Doğrultucu transformatörler, elektroliz, elektrokaplama, metalurji ve lityum-pil bakır folyo imalatındaki üretim hatları için temel güç kaynağı ekipmanı olarak hizmet eder. Harmonikler ve yüksek-büyüklükte darbeli akımlar içeren koşullar altında çalıştıkları için, kayıp profilleri standart dağıtım transformatörlerininkinden daha karmaşıktır. Bu kayıplar üç ana türe ayrılır:-yüksüz kayıp, yük kaybı ve başıboş (ek) kayıp; hem operasyonel enerji tüketimi hem de üretim elektrik maliyetleri bu kategorilerle doğrudan bağlantılıdır.
I. Üç Tip Redresör Trafo Kayıplarının Detaylı Açıklaması
1.-Yük Kaybı Yok (Demir Kaybı, P₀)
Bu kayıp, transformatör çekirdeğinin silikon çelik levhaları içinde meydana gelir ve iki bileşenden oluşur: histerezis kaybı ve girdap akımı kaybı. Transformatöre yüksek-voltaj tarafından enerji verildiğinde ve çekirdekte alternatif bir manyetik alan oluşturulduğu anda, bu kayıp,-aşağı yönde bir üretim yükünün olup olmadığına bakılmaksızın- sabit bir şekilde devam eder ve yük büyüklüğüne göre değişmez.
Bu kaybın değeri silikon çelik malzeme, çekirdeğin tasarım akı yoğunluğu ve güç frekansı tarafından belirlenir. Çalışma sırasında redresör sistemleri, çekirdeğin mıknatıslanma sürecine sürekli müdahale eden önemli harmonik voltajlar üretir; bu, lokalize manyetik doygunluğa ve çekirdek ısınmasının artmasına neden olabilir. Sonuç olarak, aynı spesifikasyonlar için, bir doğrultucu transformatörünün yüksüz-kaybı, standart bir dağıtım transformatörününkinden daha yüksektir. Ekipman uzun süre boşta bekleme durumunda kalırsa, demir kaybı sürekli, verimsiz güç tüketimine neden olur.
2. Yük Kaybı (Bakır Kaybı, Pₖ)
Bu kayıp, primer ve sekonder sargılardaki bakır iletkenlerin direncinden kaynaklanan ısıdan kaynaklanmaktadır. Joule Yasasına göre güç kaybı, yük akımının karesiyle doğru orantılıdır. Bir redresör transformatörünün düşük-voltaj tarafındaki çıkış akımı binlerce, hatta onbinlerce ampere ulaşabileceğinden, ikincil sargılar, düşük-voltaj kabloları ve bağlanan bakır baralar, ısı üretiminin birincil kaynaklarıdır ve tam-yükte çalışma sırasında enerji tüketimine ana katkıda bulunanlardır.
Yük düştükçe bakır kaybı azalır; tersine, ünite aşırı yüklenirse kayıplar keskin bir şekilde artar. Bu sadece elektrik maliyetlerini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda sargı sıcaklıklarını da yükseltir, yalıtımın eskimesini hızlandırır ve transformatörün hizmet ömrünü kısaltır.
3. Ek Kayıplar (Doğrultucu Transformatörlere Özel Kayıplar)
Standart güç transformatörlerinde ek kayıplar toplam kayıpların küçük bir kısmını oluştururken, harmonikler ve kaçak akı nedeniyle redresör çalışma koşullarında önemli ölçüde artar. Bu kayıplar temel olarak üç bileşenden oluşur: sargı iletkenlerindeki harmonik girdap-akım kayıpları; tanka, göbek kelepçelerine ve yapısal çeliğe nüfuz eden sızıntı akışının neden olduğu başıboş kayıplar; ve düşük-voltaj, yüksek-akımlı bakır baraların ve terminallerin arayüzlerindeki kontak kayıpları. Ek kayıplar ekipmanın sıcaklığını yükseltir ve genel enerji verimliliğini azaltır.
