Transformer sa Rectifier: Prinsipyo sa Pagtrabaho & Aplikasyon
1. Transformer sa Rectifier: Prinsipyo ug Overview
Ang transformer sa rectifier mao ang espesyal nga transformer nga gihimo aron mobati og sistema sa rectifier. Ang iyang prinsipyo sa pagtrabaho sama ra sa usa ka regular nga transformer — mogamit kini batas sa electromagnetic induction ug gamiton sa pagtransformer sa alternating voltage. Usa ka tipikal nga transformer adunay duha ka electrically isolated windings — primary ug secondary — na gisugyot sa common iron core.
Kon ang primary winding gi-connect sa AC power source, ang alternating current moguli sa iya, nagbuhat og magnetomotive force (MMF), nga nagbuhat og alternating magnetic flux sa closed iron core. Kini nga nagbag-o nga flux mag-cut across sa primary ug secondary windings, naginduk sa alternating voltage sa parehas nga frequency sa secondary winding.
Ang ratio sa bilang sa turns tali sa primary ug secondary windings sama sa voltage ratio. Pwede masulti, kon ang transformer adunay 440 turns sa primary ug 220 turns sa secondary, ug 220V input sa primary side, ang output voltage sa secondary mao ang 110V. Ang uban pa nga transformers mahimong adunay daghan pa nga secondary windings o taps, nagsilbi sa pagkuha og daghang kasagaran nga output voltages.
2.Karunungan sa Rectifier Transformers
Ang mga rectifier transformers molihok sama sa rectifiers aron mobati og equipment sa rectification, makapahimo sa conversion sa AC power ngadto sa DC power. Ang mga sistema sa rectifier mao ang labi nga gamiton nga DC power sources sa modern nga industrial enterprises, wide nga gigamit sa HVDC transmission, electric traction, rolling mills, electroplating, electrolysis, ug uban pang mga field.
Ang primary (o usab gitawag og network side) sa rectifier transformer gi-connect sa AC power grid, samtang ang secondary (o usab gitawag og valve side) gi-connect sa rectifier. Bisag ang basic nga structure ug operating principle sama sa usa ka regular nga transformer, ang load — ang rectifier — dili sama sa normal nga loads, nag-lead sa unique nga design ug operational characteristics:
2.2 Non-Sinusoidal Current Waveforms
Sa circuit sa rectifier, ang bawat arm conduct lang sa bahin sa cycle, resulta mao ang non-sinusoidal current waveforms — kasagaran close sa discontinuous rectangular pulses. Taliwala, ang primary ug secondary winding currents dili sinusoidal.
Pwede masulti, sa three-phase bridge rectifier sa Y/Y connection, ang current waveform adunay distinct pulse patterns. Kon ang thyristors gigamit para sa rectification, ang mas dako ang firing delay angle, ang mas steep ang current rise/fall, nagsulbar sa harmonic content. Kini nag-lead sa mas taas nga eddy current losses. Tungod kay ang secondary winding conduct current lang sa bahin sa oras, ang utilization rate sa rectifier transformer mas baba kay sa regular nga transformer. Taliwala, sa same power rating, ang rectifier transformers tend to be larger ug heavier.
2.3 Equivalent (Average) Apparent Power Rating
Sa regular nga transformer, ang input ug output power sama (ignoring losses), tungod kay ang rated capacity simple ang apparent power sa bisan asa nga winding. Taliwala, sa rectifier transformer, ang primary ug secondary currents mahimong dili sama sa waveform (e.g., sa half-wave rectification), making their apparent powers unequal.
Tungod niini, ang capacity sa transformer define isip ang average sa primary ug secondary apparent powers, gitawag isip equivalent capacity:
kon S1 mao ang primary apparent power ug S2 mao ang secondary apparent power.
2.4 High Short-Circuit Withstand Capability
Ang mga rectifier transformers kinahanglan adunay taas nga mechanical strength aron mobati sa short-circuit electromagnetic forces tungod sa frequent faults o sudden load changes (e.g., motor starting). Ensuring dynamic stability under short-circuit conditions usa ka critical consideration sa design ug manufacturing.
3.Primero nga Applications sa Rectifier Transformers
Ang mga rectifier transformers serve as the power source para sa rectifier equipment. Ang ilang primo nga feature mao ang pagconvert sa AC input sa primary side ngadto sa DC output pinaagi sa rectifying elements sa secondary side. "Power conversion" kasagaran ang rectification, inversion, ug frequency conversion, diin ang rectification ang labi nga gamiton. Ang mga transformers gigamit aron mobati sa rectifier devices gitawag isip rectifier transformers. Ang daghan nga industrial DC power supplies nakakuhit sa combination sa AC grids, rectifier transformers, ug rectifier circuits.
3.1 Electrochemical Industry
Kini mao ang pinaka dako nga application area sa rectifier transformers:
Electrolysis sa metal compounds aron moproduce aluminum, magnesium, copper, ug uban pang non-ferrous metals
Chlor-alkali production pinaagi sa saltwater electrolysis
Hydrogen ug oxygen generation pinaagi sa water electrolysis
Kini nga mga proseso kinahanglan sa high-current, low-voltage DC power, similar sa some aspects sa electric arc furnace transformers. Taliwala, ang rectifier transformers share structural features sa furnace transformers.
Ang pinaka distinctive feature sa rectifier transformers mao ang secondary current dili na sinusoidal AC. Tungod sa unidirectional conduction sa rectifying elements, ang phase currents naging pulsating ug unidirectional. Pagkatapos sa filtering, kini nga pulsating current naging smooth DC.
Ang secondary voltage ug current depend not only sa transformer capacity ug connection group pero usab sa rectifier circuit configuration (e.g., three-phase bridge, dual anti-parallel with balancing reactor). Bisag sa same DC output, ang uban pa nga rectifier circuits kinahanglan sa iba nga secondary voltages ug currents. Taliwala, ang parameter calculation para sa rectifier transformers start gikan sa secondary side ug based sa specific rectifier topology.
Tungod kay ang rectifier winding currents adunay rich high-order harmonics, kini pollute sa AC grid ug reduce power factor. Aron mapugos ang harmonics ug improve power factor, ang pulse number sa rectifier system kinahanglan ma-increase, kasagaran gipangita pinaagi sa phase-shifting techniques. Ang purpose sa phase shifting mao ang pag-introduce og phase displacement tali sa line voltages sa homologous terminals sa secondary windings.
3.2 Traction DC Power Supply
Gigamit sa mining o urban electric locomotives sa DC overhead lines.
Frequent short-circuit faults tungod sa exposure sa overhead line
Large fluctuations sa DC load
Frequent motor starting causes short-term overloads
Aron mapugos kini nga kondisyon:
Lower temperature rise limits
Reduced current density
Impedance is about 30% higher kay standard power transformers
3.3 Industrial Drive DC Power Supply
Primarily used to supply DC motors in electric drive systems, such as:
Armature and field excitation for rolling mill motors
3.4 High-Voltage Direct Current (HVDC) Transmission
Operating voltages typically above 110 kV
Capacities range from tens of thousands to hundreds of thousands of kVA
Special attention required for combined AC and DC insulation stress to ground
Other Applications:
DC power for electroplating or electro-machining
Excitation power supplies for generators
Battery charging systems
Electrostatic precipitator (ESP) power supplies
