Qual é a Diferença entre Transformadores Retificadores e Transformadores de Potência?
Campo: Manufatura
China
O que é um transformador retificador?
"Conversão de energia" é um termo geral que abrange retificação, inversão e conversão de frequência, sendo a retificação a mais amplamente utilizada entre elas. O equipamento retificador converte a energia CA de entrada em energia CC de saída através da retificação e filtragem. Um transformador retificador atua como o transformador de alimentação para tal equipamento retificador. Nas aplicações industriais, a maioria das fontes de alimentação CC são obtidas combinando um transformador retificador com o equipamento retificador.
O que é um Transformador de Potência?
Um transformador de potência geralmente se refere a um transformador que fornece energia a sistemas de acionamento elétrico (motorizados). A maioria dos transformadores na rede elétrica são transformadores de potência.
Diferenças Entre Transformadores Retificadores e Transformadores de Potência
1. Diferenças Funcionais
Funções de um Transformador Retificador:
- Fornecer ao sistema retificador uma tensão adequada;
- Reduzir a distorção de onda (poluição harmônica) causada pelo sistema retificador e minimizar seu impacto na rede.
Embora um transformador retificador ainda produza energia CA, ele serve apenas como fonte de energia para o equipamento retificador. Geralmente, sua bobina primária está conectada em estrela (wye), enquanto a secundária está conectada em delta. Esta configuração ajuda a suprimir harmônicos de ordem superior. A conexão secundária em delta não tem ponto neutro aterrado, então, se ocorrer um único defeito a terra no equipamento retificador, isso não causará danos ao equipamento. Em vez disso, um dispositivo de detecção de defeito a terra emitirá um sinal de alarme. Além disso, um escudo eletrostático é instalado entre as bobinas primária e secundária para melhor isolamento.
Transformadores retificadores são usados principalmente em aplicações como eletrolise, fundição, sistemas de excitação, acionamentos elétricos, controle de velocidade em cascata, precipitadores eletrostáticos e soldagem de alta frequência. Sua estrutura varia ligeiramente dependendo da aplicação. Por exemplo, transformadores retificadores usados na eletrolise são frequentemente projetados com saídas de seis fases para obter ondas DC mais suaves; quando combinados com uma ponte retificadora de seis fases externa, produzem uma saída relativamente livre de ondulações.
Para fundição e soldagem de alta frequência, as bobinas do transformador e os componentes estruturais são otimizados—com base nas características da forma de onda da corrente dos circuitos retificadores de tiristores e nos requisitos de supressão de harmônicos—para reduzir as perdas por correntes de Foucault nas bobinas e as perdas dispersas nas partes metálicas. No entanto, sua estrutura geral permanece muito semelhante à de transformadores padrão.
Em contraste, os transformadores de potência são tipicamente conectados em configuração Y/Y com ponto neutro aterrado (para fornecer energia monofásica). Se utilizados com equipamentos retificadores, uma falha no aterramento pode causar danos graves ao sistema retificador. Além disso, os transformadores de potência têm baixa capacidade de suprimir as harmônicas de ordem superior geradas pelas cargas retificadoras.
2. Diferença nas Aplicações
Um transformador projetado especificamente para fornecer energia a um sistema retificador é chamado de transformador retificador. Em ambientes industriais, a maioria das fontes de alimentação DC é obtida de redes AC através de equipamentos retificadores compostos por um transformador retificador e uma unidade retificadora. No mundo altamente modernizado de hoje, os transformadores retificadores desempenham um papel crítico—direta ou indiretamente—em quase todos os setores industriais.
Transformadores de potência, por outro lado, são principalmente usados em sistemas de transmissão e distribuição de energia, bem como para iluminação geral e cargas motorizadas (de potência) em fábricas.
Principais aplicações dos transformadores retificadores incluem:
- Indústrias eletroquímicas (por exemplo, produção de alumínio ou cloro);
- Sistemas de tração que requerem energia DC (por exemplo, ferrovias);
- Energia DC para acionamentos elétricos;
- Fornecimento de energia DC para transmissão HVDC (corrente contínua de alta tensão);
- Energia DC para eletrochapagem ou eletromecânica;
- Sistemas de excitação para geradores;
- Sistemas de carregamento de baterias;
- Precipitadores eletrostáticos.
3. Diferença na Tensão de Saída
- Diferença terminológica:Devido à sua integração próxima com o retificador, a tensão de saída de um transformador retificador é referida como tensão do lado do “válvula”, um termo derivado da propriedade de condução unidirecional dos díodos (válvulas).
- Diferença no método de cálculo:Devido às diversas formas de onda de corrente produzidas pelas cargas retificadoras, o método de cálculo da corrente de saída difere significativamente do de transformadores de potência—e varia entre diferentes tipos de circuitos retificadores.
4. Diferenças no Projeto e Fabricação
Devido aos seus papéis operacionais distintos, os transformadores retificadores diferem consideravelmente dos transformadores de potência no projeto e fabricação:
- Para atender a condições operacionais rigorosas, os transformadores retificadores utilizam densidades de corrente e fluxo magnético mais baixas.
- Sua impedância é tipicamente projetada para ser ligeiramente maior.
- No lado da válvula, alguns designs exigem duas bobinas separadas—uma para acionamento direto e outra para acionamento reverso ou frenagem reversa. Durante a frenagem, o conversor opera no modo inversor.
- Se for necessária a supressão de harmônicos, um escudo eletrostático com terminal aterrado é instalado entre as bobinas.
- Reforços estruturais—como placas de pressão reforçadas, barras de aperto aprimoradas e dutos de resfriamento a óleo ampliados—são empregados para melhorar a capacidade de resistência a curto-circuito.
- O projeto térmico incorpora uma margem de segurança maior em comparação com os transformadores de potência para garantir a dissipação de calor confiável sob condições de carga não-sinusoidais.
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