Rectificator Transformatore: Principium Operativum & Applicationes
1. Transformer Rectificator: Principium et Summa
Transformer rectificator est species specialis transformer qui ad alimentandum systemata rectificationis designatus est. Principium eius operativum idem est ut in transformer communi — operatur ex inductione electromagnetica et ad transformandum voltus alternans usus est. Transformer typicus duas spiras electriciter isolatas — primariam et secundariam — habet quae circa ferratum commune intextae sunt.
Cum spira primaria ad fontem potentiae AC coniungitur, currentis alternans per eam transit, vi magnetomotrici (MMF) generans, quae fluxum magneticum alternans in ferrato clauso producit. Hic fluxus mutabilis ambo spiras, primariam et secundariam, transcutit, inducens voltum alternantem eiusdem frequentiae in spira secundaria.
Ratio numeri gyrorum inter spiram primariam et secundariam aequat rationem voltuum. Exempli gratia, si transformer habeat 440 gyros in spira primaria et 220 gyros in spira secundaria, cum input 220V in parte primaria, output in parte secundaria erit 110V. Quaedam transformers possunt plures spiras secundarias vel taps habere, permittentes varios output voltus obtinendi.
2. Characteristica Transformer Rectificatoris
Transformer rectificator cum rectificatori coniunctus apparatum rectificationis format, conversionem potentiae AC in DC faciens. Haec systemata rectificationis sunt fontes DC communissimi in modernis praediis industrialibus, latissime applicata in transmissione HVDC, tractione electrica, molarum rotarum, electroplating, electrolysi, aliisque campis.
Pars primaria (etiam dicta pars rete) transformer rectificatoris ad rete potentiae AC coniungitur, dum pars secundaria (etiam dicta pars valvula) ad rectificatorium coniungitur. Licet structura et principium operativum eius similia sint ut in transformer communi, onus — rectificator — ab oneribus normalibus significanter differt, ad characteristica designativa et operationalia unica ducens:
2.2 Formae Currentis Non-Sinusoidales
In circuitu rectificationis, singula brachia tantum in partem cycli conducunt, formando formas currentis non-sinusoidales — saepe prope pulsus rectangularis discontinuos. Itaque, ambo currentes spirarum primariae et secundariae non-sinusoidales sunt.
Exempli gratia, in rectificatore pontis triphasalis cum connectione Y/Y, forma currentis distinctos pulsuos ostendit. Cum thyristors ad rectificationem utuntur, maior angulus ignitio, abruptior ascensus/descensus currentis, augmentans contentum harmonicum. Hoc ad maiora perdita eddy current ducit. Cum spira secundaria tantum partim temporis currentem transmittat, utilitas transformer rectificatoris minor est quam in transformer communi. Proinde, ad eandem ratam potentiae, transformer rectificatores tendent ad esse maiores et gravioris ponderis.
2.3 Capacitas Apparentis Aequalis (Media)
In transformer communi, input et output potentiae aequales sunt (neglectis perditis), ita capacitas nominata simplex potestas apparentis cuiusvis spire est. At in transformer rectificatorio, currentes primarii et secundarii in forma (exempli gratia, in rectificatione semicycli) differre possunt, faciendo suas potentias apparentes inaequales.
Itaque, capacitas transformer definitur ut media potentiarum apparentium primariarum et secundariarum, cognita ut capacitas aequalis:
ubi S1 est potestas apparentis primaria et S2 est potestas apparentis secundaria.
2.4 Alta Tolerantia Circuiti Brevi
Transformer rectificatores fortitudinem mechanicam altam debent habere ut tolerantiam fortes electromagneticas a frequentibus defectibus vel repentinis mutationibus oneris (exempli gratia, motoris initio) sustineant. Stabilitas dynamica sub conditionibus circuiti brevi est consideratio critica in designo et fabrica.
3. Applicationes Principales Transformer Rectificatoris
Transformer rectificatores ut fons potentiae ad apparatum rectificationis servient. Eorum characteristica principalis est convertendo input AC in parte prima in output DC per elementa rectificantia in parte secunda. "Conversio potentiae" includit rectificationem, inversionem, et conversionem frequentiae, inter quas rectificatio est maxime usitata. Transformers qui ad alimentandum dispositiva rectificationis usi sunt, vocantur transformer rectificatores. Plurima fontes DC industrialis obtinentur combinando retia AC cum transformer rectificatoribus et circuitis rectificantibus.
3.1 Industria Electrochemica
Hic est maximus areae applicationis transformer rectificatorum:
Electrolysis metallica ad producendum aluminium, magnesium, cuprum, et alia metalla non-ferrea
Productio chlor-alkali per electrolysin aquae salinae
Generatio hydrogeni et oxygeni per electrolysin aquae
Haec processus requirunt potentiam DC alta-currentem, bassa-voltum, similiter in quadam parte ad transformatores fornacis electrici. Itaque, transformer rectificatores structurae communes cum transformatoribus fornacis habent.
Characteristica maxime distinctiva transformer rectificatorum est quod currentis secundarii iam non sinusoidales sunt. Propter conductionem unidirectionalem elementorum rectificantium, currentes phase pulsantes et unidirectionales fiunt. Post filtrum, hic currentis pulsans in directum DC fit liscus.
Voltus et currentes secundarii non solum ex capacitate et connectione gruppi transformer dependent, sed etiam ex configuratione circuiti rectificantis (exempli gratia, pontis triphasalis, dual anti-parallelo cum reactor balancino). Etiam pro eodem output DC, diversi circuiti rectificantis diversos voltus et currentes secundarios requirunt. Itaque, calculatio parametri transformer rectificatorum ab parte secunda incipit et fundatur in topologia rectificantia specifica.
Quia currentes spira rectificantia harmonicas altius ordinis copiosas continent, polluunt rete AC et reducunt factor potentiae. Ut harmonicas mitigentur et factor potentiae melior fiat, numerus pulsus systematis rectificantis incrementari debet, saepe per technicas phase-shifting effectus. Finis phase shifting est introducere dislocamentum phase inter voltus lineares in terminis homologis spira secundariae.
3.2 Suppeditatio DC Tractionis
Usus in locomotivis electricis mineriis vel urbanis cum lineis DC supercapitis.
Defectus circuiti brevis frequentes propter expositionem lineae supercapitis
Fluctuationes magnae in onere DC
Initia motus frequenta causa overloads brevis temporis
Ut haec conditio gerantur:
Limites ascensus temperature minus
Densitas currentis minus
Impedance est circa 30% altior quam in transformer potentiae standard
3.3 Suppeditatio DC Motus Industrialis
Principale usus ad alimentandum motus DC in systematibus motus electricis, sicut:
Armatura et excitatio agri pro motoribus molarum rotarum
3.4 Transmissio Directa Currentis Altivolantis (HVDC)
Voltus operativi solito supra 110 kV
Capacitates a decem millibus ad centum millibus kVA
Attentio specialis ad stress insulanti AC et DC combinati ad terram
Aliae Applicationes:
Potentia DC ad electroplating vel electro-machining
Suppeditationes excitationis pro generatoribus
Systemata caricationis batteriarum
Suppeditationes potentiae precipitatorum electrostaticorum (ESP)
