudo electrostático entre as bobinas primaria e secundaria para mellorar o aislamento.

Os transformadores rectificadores úsanse principalmente en aplicacións como electrolisis, fundición, sistemas de excitación, accionamentos eléctricos, control de velocidade en cascada, precipitadores electrostáticos e soldadura de alta frecuencia. A súa estrutura difire ligeramente dependendo da aplicación. Por exemplo, os transformadores rectificadores utilizados na electrolisis adoitan deseñarse con salidas de seis fases para obter formas de onda de corrente continua máis suaves; cando se combinan con un puente rectificador de seis fases externo, producen unha saída relativamente libre de ondulación.
Para a fundición e a soldadura de alta frecuencia, as bobinas do transformador e os componentes estructurais optimízanse —según as características das formas de onda de corrente dos circuitos rectificadores de tiristores e os requisitos de supresión de harmónicos— para reducir as perdas por correntes de Foucault nas bobinas e as perdas dispersas nas pezas metálicas. A pesar diso, a súa estrutura xeral permanece en gran medida similar á dos transformadores estándar.
En contraste, os transformadores de potencia adoitan conectarse en configuración Y/Y con punto neutro a terra (para fornecer potencia monofásica). Se se usan con equipos rectificadores, un fallo a terra podería causar danos graves no sistema rectificador. Ademais, os transformadores de potencia teñen unha capacidade pobre para suprimir os harmónicos de orde superior xerados polas cargas rectificadoras.
2. Diferenzas nas aplicacións
Un transformador especificamente deseñado para fornecer potencia a un sistema rectificador chámase transformador rectificador. En entornos industriais, a maior parte das fontes de alimentación de corrente continua obtéñense das redes de corrente alternativa a través de equipos rectificadores compoñidos dun transformador rectificador e unha unidade rectificadora. No mundo altamente modernizado de hoxe, os transformadores rectificadores desempeñan un papel crítico —directa ou indirectamente— en case todos os sectores industriais.
Os transformadores de potencia, por outro lado, úsanse principalmente en sistemas de transmisión e distribución de enerxía, así como para iluminación xeral e cargas motorizadas (potencia) en fábricas.
As principais aplicacións dos transformadores rectificadores inclúen:
- Industrias electroquímicas (por exemplo, produción de aluminio ou cloro);
- Sistemas de tracción que requiren corrente continua (por exemplo, ferrocarrís);
- Corrente continua para accionamentos eléctricos;
- Alimentación de corrente continua para transmisión de corrente directa de alta tensión (HVDC);
- Corrente continua para electrochapado ou maquinaria electroerosiva;
- Sistemas de excitación para xeradores;
- Sistemas de carga de baterías;
- Precipitadores electrostáticos.
3. Diferenzas na tensión de saída
- Diferenza terminolóxica:Debido á súa estreita integración co rectificador, a tensión de saída dun transformador rectificador denomínase "tensión do lado do válvula", un termo derivado da propiedade de conducción unidireccional dos díodos (válvulas).
- Diferenza no método de cálculo:Xa que as cargas rectificadoras prodúcense varias formas de onda de corrente, o método para calcular a corrente de saída difire significativamente do dos transformadores de potencia —e incluso varía entre diferentes tipos de circuitos rectificadores.
4. Diferenzas no deseño e fabricación
Debido aos seus distintos roles operativos, os transformadores rectificadores diferencíanse considerablemente dos transformadores de potencia no deseño e fabricación:
- Para acomodar condicións de funcionamento adversas, os transformadores rectificadores empregan densidades de corrente e fluxo magnético máis baixas.
- A súa impedancia adoita deseñarse ligeramente máis alta.
- No lado do válvula, algúns deseños requiren dúas bobinas separadas —unha para a marcha adiante e outra para a marcha atrás ou frenado inverso. Durante o frenado, o convertidor funciona en modo inversor.
- Se se require supresión de harmónicos, instálase un escudo electrostático con terminal a terra entre as bobinas.
- Reforzós estruturais —como placas de presión reforzadas, barras de aperto reforzadas e conductos de refrigeración de aceite ampliados— empreganse para mellorar a capacidade de resistencia a cortocircuitos.
- O deseño térmico incorpora unha maior margen de seguridade comparado cos transformadores de potencia para asegurar unha dissipación de calor fiable baixo condicións de carga non sinusoidais.