Ректіфікаторлық трансформатор: Қызметтің негізгі принциптері және қолданылуы
1. Ректіфикаторлық трансформатор: Принцип және ерекшеліктері
Ректіфикаторлық трансформатор - бұл ректіфикаторлық системаларға энергия беру үшін қызмет ететін арнайы трансформатор. Оның жұмыс принципі салықты трансформатордың принципімен бірдей - электромагниттік индукция негізінде жұмыс істейді және алмастыру напряжениесын өзгерту үшін қолданылады. Классикалық трансформаторда екі электр қозғалысқа бөлінетін виткалар (бастапқы және соңғы) бір мұрыншылық желекқа айналған.
Бастапқы витка АҚ токаға қосылғанда, оның арқылы алмастыру токы ағып өтеді, магниттік күш (МК) пайда болады, ол мұрыншылық желекте алмастыру магниттік потенциалды (АМП) жасайды. Бұл өзгеріп отырған АМП бастапқы және соңғы виткалардың екінде де өзгеріп отырған напряжениесын жеңілдетеді.
Бастапқы және соңғы виткалардың спираль санының қатынасы напряжение қатынасына тең. Мысалы, егер трансформаторда бастапқы виткада 440 спираль, соңғы виткада 220 спираль болса, бастапқы тарапта 220В түскенде, соңғы тарапта шығатын напряжение 110В болады. Біраз трансформаторларда бірнеше соңғы витка немесе басқару нүктесі болуы мүмкін, бұл арқылы бірнеше өзгеше шығыс напряжентер алуға болады.
2. Ректіфикаторлық трансформаторлардың өзіндік ерекшеліктері
Ректіфикаторлық трансформаторлар ректіфикаторлармен бірге ректіфикаторлық құрылғыларды жасайды, олар АҚ токты ДҚ токқа айналдыратын. Мұндай ректіфикаторлық құрылғылар қазіргі уақыттағы промышлендік қоғамдарда ең көп қолданылатын ДҚ энергия көздері болып табылады, ЖКД транспортирлеу, электр тарту, жұмсау, электр тарту, электролиз және басқа тармактарда қолданылады.
Ректіфикаторлық трансформатордың бастапқы (тезірақ аталатын) тарапы АҚ ток тарлағына қосылады, ал соңғы (вентиль аталатын) тарапы ректіфикаторға қосылады. Негізгі структура және жұмыс принципі классикалық трансформатормен ұқсас, бірақ жүк - ректіфикатор - адымдық жүктерден өте өзгешеліктері бар, бұл өзінің өзінің дизайн және жұмыс өзгешеліктеріне әкеледі:
2.2 Синусоидалы емес ток графигі
Ректіфикаторлық контурда әр бөлік тек циклдің бір бөлігінде ғана жұмыс істейді, бұл синусоидалы емес ток графигіне әкеледі - көбінесе жұлдыздық импульстерге ұқсас. Сонымен, бастапқы және соңғы виткалардың токтары да синусоидалы емес болады.
Мысалы, Y/Y байланысқа ие үш фазалы мостты ректіфикаторда, ток графигі белгілі бір импульс формасын көрсетеді. Тиристорлар ректіфикация үшін қолданылғанда, дайындау болжамы үлкен болғанда, токтың өсу/кему кестесі қатаңырақ болады, гармоникалық мазмұны артады. Бұл үшін эди токтың жоюы артады. Соңғы витканың токаға тек бір бөлігінде ғана қосылуынан, ректіфикаторлық трансформатордың пайдалануы классикалық трансформатордан төмен. Сондықтан, бірдей өнеркәсіп қуатында, ректіфикаторлық трансформаторлар әдетте үлкен және қалыңырақ болады.
2.3 Эквивалентті (орташа) жөнделген көрсеткіштік қуаты
Классикалық трансформаторда, енгізілген және шығарылған қуат тең (жеңілдіктерді ескермеумен), сондықтан жөнделген көрсеткіштік қуаты - бұл еңгізушы немесе шығарушы витканың көрсеткіштік қуаты. Бірақ, ректіфикаторлық трансформаторда, бастапқы және соңғы токтардың графигі өзара өзгешеліктері болуы мүмкін (мисалы, жарты-волна ректіфикациясында), олардың көрсеткіштік қуаттары тең емес болады.
Сонымен, трансформатордың қуаты бастапқы және соңғы көрсеткіштік қуаттардың орташасы ретінде анықталады, бұл эквивалентті қуат деп аталады:
мұнда S1 - бастапқы көрсеткіштік қуат, ал S2 - соңғы көрсеткіштік қуат.
