ちょっと、そこ！整流器トランスのサプライヤーとして、私はよく整流器トランスと通常の変圧器の違いについて尋ねられます。このブログでは、理解しやすい方法であなたのためにそれを分解するつもりです。
基本から始めましょう。一般に、変圧器は、電磁誘導を介して2つ以上の回路間で電気エネルギーを伝達するデバイスです。交互の電流（AC）の電圧をステップアップまたはステップダウンすることができます。通常の変圧器は、私たちの家の配電から産業機械まで、幅広い用途で使用されています。それらは、AC電力を効率的に処理し、安定した出力電圧を維持するように設計されています。
一方、a整流器トランス特別なタイプの変圧器です。主に、直接電流（DC）が必要なシステムで使用されています。ご存知のように、私たちが生成および配布するパワーのほとんどはACの形式ですが、電気めっき、電気分解、DCモータードライブなどの多くの産業プロセスには、DCパワーが必要です。それが整流器の変圧器が入ってくるところです。
デザインの違い
重要な違いの1つは、デザインにあります。通常、通常の変圧器は、シンプルなコアと巻きの構成で設計されています。コアは通常、渦電流損失を減らすために積層鋼で作られており、巻線は望ましい電圧変換比を達成するように配置されています。一次巻線と二次巻線は互いに隔離され、コアから断熱されており、セットアップ全体がAC操作に最適化されています。
ただし、整流器トランスは、より複雑なデザインを持っています。整流に関連するユニークな電気特性を処理できる必要があります。巻線は、多くの場合、整流プロセス中に短い回路電流を制限するために、より高いリアクタンスを持つように設計されています。また、異なる電圧レベルを提供したり、より良い高調波制御のために異なる構成で接続するために、複数の二次巻線がある場合があります。
電圧と電流特性
電圧と電流に関しては、通常のトランスは純粋なACを扱います。電圧と電流波形は正弦波であり、トランスはこのAC電力を最小限の損失で伝達するように設計されています。出力電圧は、巻線のターン比に応じて、入力電圧のスケーリングバージョンです。
整流器トランスは、整流プロセスの後、AC入力をDC出力に変換します。 DC側の電圧と電流波形は非正弦波です。 DC電圧と電流には、整流プロセスの性質によって引き起こされる波紋があります。これらのリップルを滑らかにするために、DC回路で追加のフィルタリングコンポーネントがよく使用されます。さらに、整流器トランスは、電流のDC成分を処理できる必要があります。これにより、通常の変圧器と比較して、巻線に追加の加熱とストレスを引き起こす可能性があります。
高調波生成
ハーモニクスは、整流器トランスと通常の変圧器が大きく異なる別の領域です。通常の条件下で動作する場合、通常の変圧器は非常に少ない高調波を生成します。それらが処理するAC電力の正弦波性は、電圧と電流波形が比較的きれいであることを意味します。
一方、整流器トランスは、高調波の主要な源です。 AC電流のオンとオフの切り替えを伴う整流プロセスは、非線形負荷を作成します。これらの非線形荷重は、電気システムで高調波を生成します。高調波は、機器の過熱、通信システムへの干渉、電力品質の低下など、多くの問題を引き起こす可能性があります。そのため、整流器変圧器には、多数のパルス修正回路や高調波フィルターなど、高調波生成を減らすための特別な機能が頻繁に付属しています。
アプリケーション - 特定の要件
通常の変圧器は、膨大な数のアプリケーションで使用されます。電源グリッドでは、長い距離伝送の電圧を上げてから、ローカル分布のために踏み込むために使用されます。私たちの家では、電子機器の電源アダプターで使用されています。それらは、電気の世界で多目的なコンポーネントです。
整流器トランスは、より適用されるものです。前述したように、それらはDC電力を必要とする業界で一般的に使用されています。たとえば、アルミニウム製錬産業では、整流器トランスを使用して、電気分解プロセスに高い現在のDC電力を供給します。電気化学産業では、電気めっきと電気発生に使用されます。もう1つの重要なアプリケーションは、高電圧ダイレクト - 電流（HVDC）伝送システムです。ここでは、送信端で整流器トランスが使用され、効率的な長い距離電力伝達のためにACをDCに変換します。
効率の考慮事項
効率は、両方のタイプの変圧器にとって重要な要素です。通常の変圧器は、AC電力の伝達に非常に効率的になるように設計されています。通常の変圧器の損失には、主に銅の損失（巻線の耐性による）および鉄の損失（コアのヒステリシスと渦電流による）が含まれます。メーカーは、慎重な設計と高品質の材料の使用により、これらの損失を最小限に抑えようとします。
整流器トランスの場合、効率の計算はもう少し複雑です。通常の変圧器の損失と同様の損失に加えて、整流プロセスに関連する損失があります。整流回路の非線形性は、追加の電力損失を引き起こす可能性があります。また、ハーモニクスを除外してDC出力を滑らかにする必要性は、全体的な消費電力に追加されます。ただし、最新の整流器トランスは、低損失コア材料や最適化された巻線構成など、効率を向上させるための高度な技術で設計されています。
コストとメンテナンス
整流器トランスと通常の変圧器を選択する場合、コストは常に考慮されます。通常、通常の変圧器はよりコストがかかります - よりシンプルな設計とより広い可用性のために効果的です。それらは質量です - さまざまな標準アプリケーション用に生産されているため、コストを抑えるのに役立ちます。
一方、整流器トランスはより高価です。複雑な設計、修正と高調波を処理するための特別な機能の必要性、およびアプリケーション - 特定の要件はすべて、より高いコストに貢献します。メンテナンスも異なります。通常、通常の変圧器は、オイルレベル（油が充填されている場合）、断熱性、温度モニタリングなどの日常的な検査が必要です。整流器トランスは、整流プロセスによって引き起こされるコンポーネントに追加のストレスがかかるため、より頻繁なメンテナンスが必要になる場合があります。また、適切な高調波制御とDC出力品質を確保するために、より洗練されたテストが必要です。
他の機器との互換性
通常の変圧器は、ほとんどのACベースの電気機器と非常に互換性があります。既存の電源システムに簡単に統合でき、標準の電圧と周波数の評価により、多くのアプリケーションで簡単な選択肢になります。
整流器トランスは、整流器回路とDC-消費機器と慎重に一致する必要があります。整流器トランスの出力電圧と電流特性は、整流器と負荷の要件と互換性がなければなりません。不一致は、パフォーマンスの低下、機器の損傷、または安全上の危険につながる可能性があります。
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参照
- 電力システム：CAグロスによる理論と分析
- 変圧器：George WT Hadenによる設計とアプリケーション
- パワーエレクトロニクス：Mohan、Undeland、およびRobbinsによるコンバーター、アプリケーション、および設計