Mittelfrequenz- und Hochfrequenz-Gleichstrom-Wechselrichtertransformatoren: Wesentliche Unterschiede und Anwendungsszenarien

Ein Transformator ist ein Gerät, das das Prinzip der elektromagnetischen Induktion zur Änderung der Wechselspannung nutzt. Seine Hauptkomponenten sind die Primärspule, die Sekundärspule und der Eisenkern (Magnetkern). Die Hauptfunktionen sind: Spannungswandlung, Stromwandlung, Impedanzwandlung, Isolierung, Spannungsstabilisierung (magnetischer Sättigungstransformator) usw. Transformatoren können unterteilt werden in: Verteiltransformatoren, Leistungstransformatoren, vollversiegelte Transformatoren, kombinierte Transformatoren, Trockentransformatoren, Öltransformatoren, Einphasentransformatoren, Elektroofentransformatoren, Gleichrichtertransformatoren, Drosseln, Entstörtransformatoren, Blitzschutztransformatoren, Kastentransformatoren, Prüftransformatoren, Ecktransformatoren, Hochstromtransformatoren, Erregertransformatoren usw.

Wir konzentrieren uns auf zwei Arten von Transformatoren, MittelfrequenzDC-Wechselrichtertransformatoren und Hochfrequenz-Gleichstrom-Wechselrichtertransformatoren.

1. Hochfrequenz-Gleichstrom-Wechselrichtertransformator

Anwendungsszenarien

Bereich saubere Energie: Wird für die Stromerzeugung durch Photovoltaik und Windkraftanlagen verwendet, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln und an das Stromnetz anzuschließen.

Industrielle Automatisierung: Antriebsmotoren, Kompressoren und andere Lasten, um eine präzise Steuerung zu erreichen.

Transportbereich: Stromversorgungssysteme für Elektrofahrzeuge, Hochgeschwindigkeitszüge, Schiffe und andere Transportmittel.

Kommunikations- und Rechenzentren: Signalverarbeitung, Gerätestromversorgung und Gewährleistung einer redundanten Stromversorgung.

Luft- und Raumfahrt: Stromversorgungssystem für Flugzeuge zur Erfüllung der Anforderungen hochpräziser elektrischer Geräte.

Vorteile

Geringe Größe und geringes Gewicht: Durch die Verwendung von Hochfrequenz-Kernmaterialien lässt sich die Größe erheblich reduzieren, sodass der Mittelfrequenz-Inverter-Widerstandsschweißtransformator leicht zu transportieren und zu installieren ist.

Hoher Wirkungsgrad: Spitzenumwandlungswirkungsgrad von über 90 %, geringer Leerlaufverlust.

Spannungseinstellbarkeit: Durch die Hochfrequenz-PWM-Technologie wird eine präzise Steuerung der Ausgangsspannung erreicht.

Breites Anwendungsspektrum: Unterstützt einen breiten Eingangsspannungsbereich und passt sich an verschiedene Gleichstromeingänge an.

Nachteile

Große elektromagnetische Störungen (EMI): Durch Hochfrequenzschalten werden Störungen erzeugt, und es müssen zusätzliche Schaltkreise zur elektromagnetischen Verträglichkeit entwickelt werden.

Geringe Überlastfähigkeit: Induktive Lasten (wie Motoren) können nicht mit voller Last betrieben werden und werden durch Stöße leicht beschädigt.

Komplexe Schaltung: Da auf Präzisionssteuerungstechnologie angewiesen ist, sind die Herstellungskosten und der Wartungsaufwand hoch.

Hohe Stabilitätsanforderungen: Strenge Anforderungen an Wärmeableitung und Geräteleistung, zur Optimierung der Wellenform ist eine Hochfrequenzfilterschaltung erforderlich.

2. Mittelfrequenz-Gleichstrom-Wechselrichtertransformator

Anwendungsszenarien

Industrielle Heizgeräte: z. B. Induktionsheizöfen, Frequenzbereich 1 kHz – 10 kHz, geeignet zum Schmelzen von Metall.

Medizinische Geräte: Medizinische Stromversorgungssysteme, die bestimmte Frequenzen benötigen, wie z. B. Mittelfrequenz-Elektrotherapiegeräte.

Prüfung der Leistungselektronik: Mittelfrequenz-Wechselrichter werden in Laboren verwendet, um Netzbedingungen zu simulieren oder Alterungstests für Geräte durchzuführen.

Spezialstromversorgungen: wie z. B. Luftfahrtstromversorgungen (400 Hz) und Mittelfrequenzstromversorgungssysteme für militärische Geräte.

Vorteile

Ausgewogene Leistung: kleiner als Industriefrequenz, stärkere Entstörungsfähigkeit als Hochfrequenz.

Mittlere Effizienz: Die Umwandlungseffizienz liegt normalerweise bei 85–90 %, geeignet für Szenarien mit mittlerem Strombedarf.

Starke Antriebsfähigkeit: kann induktive Lasten, wie kleine Motoren oder Transformatoren, teilweise unterstützen.

Nachteile

Eingeschränkter Anwendungsbereich: hauptsächlich auf bestimmte industrielle Szenarien konzentriert und weniger vielseitig als Hochfrequenzwechselrichter.

Hohe Kosten: Es ist ein kundenspezifisches Design erforderlich und die Kosten für die Geräteauswahl (z. B. Mittelfrequenztransformator) sind hoch.

Schlechte Frequenzkompatibilität: Zur Anpassung an die Anforderungen verschiedener Geräte ist eine passende Filterschaltung erforderlich.

3. Vergleichs- und Auswahlvorschläge