2.4 Жоғары жылжуу қабілеті
Ректіфикаторлық трансформаторлар көптеген қателер немесе тез өзгеріп отырған жүктер (мисалы, мотордың ишке қосылуы) үшін жоғары механикалық қабілетке ие болуы керек. Жылжуу шарттарында динамикалық стабилділікті қамтамасыз ету - дизайн және өндірудегі маңызды ескерту.
3. Ректіфикаторлық трансформаторлардың негізгі қолданылуы
Ректіфикаторлық трансформаторлар ректіфикаторлық құрылғыларға энергия беру үшін қызмет етеді. Олардың негізгі өзіндік ерекшелігі - бастапқы тараптағы АҚ токты соңғы тараптағы ДҚ токқа айналдыру. "Энергия өзгерту" ректіфикация, инверсия және частота өзгертулерін қамтиды, оның ішінде ректіфикация ең кеңірек қолданылады. Ректіфикаторлық құрылғыларға энергия беру үшін қолданылатын трансформаторлар ректіфикаторлық трансформаторлар деп аталады. Көптеген промышлендік ДҚ энергия көздері АҚ тарлағымен, ректіфикаторлық трансформаторлармен және ректіфикаторлық контурымен бірге қолданылады.
3.1 Электрохимиялық саласы
Бұл ректіфикаторлық трансформаторлардың ең кеңірек қолданылуы:
Металлдың электролизі арқылы алюминий, магний, мүсі, және басқа метталарды өндіру
Тұз суының электролизі арқылы хлор-алкалия өндіру
Судың электролизі арқылы водород және кислород өндіру
Бұл процесстер үшін жоғары ток, төмен напряжение ДҚ энергиясы қажет, бұл жағдайда электр тарту трансформаторларымен ұқсас. Сондықтан, ректіфикаторлық трансформаторлар тарту трансформаторларымен ұқсас структуралық өзгешеліктері бар.
Ректіфикаторлық трансформаторлардың ең өзіндік ерекшелігі - соңғы ток синусоидалы АҚ ток емес. Ректіфикатор элементтерінің бір жағындағы өткізуінен, фаза токтары пульсациялық және бір жағындағы болады. Фильтрленгеннен кейін, бұл пульсациялық ток жұлдызды ДҚ токқа айналады.
Соңғы напряжение және ток не трансформатордың қуаты мен байланыс группаға, не ректіфикаторлық контурдың конфигурациясына (мисалы, үш фазалы мост, бірдей балансираушы реактормен) байланысты. Дәл осы ДҚ шығысы үшін, әртүрлі ректіфикаторлық контурлер әртүрлі соңғы напряжение және токтарға қажет. Сондықтан, ректіфикаторлық трансформаторлардың параметрлерін есептеу соңғы тараптан басталады және конкретті ректіфикаторлық топологияға негізделеді.
Ректіфикаторлық виткалардың токтарына жоғары дәрежелі гармоникалар көптеген, бұл АҚ тарлағын зияндетеді және энергия коэффициентін төмендетеді. Гармоникаларды азайту және энергия коэффициентін жақсарту үшін, ректіфикаторлық системаның пульс санын арттыру қажет, бұл көбінесе фаза шығу техникасы арқылы жүзеге асырылады. Фаза шығу мақсаты - соңғы виткалардың бірдей терминалдарындағы сызықты напряжентер арасында фаза ауытқуын енгізу.
3.2 Електр тарту DC энергиясы
Маңызды тартулардың немесе қалалық электрлокомотивтердің DC тарту сызығында қолданылады.
Тарту сызығының ашық орналасуына байланысты көптеген жылжуу қателері
DC жүктің өте жоғары өзгерімдері
Моторлардың тез ишке қосылуына байланысты көптеген кратковременные перегрузки
Бұл шарттарды ескере отырып:
Төмен температуралық шектер
Ток тығыздығын азайту
Импеданс стандартты энергия трансформаторларынан %30 артық
3.3 Индустриалдық DC энергиясы
Негізінен электр тарту системаларында DC моторларына энергия беру үшін қолданылады, мысалы:
Жұмсау стандаларының моторларының арматурасы және магниттік басытуы
3.4 Жоғары напряжение DC транспортирлеу
Іске қосылу напряжентері көбінесе 110 кВ-ден жоғары
Қуаты он мыңнан жүз мың кВА-ға дейін өзгереді
Земляға қатысты комбинированное переменное и постоянное изоляционное напряжение үшін өзгеше көңіл бөлу қажет
Басқа қолданылуы:
Гальванизация немесе электрообработка үшін DC энергиясы
Генераторлардың басыту үшін энергия көздері
Батарея зарядқыш системалары
Электростатикалық осадық (ЕО) энергия көздері
