Kaj je rektifikacijski transformator?
"Pretvorba energije" je splošen izraz, ki vključuje rektifikacijo, inverzijo in pretvorbo frekvence, pri čemer je najbolj široko uporabljana rektifikacija. Rektifikacijska oprema pretvori vhodno stokovno napetost v enosmerno izhod preko rektifikacije in filtriranja. Rektifikacijski transformator služi kot napajalni transformator za takšno rektifikacijsko opremo. V industrijskih aplikacijah se večina enosmernih napajal pridobi z združevanjem rektifikacijskega transformatorja s rektifikacijsko opremo.
Kaj je moščnostni transformator?
Moščnostni transformator se običajno nanaša na transformator, ki oskrbuje električne pogone (motorji). Večina transformatorjev v električnem omrežju so moščnostni transformatorji.
Razlike med rektifikacijskimi in moščnostnimi transformatorji
1. Funkcionalne razlike
Funkcije rektifikacijskega transformatorja:
- Oskrbiti rektifikacijski sistem z ustrezno napetostjo;
- Zmanjšati deformacijo valovanja (harmonsko onesnaženost), ki jo povzroča rektifikacijski sistem, in zmanjšati njegov vpliv na omrežje.
Čeprav rektifikacijski transformator še vedno oddaja stokovno napetost, služi le kot vir napajanja za rektifikacijsko opremo. Običajno je njegov primarni viklin povezan v zvezdo (Y), medtem ko je sekundarni viklin povezan v delta. Ta postavitev pomaga zmanjšati višje harmonske. Sekundarna povezava delta nima zrazenega neutralnega točka, tako da, če pride do enega zrazevalnega defekta na rektifikacijski opremi, ne bo povzročil poškodbe opreme. Namesto tega bo naprava za zaznavanje zrazevalnih defektov izdala alarmni signal. Poleg tega je med primarnim in sekundarnim viklinom nameščena elektrostatska ščitna vrstva za izboljšano izolacijo.

Izpravljalni transformatorji se predvsem uporabljajo v aplikacijah, kot so elektroliza, taljenje, sistemi za vzbujanje, električni pogoni, kaskadno nadzorovanje hitrosti, elektrostatični lovilci in visokofrekvenčno varjenje. Njihova konstrukcija se nekoliko razlikuje glede na posamezno uporabo. Na primer izpravljalni transformatorji za elektrolizo so pogosto zasnovani z izhodi šestih faz, da dosežejo gladkejše izhodne enosmerne napetostne oblike; ko so zunanjim šestofaznim izpravljalnim mostom, proizvedejo izhod z relativno majhnimi valovitostmi.
Za taljenje in visokofrekvenčno varjenje so navitja in konstrukcijski deli transformatorja optimizirani – na podlagi značilnosti oblike točkovnega toka tiristorjevih izpravljalnih vezij ter zahtev za potiskanje višjih harmonikov – tako, da se zmanjšajo izgube zaradi vrtinčnih tokov v navitjih in izgube zaradi razpršenega magnetnega pretoka v kovinskih delih. Kljub temu ostane njihova splošna konstrukcija v veliki meri podobna standardnim transformatorjem.
Nasprotno pa so močnostni transformatorji običajno povezani v Y/Y konfiguraciji z ozemljeno nevtralno točko (za oskrbo z enofazno močjo). Če jih uporabimo skupaj z izpravljalno opremo, lahko napaka na ozemljitvi povzroči hude škode izpravljalnemu sistemu. Poleg tega imajo močnostni transformatorji slabo sposobnost potiskanja višjih harmonikov, ki jih ustvarjajo izpravljalne obremenitve.
2. Razlika v uporabi
Transformator, ki je posebej zasnovan za oskrbo izpravljalnega sistema z električno energijo, se imenuje izpravljalni transformator. V industrijskih okoljih večina enosmernih napetosti izvirajo iz omrežja izmenične napetosti prek izpravljalne opreme, sestavljene iz izpravljalnega transformatorja in izpravljalne enote. V današnjem visoko moderniziranem svetu izpravljalni transformatorji igrajo ključno vlogo – neposredno ali posredno – v skoraj vsakem industrijskem sektorju.
Močnostni transformatorji, nasprotno, se predvsem uporabljajo v sistemih za prenos in distribucijo električne energije ter za splošno razsvetljavo in motorje za pogon tovarn (močnostne obremenitve).
Glavne uporabe izpravljalnih transformatorjev vključujejo:
- Elektrokemične industrije (npr. proizvodnja aluminija ali klora);
- Tegleni sistemi, ki zahtevajo enosmerno napetost (npr. železnice);
- Enosmerna napetost za električne pogone;
- Enosmerna napetost za HVDC (visokonapetostni enosmerni tok) prenos;
- Enosmerna napetost za galvaniko ali elektromehansko obdelavo;
- Sistemi za vzbujanje generatorjev;
- Sistemi za polnjenje akumulatorjev;
- Elektrostatični lovilci.
3. Razlika v izhodni napetosti
- Razlika v terminologiji:Ker je izpravljalni transformator tesno integriran z izpravljalno opremo, se izhodna napetost izpravljalnega transformatorja imenuje »napetost na strani ventilov«, izraz, ki izvira iz lastnosti enosmernega prevajanja diod (ventilov).
- Razlika v načinu izračuna:Ker izpravljalne obremenitve ustvarjajo različne oblike točkovnega toka, se način izračuna izhodnega toka znatno razlikuje od tistega pri močnostnih transformatorjih – in se celo razlikuje med različnimi vrstami izpravljalnih vezij.
4. Razlike v načrtovanju in izdelavi
Zaradi različnih operativnih nalog se izpravljalni transformatorji v načrtovanju in izdelavi znatno razlikujejo od močnostnih transformatorjev:
- Za prilagoditev trdnim obratovalnim pogojem uporabljajo izpravljalni transformatorji nižjo gostoto toka in nižjo gostoto magnetnega pretoka.
- Njihova impedanca je običajno zasnovana kot rahlo višja.
- Na strani ventilov za nekatere zasnove zahtevajo dve ločeni navitji – eno za naprej usmerjen pogon in drugo za nazaj usmerjen pogon ali nazaj usmerjeno zaviranje. Med zaviranjem pretvornik deluje v inverzorskem načinu.
- Če je zahtevano potiskanje harmonikov, se med navitji namesti elektrostatični zaslon z ozemljitvenim priključkom.
- Za izboljšanje odpornosti proti kratkemu stiku se uporabljajo konstrukcijske okrepitev – kot so okrepitvene tlakovalne plošče, izboljšane pripenjalne palice in povečane kanali za ohlajanje z oljem.
- Toplotna zasnova vključuje večjo varnostno mejo v primerjavi z močnostnimi transformatorji, da se zagotovi zanesljivo odvajanje toplote pri obremenitvah z nesinusoidno obliko toka.