Трансформаторы. Выпрямители. Преобразователи

Трансформаторы. Выпрямители. Преобразователи

Трансформатор служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Он состоит (рис. 10.6) из стального магнитопровода и двух обмоток, которые изолированы от магнитопровода. Концы одной обмотки подсоединяются к источнику переменного тока. Эта обмотка называется первичной. Вторая обмотка своими концами соединяется с потребителем и называется вторичной.

Рис. 10.6. Схема трансформатора:
1 — первичная обмотка; 2 — магнито- провод; 3 — вторичная обмотка

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 10.7. Схема сварочного трансформатора:
1 — реактивная катушка; 2 — разъемный магнитопровод; 3 — магнитопровод основной; 4 — первичная обмотка; 5 — вторичная обмотка; б — винтовое устройство

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. При прохождении по первичной обмотке переменного тока в магнитопроводе трансформатора создается переменный магнитный поток, который пронизывает обе обмотки и индуктирует в них эдс. Величина индуктивной эдс пропорциональна числу витков обмоток.

Трансформаторы, как преобразователи напряжения, находят широкое применение в различных электрических устройствах. По назначению трансформаторы делятся на силовые общего назначения и специальные. Первые из них используются на электростанциях для повышения напряжения и у места потребления электроэнергии для понижения напряжения.

К специальным трансформаторам относятся сварочные, измерительные, радиотрансформаторы и др.

В зависимости от рода переменного тока трансформаторы разделяются на одно- и многофазные.

В электрооборудовании строительных машин применяются одно- н трехфазные трансформаторы специального назначения.

Сварочные трансформаторы используются при электродуговой сварке. Они представляют собой (рис. 10.7) понижающие одно- или трехфазные трансформаторы, преобразующие напряжение питающей сети (обычно 220, 380 В) в напряжение, достаточное для горения электрической дуги.
Сварочный трансформатор работает в режиме, близком к короткому замыканию. Чтобы величина тока не оказалась слишком большой, что может вызвать прожигание свариваемого материала, последовательно во вторичную обмотку включают реактивную катушку. Катушка размещается на неподвижной части разъемного магнитопровода. Подвижная часть магнитопровода может передвигаться относительно неподвижной с помощью винтового устройства.

Назначение реактивной катушки — создавать дополнительное индуктивное сопротивление. При уменьшении зазора между частями разъемного магнитопровода индуктивное сопротивление растет, а ток из вторичной цепи падает; при увеличении — наоборот. Изменяя, таким образом, величину воздушного зазора, можно регулировать силу тока сварки.

Постоянный ток, используемый в строительных машинах, в настоящее время получают, как правило, выпрямлением переменного тока с помощью полупроводниковых выпрямителей.

Полупроводниками называют материалы, занимающие промежуточное положение по электропроводности между проводниками и непроводниками. К полупроводниковым материалам относятся германий, кремний, селен, фосфор, мышьяк и др. Свойствами полупроводника обладают также химические соединения — селениды, сульфиды, карбиды и др.

В электрооборудовании строительных машин чаще всего применяются селеновые, германиевые и кремниевые выпрямители.

Преобразователи частоты преобразуют электрический ток нормальной частоты и высокочастотный. Они используются, например, в электрифицированных инструментах с двигателями повышенной частоты для преобразования переменного тока частоты 50 Гц в переменный ток частоты 200 Гц.

Преобразователь частоты представляет собой смонтированный в одном корпусе агрегат, состоящий из двухполосного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и восьмиполюсно- го асинхронного генератора. Конструктивно преобразователь состоит из корпуса и ротора. Корпус имеет статор двигателя и статор генератора. Обмотка статора — двухполюсная, обмотка генератора — восьмиполюсная.

Ротор двигателя и ротор генератора установлены на одном валу. Со стороны генератора на валу располагается коллектор, к которому прижимаются щетки, закрепленные в щеткодержателе.

Питание обмоток статора двигателя и ротора генератора осуществляется от сети переменного тока нормальной частоты. При поступлении тока в статор двигателя его ротор начинает вращаться, а вместе с ним и ротор генератора. Электрический ток ротора генератора при этом создает вращающееся магнитное поле, которое индуктирует в восьмиполюсной обмотке статора генератора электродвижущую силу с частотой 200 Гц.

Установки трансформатор-выпрямитель. Обычные установки трансформатор-выпрямитель для электрофильтров

Установки трансформатор-выпрямитель

предлагают для электрофильтров обычные блоки питания 60 Гц с бескомпромиссным качеством, прочностью и надежностью. Основанные на оригинальном дизайне Westinghouse, наши установки трансформатор-выпрямитель в течение десятилетий требуют лишь минимального техобслуживания. Каждая установка трансформатор-выпрямитель изготавливается с применением только медного провода для первичной и вторичной обмотки для максимальной производительности и минимального образования тепла в емкости. Усиленные емкости обладают превосходной механической прочностью и способны выдерживать вакуум до 15 фунтов на кв. дюйм изб.