II. Doğrultucu Transformatörleri için Temel Enerji-Tasarrufu Mantığı
Enerji tasarrufuna yönelik temel strateji, üretim hattının yük özelliklerine bağlı olarak demir kayıplarını, bakır kayıplarını ve ek kayıpları bağımsız olarak kontrol etmeyi ve aynı zamanda verimsiz ısı üretiminin neden olduğu enerji israfını en aza indirmek için operasyonel planlamayı optimize etmeyi içerir.
1. Yüksüz-Kayıpların Azaltılması:Yüksek-kaliteli, ultra-ince, düşük-kayıplı soğuk-haddelenmiş silikon çelik saclardan yararlanın; manyetik doygunluğu önlemek için tasarım aşamasında çekirdek manyetik akı yoğunluğunu düşürün; ve uzun süreli yüksüz çalışmayla ilişkili sürekli demir kayıplarını ortadan kaldırmak için geçici olarak boşta kalan redresör birimlerine giden gücü derhal kesin; bu, özellikle birden fazla ünitenin aralıklı olarak çalıştığı tesisler için uygun bir uygulamadır.
2. Yük Kayıplarının Azaltılması:Harmoniklerin neden olduğu girdap-akımı ısınmasını azaltmak için geniş-kesitli-oksijensiz-bakır iletkenler ve aktarılmış paralel sargı yapıları kullanın; alçak gerilim bakır baralarının-kesit alanını artırın ve temas direncini azaltmak için temas yüzeylerini işleyin (örneğin, gümüş kaplama veya cilalama yoluyla).Sektörde Xintailong, aşağıdakiler için entegre bir yapısal tasarım kullanır:doğrultucu trafobakır ve demir kayıplarını kontrol etmeye yönelik stratejileri optimize ederken aynı zamanda çeşitli DC üretim hatlarında uzun-dönemli, sürekli çalışma için enerji-tasarrufu gereksinimlerini karşılar.
3. Doğrultucu-Belirli Ek Kayıpların En Aza İndirilmesi:Kaynaktaki harmonik içeriği bastırmak için 12-darbeli veya 24-darbeli faz-kaydırmalı doğrultucu mimarilerini uygulayın; sızıntı akı girdap akımı yollarını kesmek için çekirdek kelepçeleri ve tank duvarları için düşük geçirgenliğe sahip çelik kullanın; ve sızıntı akışını etkili bir şekilde yönlendirmek ve çelik yapılarda kaçak ısınmayı azaltmak için sargı düzenlemelerini optimize edin.
4. Üretim planlaması ve işletimi için enerji-tasarrufu stratejileri:7/24 enerjili kalan ancak genellikle hafif yük altında çalışan ekipmanlar için düşük demir kaybı olan modellere öncelik verilir; sürekli olarak tam yükte çalışan üretim hatları için, bakır kaybını en aza indirmek amacıyla sargı iletkeni kesitlerinin artırılmasına odaklanılır; Birden fazla redresör ünitesi paralel olarak çalıştığında, tek bir ünitenin aşırı yüklenmesinden kaynaklanan aşırı kayıpları önlemek için yük dengeleme kullanılır. Gerilim düzenleme yöntemleri aynı zamanda enerji tüketimini de etkiler: Sık DC gerilimi ayarlamaları gerektiren üretim hatları, tristörlerin derin faz-kayması ile ilişkili harmonik kayıpları azaltmak için yükte gerilim regülasyonunu kullanmalıdır; bunun tersine, istikrarlı çalışma koşullarına ve minimum voltaj ayarlama ihtiyacına sahip küçük üretim hatları, ilk ekipman yatırımı ile uzun vadeli işletme enerji maliyetleri arasında bir denge kurmak için-yüksüz (enerjisiz{-) voltaj regülasyonunu kullanmalıdır.
