Düzəltici Trasnformator: İşləmə Prinsipi və Tətbiqləri

Echo

Alan: Tranformator təhlili

China

1.Düzəltmə Tranzformatoru: Prinsip və Genel Baxış

Düzəltmə tranzformatoru, düzəltmə sistemlərinə qazanmaq üçün xüsusi tərtib edilmiş tranzformatordur. Onun iş prinsipi adi tranzformatordan fərqlənmir — elektromaqnit induksiyaya əsaslanır və alternativ voltajın dəyişdirilməsinə istifadə olunur. Adi tranzformatorda iki elektrik cəhddan ayrılmış sarımlar — birincil və ikincil — ortaq demir çekidi etrafında burulubdur.

Birincil sarım alternaçnaya elektrik mənbəyinə bağlandığında, onda alternativ akım axır, bu da manyetik motiv kuvvet (MMF) yaratır ki, bu da kapalı demir çekidində alternativ manyetik flux yaradır. Bu dəyişən flux hem birincil, hem də ikincil sarımları kəsir, nəticədə ikincil sarımda eyni frekvanslı alternativ voltaj yaradılır.

Birincil və ikincil sarımların sarım sayı nisbəti voltaj nisbətinə bərabərdir. Məsələn, tranzformatorda birincil sarımda 440, ikincil sarımda isə 220 sarım varsa və birincil tərəfdə 220V girişi varsa, ikincil tərəfdə çıxış voltazı 110V olacaq. Bəzi tranzformatorlda bir neçə ikincil sarım və ya çəkiciliklər ola bilər, bu da bir neçə fərqli çıxış voltajının əldə edilməsinə imkan verir.

2.Düzəltmə Tranzformatorlda Xüsusiyyətlər

Düzəltmə tranzformatorlda düzəltmələrlə birlikdə düzəltmə qurğusu formasında işləyir, alternativ gücün düzləndirilməsinə imkan verir. Belə düzəltmə sistemləri, modern endüstriyələrdə ən çox istifadə edilən düzləndirməli elektrik mənbələridir, HVDC transmisyası, elektrik traksiya, valcanlaşdırma, elektroplakələşdirmə, elektroliz və digər sahələrdə geniş şəkildə tətbiq olunur.

Rectifier Transformer.jpg

Düzəltmə tranzformatorlda birincil (həmçinin şəbəkə tərəfi də deyilir) AC elektrik şəbəkəsinə, ikincil (həmçinin klapan tərəfi də deyilir) isə düzəltməyə bağlanır. O, adi tranzformatordan struktura və iş prinsibi bənzərsə də, yük — düzəltmə — normal yükənə nazərən fərqli olduğu üçün unikal dizayn və işləmə xüsusiyyətlərinə malikdir:

2.2 Sinusoidal Olmayan Akım Dalğaları

Düzəltmə schemaında hər kolon sadece dövrün bir hissəsi ərzində iletikdir, bu da sinusoidal olmayan akım dalğalarına — adətən aralıqsız düzbucaqlı pulsallara yaxın olan — səbəb olur. Nəticədə, həm birincil, həm də ikincil sarım akımları sinusoidal deyil.

Məsələn, Y/Y bağlantısı ilə üçfaz köprü düzəltməsində, akım dalğası müəyyən puls dəstələrinə malikdir. Teyristorlar düzəltmək üçün istifadə edildikdə, başlama gecikmə açısı böyük olarsa, akım yüksəliş/düşməsini daha dik edir, harmonik məzmunu artırır. Bu, daha yüksək dövran akım zədələrinə səbəb olur. İkincil sarım akımı sadece dövrün bir hissəsi ərzində iletik olduğundan, düzəltmə tranzformatorlda istifadə nisbəti, adi tranzformatordan aşağıdır. Bu səbəbdən, eyni gücüng üçün düzəltmə tranzformatorlda daha böyük və ağır olma ehtimalı var.

2.3 Ekvivalent (Orta) Görünən Güc Qiyməti

Adi tranzformatorda, giriş və çıxış gücü (zararlara baxmazdan) bərabərdir, beləliklə, nominal kapasitə sadəcə hər hansı bir sarımın görünən gücüdür. Amma düzəltmə tranzformatorda, birincil və ikincil akımların dalğa formaları fərqli ola bilər (məsələn, yarı-dövrə düzəltməsində), bu da onların görünən gücünü bərabər etmir.