Первоклассный дизайн
Установки трансформатор-выпрямитель для электрофильтров изготавливаются стандартных размеров или на заказ. Стандартные конструкции трансформатор-выпрямителей экономичны и производительны. Исполнения на заказ адаптируются точно под условия заказчика. Мы разрабатываем установки трансформатор-выпрямитель, которые помещаются в имеющееся свободное место. Разъемы подбираются под имеющиеся кабельные каналы. Изготовление на заказ предполагает низкие монтажные затраты, так как новая установка трансформатор-выпрямитель не потребует изменения имеющихся стоек, кабельных каналов, кабельных выводов и т.

 д.

Особенности установок трансформатор-выпрямитель:

• Средняя мощность 36–75 кВ
• Выходная мощность 100–3 000 мА
• Проверенный дизайн Westinghouse
• Один или два разъема
• Внутренний и наружный заземлитель
• Реакторы ограничения тока
• 100% медная обмотка трансформатора
• Испытание всех трансформаторов на 100%
• Высокомощные диодные блоки
• Стандартные размеры
• Индивидуальные размеры

Посетите нас

• LinkedIn
• Facebook
• YouTube
• Twitter
• Instagram

Загрузки

Щелкните мышью по флагу, чтобы загрузить файл на своем языке

Проспекты

Transformer / Rectifier Sets

Брошюры

ESP Services

ESP Management Solutions

Service & Process Solutions — We enable optimism

Соответствующие сферы применения

Выпрямительный трансформатор — принцип работы и применение

Содержание

Выпрямительные трансформаторы отличаются от обычных силовых и распределительных трансформаторов тем, что они представляют собой специальные трансформаторы, предназначенные для промышленного применения. Выпрямительный трансформатор — это трансформатор специального назначения, который включает диоды и тиристоры в одном корпусе.

Силовые электронные схемы, преобразующие переменный ток (ac) в постоянный ток (dc), называются выпрямительными цепями. Точно так же цепи, которые могут преобразовывать постоянный ток в переменный ток, называются инверторными цепями. Обе эти схемы считаются преобразователями.

Трансформатор, одна из обмоток которого подключена к одной из этих цепей преобразователя в качестве специального трансформатора, является выпрямительным или преобразовательным трансформатором.

 

Выпрямительные трансформаторы Siemens

На рисунке показан выпрямительный трансформатор Siemens, используемый на алюминиевом заводе.

Некоторыми другими трансформаторами специального промышленного назначения являются трансформаторы электродуговой печи (EAF), трансформаторы электродуговой печи постоянного тока (DC EAF), преобразовательные трансформаторы, линейные фидеры.

Читайте: Оборудование подстанции и его работа

Где используются выпрямительные трансформаторы?

Выпрямительные трансформаторы используются в промышленных процессах, требующих значительных источников постоянного тока. Цепи выпрямителя используются для обеспечения сильноточного постоянного тока для электрохимических процессов, таких как производство хлора, а также производство меди и алюминия.

Сегодня существует множество приложений, требующих трансформаторов для питания выпрямителей с постоянно растущими уровнями мощности.

Классический пример дают те отрасли промышленности, которые используют процессы электролиза для производства алюминия, и высокие вторичные токи вместе с гармоническими токами, генерируемыми системами выпрямления, должны полностью учитываться при проектировании трансформаторов для питания таких нагрузок .

Еще одним типичным применением выпрямителей являются системы электрической тяги на железных дорогах и в метро.

Они также используются в устройствах управления двигателем с регулируемой скоростью, транспортных тягах, горнодобывающей промышленности, электрических печах, лабораторных экспериментах с высоким напряжением, высоковольтной передаче постоянного тока (HVDC), статических осадителях и т. д. другие.

Эксплуатация выпрямительных трансформаторов

Доступны два типа выпрямителей: тиристорные выпрямители и диодные выпрямители .

В обоих случаях питающие их трансформаторы должны обеспечивать плавно регулируемое вторичное напряжение, которое обычно создается с помощью переключателей ответвлений под нагрузкой (РПН).

В случаях, когда диапазон вторичных напряжений велик, изменение производится с помощью регулировочного трансформатора, который может быть расположен в отдельном баке или в том же баке, что и главный трансформатор.

Выпрямительные трансформаторы могут быть погруженными в жидкость, сухими или с литой катушкой.

Трансформаторы сухого типа в основном использовались в классах распределительного напряжения.

