在依賴直流 (DC) 的工業系統中，例如電化學處理、直流驅動器和大功率電子系統，整流變壓器扮演著關鍵的角色。作為交流電網與整流系統之間的介面，它能確保穩定的電壓、可靠的隔離，並為各種工業直流應用提供最佳化的電力轉換。
什麼是整流變壓器？
A 整流變壓器 是一種特殊用途的變壓器，用於向整流器組供電，整流器組將交流電 (AC) 轉換為直流電 (DC)。與標準的配電變壓器不同，整流變壓器是專為處理以下問題而設計的：
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非正弦負載和高諧波
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高二次電流
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多個二次繞組
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6、12、24 或 48 脈衝整流的移相要求
這些變壓器通常用於多脈衝系統，以降低諧波失真並改善電源品質，尤其是在直流電源對製程穩定性和產品品質至關重要的環境中。
整流變壓器的核心應用
1. 電化工業
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電解製程（氯鹼、銅/鋅精煉）
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電泳和電鍍
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可在長時間運作下提供精確的直流電流，且紋波最小。
2. 直流馬達驅動器
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用於軋鋼廠、造紙廠和水泥廠
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透過整流器饋送直流馬達以進行變速控制
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要求在負載波動下有穩定的動態直流電壓
3. 爐變壓器與電弧銲接
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支援埋弧爐和直流電弧焊接
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必須承受頻繁的突波、短路和不平均負載
4. 牽引變電站
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為電氣鐵路、都會鐵路和有軌電車提供動力
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將市電交流電轉換為牽引級直流電，用於架空或第三軌系統
5. 脈衝應用與大電流轉換器
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在粒子加速器、電源供應器和電漿系統中
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需要具有精確移相功能的脈衝變壓器或整流變壓器，以匹配脈衝轉換器
閱讀更多:太陽能光電變壓器：太陽能發電的關鍵環節
常見整流器變壓器類型
| 類型 | 說明 | 應用 |
|---|---|---|
| 油浸式整流變壓器 | 高功率容量，更好的冷卻效果 | 鋼廠、電化 |
| 乾式整流器變壓器 | 對室內及敏感區域更安全 | 實驗室、電子 |
| 多繞組變壓器 | 支援 12 脈衝、24 脈衝系統 | 諧波降低、HVDC |
| 轉換器負載變壓器 | 可承受短路、諧波 | 驅動器、電源轉換器 |
使用整流變壓器的主要產業
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冶金與採礦:電解銅精製、鋅和鋁生產
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鋼鐵製造:直流電弧爐，軋鋼廠，帶材加工
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化學工業:氯鹼廠、氫的生產
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運輸:鐵路電氣化、牽引變電站
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電池製造:鋰離子、鉛酸電池的形成
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國防與航太:雷達系統、高壓直流實驗室
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可再生能源與儲存:需要直流轉換的電池能源儲存系統 (BESS)
整流變壓器的優點
✅ 高電流能力:可處理數千安培的工業級直流輸出
✅ 自訂脈衝組態:支援 6/12/24/48 脈衝，可降低 THD
✅ 熱穩定性:適用於連續過載和嚴苛的工作週期
✅ 電壓調節:支援分接和負載平衡
✅ 電氣隔離:防止直流返回電網；提高安全性
✅ 低漣波直流輸出:敏感電化學製程的必要條件
選擇的技術考慮因素
選擇整流變壓器時，工程師應考慮以下因素：
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輸入/輸出電壓範圍
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所需的脈衝數量 (6、12、24 等)
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冷卻類型 (ONAN, ONAF, AN/AF)
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二次繞組配置（星形/三角/之字形）
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短路耐受能力
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直流紋波容差與諧波形狀
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轉換器變壓器的 IEEE/IEC 標準
閱讀更多：美國和加拿大使用的常見變壓器類型
實際應用亮點
⚙️ 電解精煉設備
高電流 24 脈衝油浸整流變壓器 廣泛用於為銅、鋅和鋁精煉中的電解電池供電。透過移相繞組配置，這些變壓器可大幅降低直流紋波，並提升長時間電化製程的效率和品質。
⚙️ 牽引與軌道動力系統
乾式轉換器變壓器 為牽引變電站提供從中壓交流輸入轉換而來的安全、穩定的直流電源。這些系統支援地鐵線、輕軌交通和高速鐵路，提供強化的防火安全和緊湊、低維護的設計。
⚙️ 鋼鐵與金屬製造
在整合式鋼鐵廠和鑄造廠中，整流變壓器可為下列設備提供穩定的電力 直流電弧爐、連鑄系統和軋鋼機驅動器。其堅固的結構使其能夠承受短路條件和嚴重的熱循環。
⚙️ 電池與能源儲存設備
電池廠和電網規模的 BESS（電池儲能系統）使用整流變壓器來提供 穩壓直流 到電池化成設備和充放電系統。低漣波及高效率是維持電池效能及安全性的關鍵。
⚙️ 工業直流驅動系統
整流器變壓器也應用於造紙廠、水泥生產線和化工廠，為這些廠房提供電力。 變速直流馬達 透過受控整流器。這些馬達可在變動的負載條件下操作起重機、輸送機、幫浦和攪拌機。
閱讀全文：能源的變壓器：瞭解電力如何真正流動
最終想法
從為大電流電解供電，到驅動變速直流馬達，以及確保精密應用的超潔淨整流輸出，整流變壓器是現代工業電力基礎設施的核心。整流器變壓器能夠管理客製化電壓需求、減少諧波並支援多脈衝配置，是工業從交流系統轉換至穩定直流系統不可或缺的解決方案。
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