Usmerňovacie transformátory slúžia ako hlavné napájacie zariadenie pre výrobné linky v elektrolýze, galvanickom pokovovaní, metalurgii a výrobe medených fólií na lítium-batérie. Pretože fungujú v podmienkach harmonických a pulzujúcich prúdov s vysokou -veľkosťou, ich stratový profil je zložitejší ako u štandardných distribučných transformátorov. Tieto straty sú rozdelené do troch hlavných typov: žiadna-strata záťaže, strata záťaže a stratená (dodatočná) strata; prevádzková spotreba energie aj výrobné náklady na elektrinu sú priamo spojené s týmito kategóriami.
I. Podrobné vysvetlenie troch typov strát usmerňovacieho transformátora
1. Nie-Strata záťaže (Strata železa, P₀)
Táto strata sa vyskytuje v plechoch z kremíkovej ocele jadra transformátora a zahŕňa dve zložky: stratu hysterézy a stratu vírivým prúdom. Hneď ako je transformátor pod napätím-na strane vysokého napätia a v jadre sa vygeneruje striedavé magnetické pole, táto strata pretrváva -bez ohľadu na to, či je na výstupe výrobné zaťaženie- a nelíši sa podľa veľkosti zaťaženia.
Hodnota tejto straty je určená materiálom kremíkovej ocele, konštrukčnou hustotou toku jadra a frekvenciou napájania. Počas prevádzky systémy usmerňovačov generujú významné harmonické napätia, ktoré nepretržite interferujú s procesom magnetizácie jadra; to môže viesť k lokalizovanej magnetickej saturácii a zvýšenému zahrievaniu jadra. V dôsledku toho je pri rovnakých špecifikáciách bezzáťažová strata usmerňovacieho transformátora- vyššia ako u štandardného distribučného transformátora. Ak zariadenie zostane dlhší čas v nečinnom pohotovostnom režime, strata železa má za následok nepretržitú, neproduktívnu spotrebu energie.
2. Strata zaťaženia (strata medi, Pₖ)
Táto strata vzniká teplom generovaným odporom medených vodičov v primárnom a sekundárnom vinutí. V súlade s Jouleovým zákonom je strata výkonu priamo úmerná druhej mocnine záťažového prúdu. Keďže výstupný prúd na nízko{2}}strane usmerňovacieho transformátora môže dosiahnuť tisíce alebo dokonca desiatky tisíc ampérov, sekundárne vinutia, nízkonapäťové vodiče a spojovacie medené prípojnice sú primárnymi zdrojmi generovania tepla a hlavnými prispievateľmi k spotrebe energie počas-prevádzky pri plnom zaťažení.
Strata medi klesá s poklesom zaťaženia; naopak, ak dôjde k preťaženiu jednotky, straty prudko rastú. To nielen zvyšuje náklady na elektrickú energiu, ale tiež zvyšuje teploty vinutia, urýchľuje starnutie izolácie a skracuje životnosť transformátora.
3. Ďalšie straty (špecifické straty pre usmerňovacie transformátory)
Zatiaľ čo dodatočné straty predstavujú malú časť celkových strát v štandardných výkonových transformátoroch, výrazne sa zvyšujú v prevádzkových podmienkach usmerňovača v dôsledku harmonických a zvodového toku. Tieto straty sa skladajú predovšetkým z troch zložiek: straty harmonického vírivého-prúdu vo vodičoch vinutia; stratové straty spôsobené únikom taviva prenikajúceho do nádrže, svoriek jadra a konštrukčnej ocele; a straty kontaktov na rozhraniach nízkonapäťových, vysokonapäťových,{3}}medených prípojníc a svoriek. Ďalšie straty zvyšujú teplotu zariadenia a znižujú celkovú energetickú účinnosť.
II. Logika základnej{1}}úspory energie pre usmerňovacie transformátory
Hlavná stratégia šetrenia energie zahŕňa nezávislé riadenie strát železa, strát medi a dodatočných strát na základe charakteristík zaťaženia výrobnej linky, pričom súčasne optimalizuje prevádzkové plánovanie, aby sa minimalizovalo plytvanie energiou spôsobené neproduktívnou výrobou tepla.
1. Znižovanie žiadnych- strát zaťaženia:Využite vysoko{0}}kvalitné, ultra{1}}tenké plechy z kremíkovej ocele valcované za studena-s nízkou stratou-; znížiť hustotu magnetického toku jadra počas fázy návrhu, aby sa zabránilo magnetickej saturácii; a okamžite odpojte napájanie usmerňovačov, ktoré sú dočasne nečinné, aby ste eliminovali nepretržité straty železa spojené s dlhotrvajúcou-prevádzkou bez záťaže-, čo je postup obzvlášť vhodný pre zariadenia, kde viaceré jednotky pracujú prerušovane.
2. Zníženie strát zaťaženia:Využite medené vodiče s veľkým-prierezom-bezkyslíkovým{2}}vodičom a transponované štruktúry paralelného vinutia na zmiernenie zahrievania vírivými-prúdmi spôsobeného harmonickými; zväčšiť prierez-plochy nízkonapäťových{5}}medených prípojníc a ošetriť kontaktné povrchy (napr. postriebrením alebo leštením), aby sa znížil prechodový odpor. Xintailong v tomto odvetví využíva integrovaný štrukturálny dizajn preusmerňovací transformátorjadrá a vinutia pri súčasnej optimalizácii stratégií na kontrolu strát medi a železa, čím sa spĺňajú požiadavky na-úsporu energie pre dlhodobú-pretržitú prevádzku na rôznych výrobných linkách jednosmerného prúdu.
3. Minimalizovanie konkrétnych dodatočných strát usmerňovača{{1}:Implementujte 12-impulzné alebo 24-impulzné fázovo posuvné- architektúry usmerňovačov na potlačenie harmonického obsahu v zdroji; použiť oceľ s nízkou priepustnosťou pre svorky jadra a steny nádrže na prerušenie ciest vírivých prúdov úniku; a optimalizovať usporiadanie vinutia, aby efektívne usmerňovalo únikový tok a znížilo rozptylové zahrievanie v oceľových konštrukciách.
4. Stratégie-úspory energie pre plánovanie výroby a prevádzku:Pre zariadenia, ktoré zostávajú pod napätím 24 hodín denne, 7 dní v týždni, ale zvyčajne pracujú pri nízkej záťaži, majú prednosť modely s nízkou stratou železa; v prípade výrobných liniek, ktoré bežia nepretržite pri plnom zaťažení, sa dôraz kladie na zväčšenie prierezu vodičov vinutia-, aby sa minimalizovali straty medi; keď viacero jednotiek usmerňovačov pracuje paralelne, používa sa vyrovnávanie záťaže, aby sa zabránilo nadmerným stratám spôsobeným preťažením jednej jednotky. Metódy regulácie napätia ovplyvňujú aj spotrebu energie: výrobné linky vyžadujúce časté úpravy jednosmerného napätia by mali využívať-reguláciu napätia pri záťaži na zníženie harmonických strát spojených s hlbokým fázovým-posunom tyristorov; naopak, malé výrobné linky so stabilnými prevádzkovými podmienkami a minimálnou potrebou úpravy napätia by mali používať reguláciu napätia pri vypnutom -záťaži (bez{7}}energie) na dosiahnutie rovnováhy medzi počiatočnou investíciou do zariadenia a dlhodobými-nákladmi na prevádzkovú energiu.