Сухой тип и литой змеевик — ограничены напряжением и мощностью в кВА. Однако трансформаторы с жидким погружением могут быть изготовлены для всех уровней напряжения и тока. Жидкости с высокой температурой воспламенения могут использоваться из соображений пожарной безопасности.

Регулирование напряжения достигается с помощью переключателей ответвлений без нагрузки или под нагрузкой на стороне высокого напряжения. Тонкие уровни регулирования напряжения могут быть достигнуты с помощью реакторов насыщения на вторичной стороне. Блоки регулирования могут быть встроенными или отдельными.

Предыдущий пост

Последовательные и параллельные схемы — аналогия с водой

25 ноября 2015 г.

Следующий пост

IEC 61850 — Автоматизация подстанций — Основы

7 декабря 2015 г.

Трансформаторный выпрямитель: принцип работы, применение и применение

Трансформаторный выпрямитель, также известный как трансформаторный выпрямитель (TRU), имеет универсальное применение благодаря своей надежности и эффективности. Он в основном используется в авиационной промышленности из-за его мобильности и легкости. Трансформаторно-выпрямительный блок сочетает в себе характеристики трансформатора и выпрямителя. С помощью этого устройства переменное напряжение постоянного тока получается из напряжения переменного тока. Первоначально напряжение переменного тока изменяется до другого уровня, обычно понижаемого с использованием принципа трансформатора, а затем переменное напряжение преобразуется в постоянное по принципу выпрямителя.

Его можно определить как «это статическое электромеханическое устройство преобразования энергии, которое передает энергию от одной части к другой и преобразует постоянный переменный ток в переменный постоянный». Он состоит из двух частей, одна из которых представляет собой трансформатор, а другая — выпрямитель. Трансформатор повышает или понижает напряжение в зависимости от количества витков. Блок трансформаторного выпрямителя, который в основном состоит из понижающего трансформатора, принимает входное питание переменного тока и понижает до более низкого уровня в зависимости от применения.

Трансформаторный выпрямитель

Как показано на рисунке выше, трансформатор с входным напряжением 240 В понижает напряжение и подает его на вход выпрямительного блока.

Принцип трансформатора

Работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея. Когда первичные обмотки, подключенные к источнику питания, возбуждаются источником переменного тока, они создают переменный поток, который связывает первичную обмотку. Тот же первичный переменный поток соединяется со вторичной обмоткой, проходя через сердечник трансформатора.

Сердечник образует магнитный путь, по которому поток течет от первичной обмотки к вторичной. Когда поток связывает вторичную обмотку, возникает вторичная ЭДС. Это называется взаимной индукцией. По числу витков вторичной обмотки определяют величину ЭДС индукции. Уравнение ЭДС трансформатора имеет вид

E=4,44∅Nf

Как видно из уравнения, ЭДС индукции пропорциональна количеству витков, частоте и потоку. Следует помнить, что трансформатор представляет собой устройство постоянной мощности, постоянного потока и постоянной частоты. Следовательно, ЭДС индукции прямо пропорциональна числу витков. Отношение индуцированных ЭДС на первичной и вторичной обмотках также известно как коэффициент витков. Тот же принцип и для асинхронного двигателя.

E1/E2 =N1/N2 =k

Принцип действия выпрямителя

Выпрямитель представляет собой статическое устройство, которое преобразует постоянный переменный ток в переменный постоянный. Входное переменное напряжение преобразуется в постоянное с помощью диодов. Принципиальная схема однополупериодного выпрямителя показана ниже.

Двухполупериодный выпрямитель

Как показано на принципиальной схеме, для преобразования переменного тока в постоянный используются четыре диода. Такая схема называется двухполупериодным выпрямителем. Работу выпрямителя можно разделить на два режима.

Режим 1: В этом режиме, т. е. во время положительного полупериода напряжения питания, диоды D1 и D2 проводят ток одновременно. Путь проведения для этого цикла A-D1-Нагрузка-P-D2-B. В этом режиме получается первая половина выходного напряжения (как показано на рисунке 1). Нагрузка принимается резистивной.

Режим 2: В этом режиме, т.е. во время второго полупериода напряжения питания, диоды D3 и D4 проводят одновременно. Путь проведения для этого цикла B-D3-Load-P-D4-A. В этом режиме получается вторая половина выходного напряжения, как показано на рисунке 1.

За один полный цикл мы получаем два положительных импульса, по этой причине он называется двухполупериодным выпрямителем. Вместо двух положительных импульсов, если бы мы получили по импульсу за цикл, его назвали бы однополупериодным выпрямителем. Точно так же у нас есть однофазный и трехфазный выпрямитель. Мобильное зарядное устройство является одним из распространенных сегодня примеров выпрямителя, который преобразует переменный ток в постоянный для зарядки мобильных устройств.

