整流変圧器と電力変圧器の違いは何ですか
フィールド: 製造業
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整流変圧器とは何ですか？
「電力変換」は整流、逆変換、周波数変換を含む一般的な用語であり、その中でも最も広く使用されているのは整流です。整流装置は、整流とフィルタリングを通じて入力された交流電力を直流出力に変換します。整流変圧器は、このような整流装置の電源変圧器として機能します。工業応用において、ほとんどの直流電源は整流変圧器と整流装置を組み合わせることで得られます。
電力変圧器とは何ですか？
電力変圧器は一般に、電気駆動（モータードライブ）システムに電力を供給する変圧器を指します。電力網のほとんどの変圧器は電力変圧器です。
整流変圧器と電力変圧器の違い
1. 機能の違い
整流変圧器の機能：
- 整流システムに適切な電圧を提供すること；
- 整流システムによって引き起こされる波形歪（高調波汚染）を減らし、それによる電力網への影響を最小限に抑えること。
整流変圧器がまだ交流電力を出力している場合でも、それは単に整流装置の電源として機能します。通常、一次巻線は星型（ワイアード）接続され、二次巻線はデルタ接続されます。この配置は高次高調波を抑制するのに役立ちます。二次デルタ接続には接地された中性点がないため、整流装置に単一の接地障害が発生しても装置の損傷を引き起こしません。代わりに、接地障害検出装置が警告信号を発します。さらに、一次巻線と二次巻線の間に静電シールドが設置され、絶縁性能が向上します。
整流変圧器は主に電解、精錬、励磁システム、電気駆動、カスケード速度制御、静電気集塵装置、高周波溶接などの用途で使用されます。その構造は用途によって若干異なります。例えば、電解用の整流変圧器はしばしば滑らかな直流波形を達成するために6相出力を設計されています。外部に6相整流ブリッジと組み合わせると、比較的リップルの少ない出力を生み出します。
精錬や高周波溶接の場合、変圧器の巻線および構造部品は、サイリスタ整流回路の電流波形特性と高調波抑制要件に基づいて最適化され、巻線の渦電流損失や金属部品の雑損失を減らします。それにもかかわらず、全体的な構造は標準的な変圧器と大きく異なりません。
一方、電力変圧器は通常、接地された中性点を持つY/Y接続（単相電力供給用）が一般的です。整流装置と組み合わせて使用すると、接地障害が発生した場合、整流システムに深刻な損傷を与える可能性があります。さらに、電力変圧器は整流負荷によって生成される高次高調波を抑制する能力が低くなっています。
2. 用途の違い
整流システムに電力を供給することを目的として特別に設計された変圧器を整流変圧器と呼びます。産業界では、多くのDC電源はACグリッドから整流変圧器と整流ユニットで構成される整流装置を通じて得られます。今日の高度に現代化された世界では、整流変圧器は直接または間接的にほぼすべての産業部門で重要な役割を果たしています。
電力変圧器は、主に電力送電・配電システム、一般照明、工場のモータ駆動（電力）負荷などに使用されます。
整流変圧器の主な用途は以下の通りです：
- 電気化学工業（アルミニウムや塩素の生産など）；
- 直流電力を必要とする牽引システム（鉄道など）；
- 電気駆動用の直流電力；
- HVDC（高電圧直流）送電用の直流電源；
- 電鍍や電解加工用の直流電力；
- 発電機の励磁システム；
- バッテリー充電システム；
- 静電気集塵装置。
3. 出力電圧の違い
- 用語の違い：整流装置との密接な統合により、整流変圧器の出力電圧は「バルブ側電圧」と呼ばれます。これはダイオード（バルブ）の一方向導通性に由来する用語です。
- 計算方法の違い：整流負荷はさまざまな電流波形を生成するため、出力電流の計算方法は電力変圧器とは大きく異なり、異なる種類の整流回路ごとに異なる場合もあります。
4. 設計と製造の違い
異なる動作役割のために、整流変圧器は電力変圧器とは設計と製造において大きく異なります：
- 過酷な運転条件に対応するために、整流変圧器は低い電流密度と磁束密度を使用します。
- インピーダンスは通常、少し高めに設計されます。
- バルブ側では、一部の設計では前進駆動用と後退駆動または後退ブレーキング用の2つの独立した巻線が必要となります。ブレーキング時にはコンバータが逆変換モードで動作します。
- 高調波抑制が必要な場合は、巻線間に接地端子付きの静電シールドを設置します。
- 短絡耐えられる能力を向上させるために、強化されたプレート、増強されたクランプバー、大型の油冷却ダクトなどの構造補強が行われます。
- 非正弦波負荷条件下での信頼性のある熱放出を確保するため、熱設計には電力変圧器よりも大きな安全マージンが組み込まれています。
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