Qual è la differenza tra trasformatori rettificatori e trasformatori di potenza?
Campo: Produzione
China
Cos'è un trasformatore rettificatore?
"Conversione di potenza" è un termine generale che comprende la rettifica, l'inversione e la conversione di frequenza, con la rettifica tra le più ampiamente utilizzate. L'equipaggiamento rettificatore converte l'energia AC in ingresso in energia DC in uscita attraverso la rettifica e il filtraggio. Un trasformatore rettificatore funge da trasformatore di alimentazione per tale equipaggiamento rettificatore. Nelle applicazioni industriali, la maggior parte delle alimentazioni a corrente continua vengono ottenute combinando un trasformatore rettificatore con l'equipaggiamento rettificatore.
Cos'è un trasformatore di potenza?
Un trasformatore di potenza si riferisce generalmente a un trasformatore che fornisce energia ai sistemi di trazione elettrica (a motore). La maggior parte dei trasformatori nella rete di distribuzione sono trasformatori di potenza.
Differenze tra i trasformatori rettificatori e i trasformatori di potenza
1. Differenze funzionali
Funzioni di un trasformatore rettificatore:
- Fornire al sistema rettificatore una tensione appropriata;
- Ridurre la distorsione dell'onda (inquinamento armonico) causata dal sistema rettificatore e minimizzare il suo impatto sulla rete.
Anche se un trasformatore rettificatore emette ancora energia AC, serve solo come fonte di alimentazione per l'equipaggiamento rettificatore. Tipicamente, l'avvolgimento primario è connesso in stella (Y), mentre l'avvolgimento secondario è connesso in triangolo (Δ). Questa configurazione aiuta a sopprimere gli armonici di ordine superiore. La connessione secondaria a triangolo non ha un punto neutro terra, quindi se si verifica un guasto a terra sull'equipaggiamento rettificatore, non causerà danni all'equipaggiamento. Invece, un dispositivo di rilevamento dei guasti a terra emetterà un segnale di allarme. Inoltre, viene installato uno schermo elettrostatico tra gli avvolgimenti primario e secondario per migliorare l'isolamento.
I trasformatori rettificatori sono principalmente utilizzati in applicazioni come elettrolisi, fusione, sistemi di eccitazione, motori elettrici, controllo di velocità a cascata, precipitatori elettrici e saldatura ad alta frequenza. La loro struttura varia leggermente a seconda dell'applicazione. Ad esempio, i trasformatori rettificatori utilizzati nell'elettrolisi sono spesso progettati con uscite a sei fasi per ottenere onde continue più lisce; quando abbinati a un ponte rettificatore a sei fasi esterno, producono un'uscita relativamente priva di ronzio.
Per la fusione e la saldatura ad alta frequenza, gli avvolgimenti del trasformatore e i componenti strutturali sono ottimizzati - in base alle caratteristiche della forma d'onda della corrente dei circuiti rettificatori a tiristori e ai requisiti di soppressione degli armonici - per ridurre le perdite per correnti indotte negli avvolgimenti e le perdite parassite nelle parti metalliche. Tuttavia, la loro struttura complessiva rimane sostanzialmente simile a quella dei trasformatori standard.
In contrasto, i trasformatori di potenza sono tipicamente collegati in configurazione Y/Y con punto neutro a terra (per fornire energia monofase). Se utilizzati con attrezzature rettificatrici, un guasto a terra potrebbe causare danni gravi al sistema rettificatore. Inoltre, i trasformatori di potenza hanno una scarsa capacità di sopprimere gli armonici di ordine superiore generati dai carichi rettificatori.
2. Differenze nelle applicazioni
Un trasformatore specificamente progettato per alimentare un sistema rettificatore è chiamato trasformatore rettificatore. Nelle impostazioni industriali, la maggior parte delle forniture di energia continua è ottenuta da reti AC tramite attrezzature rettificatrici composte da un trasformatore rettificatore e un'unità rettificatrice. Nel mondo altamente modernizzato di oggi, i trasformatori rettificatori svolgono un ruolo critico - direttamente o indirettamente - in quasi tutti i settori industriali.
I trasformatori di potenza, d'altra parte, sono utilizzati principalmente nei sistemi di trasmissione e distribuzione di energia, nonché per l'illuminazione generale e i carichi motori (di potenza) nelle fabbriche.
Le principali applicazioni dei trasformatori rettificatori includono:
- Industrie elettrochimiche (ad esempio, produzione di alluminio o cloro);
- Sistemi di trazione che richiedono energia continua (ad esempio, ferrovie);
- Energia continua per motori elettrici;
- Fornitura di energia continua per la trasmissione ad alta tensione in corrente continua (HVDC);
- Energia continua per elettroplaccatura o elettromachining;
- Sistemi di eccitazione per generatori;
- Sistemi di ricarica delle batterie;
- Precipitatori elettrici.
3. Differenze nella tensione di uscita
- Differenza terminologica:A causa della sua stretta integrazione con il rettificatore, la tensione di uscita di un trasformatore rettificatore è chiamata "tensione lato valvola", termine derivato dalla proprietà di conduzione unidirezionale dei diodi (valvole).
- Differenza nel metodo di calcolo:Poiché i carichi rettificatori producono varie forme d'onda di corrente, il metodo di calcolo della corrente di uscita differisce significativamente da quello dei trasformatori di potenza - e varia anche tra diversi tipi di circuiti rettificatori.
4. Differenze nel progetto e nella costruzione
A causa dei loro distinti ruoli operativi, i trasformatori rettificatori differiscono notevolmente dai trasformatori di potenza nel progetto e nella costruzione:
- Per far fronte a condizioni operative difficili, i trasformatori rettificatori utilizzano densità di corrente e densità di flusso magnetico inferiori.
- La loro impedenza è tipicamente progettata per essere leggermente superiore.
- Dal lato valvola, alcuni progetti richiedono due avvolgimenti separati - uno per la marcia in avanti e un altro per la marcia indietro o il frenaggio inverso. Durante il frenaggio, il convertitore opera in modalità inversore.
- Se è richiesta la soppressione degli armonici, viene installato uno scudo elettrostatico con un terminale a massa tra gli avvolgimenti.
- Rinforzi strutturali - come piastre di pressione rinforzate, barre di serraggio potenziate e condotti di raffreddamento a olio ingranditi - vengono utilizzati per migliorare la resistenza agli a corto circuito.
- Il disegno termico incorpora un margine di sicurezza maggiore rispetto ai trasformatori di potenza per garantire una dissipazione del calore affidabile sotto condizioni di carico non sinusoidali.
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