Если в выпрямительном блоке используются диоды, он классифицируется как неуправляемый выпрямитель. В неуправляемом выпрямителе мы не можем контролировать величину преобразованного постоянного напряжения. Только мы получаем фиксированный постоянный ток из фиксированного переменного тока. Более того, если мы использовали такие устройства, как Silicon Controller Rectifier (SCR) или другие устройства, принадлежащие к семейству тиристоров, то оно классифицируется как контроллерный выпрямитель. Мы можем контролировать выходное постоянное напряжение, изменяя угол открытия тиристоров. Они также известны как выпрямители с фазовым управлением. Вместе трансформатор и выпрямитель образуют трансформаторно-выпрямительный блок (ТРУ). Следовательно, это устройство может понижать входное напряжение питания переменного тока и преобразовывать его в постоянное для дальнейшего использования.

Трансформатор однополупериодного выпрямителя

В трансформаторе однополупериодного выпрямителя входное напряжение переменного тока понижается до напряжения переменного тока за счет количества витков.

Пониженное переменное напряжение преобразуется в постоянное с помощью схемы однополупериодного выпрямителя. Разница между двухполупериодным и двухполупериодным выпрямителем составляет

• В блоке двухполупериодного выпрямителя используются четыре диода или SCR, тогда как в блоке однополупериодного выпрямителя используется только один диод.
• В блоке однополупериодного выпрямителя мы получаем один импульс за цикл, тогда как в блоке двухполупериодного выпрямителя мы получаем два импульса за цикл.

Однополупериодный выпрямитель

Как показано на рисунке, входное напряжение питания преобразуется в импульсный постоянный ток с помощью одного диода. У него не будет отрицательного цикла. Поскольку количество используемых диодов меньше, блок полуволнового трансформатора дешевле, чем блок двухполупериодного трансформатора. КПД и среднее выходное напряжение для двухполупериодного трансформатора выше, чем для полуволнового трансформатора.

Коэффициент пульсаций, коэффициент мощности, форм-фактор и т. д. меньше для блока однополупериодного выпрямителя по сравнению с блоком двухполупериодного выпрямителя.

Особенности трансформаторного выпрямительного блока

Другие особенности трансформаторного выпрямительного блока включают следующее.

• Доступен с воздушным охлаждением. Охлаждение необходимо для правильного отвода тепла.
  Поскольку вход подается от трансформатора, со стороны выхода могут быть предусмотрены отводы для регулирования напряжения.
• Установкой можно управлять с помощью дистанционного управления или системы SCADA. Последние технологии включают в себя даже трансформаторные выпрямительные блоки на основе IoT.
• Благодаря трансформатору он долговечен и требует меньше обслуживания.
• Поскольку у нас есть полный выпрямитель в качестве выходного блока, двухполупериодный выпрямитель состоит из большого количества гармоник, так как формы выходных сигналов несимметричны. Таким образом, блоки трансформаторного выпрямления также являются блоками фильтрации гармоник.
• Диапазон выходного напряжения варьируется от 30 В до 110 В постоянного тока. Как правило, у нас больше приложений, основанных на низком напряжении постоянного тока, т. е. 30 В.
• Диапазон выходного тока может варьироваться от 10 А до 40 А.

Применение трансформаторного выпрямителя

Как упоминалось ранее, благодаря своей прочной конструкции он имеет множество применений. Некоторые из них показаны ниже

• Самолеты военного назначения
• Промышленность
• Вертолеты военного назначения
• Лабораторные приложения

Часто задаваемые вопросы

1). Обеспечивает ли трансформаторный выпрямитель выходное напряжение переменного тока?

Нет, трансформаторный выпрямитель обеспечивает выходное напряжение постоянного тока.

2). На вход трансформаторного выпрямителя подается постоянный ток?

Нет, вход трансформатора-выпрямителя переменного тока

3). Повышает ли трансформаторный выпрямитель входное напряжение?

Нет, трансформаторный выпрямитель понижает входное напряжение, а затем преобразует его в постоянный ток.

4). Можно ли использовать трансформаторный выпрямитель в качестве батареи?

Да, трансформаторный выпрямительный блок можно использовать в качестве батареи. Так как выходное напряжение постоянного тока

5). Может ли трансформаторный выпрямитель работать от источника постоянного тока?

Нет, вход трансформаторного выпрямительного блока должен быть источником постоянного тока.

Таким образом, мы увидели, как трансформаторный выпрямительный блок работает в своих приложениях. Благодаря преобразованию переменного напряжения в постоянное, этот блок имеет множество применений и универсален по своей природе. Кроме того, выходное постоянное напряжение может быть подключено к прерывателю, то есть к преобразователю постоянного тока, и, следовательно, мы можем получить регулируемое постоянное напряжение.