Bu səbəbdən, tranzformatordanın kapasitəsi, birincil və ikincil görünən gücün ortalaması kimi təyin olunur, buna ekvivalent kapasitə deyilir:

burada $S_{1}$ S1 birincil görünən gücü, $S_{2}$ S2 isə ikincil görünən gücüdür.

2.4 Yüksek Qısalığı Dayanma İmkanı

Düzəltmə tranzformatorlda, tez-tez xətanın və ya dəhlizin sıxlığına (məsələn, motorun işə salınması) görə qısalığın manyetik qüvvələrinə dayanmaq üçün yüksək mexaniki qüvvə olmalıdır. Qısalığın altında dinamik stabillik təmin etmək, dizayn və istehsal zamanı ən vacib rüyətdir.

3.Düzəltmə Tranzformatorlda Əsas Tətbiqlər

Düzəltmə tranzformatorlda, düzəltmə qurğusu üçün enerji mənbəyi rolunu oynayır. Onun əsas özəlliyi, birincil tərəfdən gələn AC girişin, ikincil tərəfdən gələn düzəltmə elementləri vasitəsilə DC çıxışa çevrilmesidir. "Güç dəyişdirilməsi" arasında düzəltmə, inversiya və dəyişən frekvans daxildir, bunlardan düzəltmə ən geniş istifadə olunandır. Düzəltmə qurğularını təmin etmək üçün istifadə edilən tranzformatorldar düzəltmə tranzformatordur. Əksər endüstriyələrdə DC elektrik mənbələri, AC şəbəkələrinin, düzəltmə tranzformatorldarın və düzəltmə shemalarının birgə işləməsi ilə əldə olunur.

3.1 Elektrokimya Sənayesi

Bu, düzəltmə tranzformatorlda ən böyük tətbiq sahəsidir:

Alüminium, maqnium, məsələn, digər ferrosuz metalların metal kompoundlarının elektrolizi yolu ilə istehsalı
Tuz suyu elektrolizi yolu ilə xlor-alkali istehsalı
Su elektrolizi yolu ilə hidrogen və oksigen istehsalı

Bu proseslər, elektrik ark furnac tranzformatorldarına bəzilərə oxşar, yüksək akım, aşağı voltajlı DC elektrik mənbəyi tələb edir. Bu səbəbdən, düzəltmə tranzformatorlda furnac tranzformatorldarla eyni struktural xüsusiyyətlər paylaşırlar.

Düzəltmə tranzformatorlda ən müəyyənləşdirici özəllik, ikincil akımın artıq sinusoidal AC olmamasıdır. Düzəltmə elementlərinin bir yönlü iletik olması, faz akımlarını titrəyən və bir yönlü edir. Filtrləndikdən sonra, bu titrəyən akım düz DC halına gəlir.

İkincil voltaj və akım, tranzformatordanın kapasitəsindən və bağlantı qrupundan, düzəltmə schema konfiqurasiyasından (məsələn, üçfaz köprü, balanslayıcı reaktorlu iki anti-paralel) asılıdır. Hətta eyni DC çıxışı üçün, fərqli düzəltmə shemaları fərqli ikincil voltaj və akımlar tələb edir. Bu səbəbdən, düzəltmə tranzformatorlda parametr hesablaması, ikincil tərəfdən başlayır və spesifik düzəltmə topologiyasına əsaslanır.

Düzəltmə sarım akımlarında zəncirli harmonik məzmun var, bu da AC şəbəkəni zədələyir və gücü düşür. Harmonik məzmunu azaltmaq və gücü artırmaq üçün, düzəltmə sisteminin pulssayısını artırmaq lazımdır, bu da adətən faz silkinmə texnikası ilə əldə edilir. Faz silkinmənin məqsədi, ikincil sarımların homolojik uclarında line voltajları arasına faz fərqini gətirməkdir.

3.2 Traksiya DC Elektrik Mənbəyi

DC üst hattı olan madencilik və ya şəhər elektrik lokomotivlərində istifadə olunur.