تستخدم المحولات الحالية على نطاق واسع في الطاقة الحديثة كمعدات لتغيير المعلمات الكهربائية المختلفة إلى متشابهة مع الحفاظ على القيم الأساسية. يعتمد تشغيل الجهاز على قانون الحث ، وهو ذو صلة بالمجالات المغناطيسية والكهربائية التي تتغير جيبيًا. يقوم المحول بتحويل القيمة الأولية للتيار وفقًا للوحدة النمطية ونقل الزاوية بما يتناسب مع البيانات الأصلية. يلزم اختيار المعدات بناءً على نطاق استخدام الأجهزة وعدد المستهلكين المتصلين.
محتوى
ما هو محول التيار؟
تُستخدم هذه المعدات في الصناعة ، والاتصالات الحضرية والشبكات الهندسية ، وفي الإنتاج وفي مجالات أخرى لتزويد التيار بمعايير فيزيائية معينة.يتم تطبيق الجهد على لفات الملف الأولي ، حيث يتشكل تيار متناوب نتيجة عمل الإشعاع المغناطيسي. يمر نفس الإشعاع عبر المنعطفات المتبقية ، بسبب تحرك قوى EMF ، وعندما يتم تقصير المنعطفات الثانوية أو عند الاتصال بدائرة كهربائية ، يظهر تيار ثانوي في النظام.
تسمح لك محولات التيار الحديثة بتحويل الطاقة بمثل هذه المعلمات التي لا يسمح استخدامها بإلحاق الضرر بالمعدات التي تعمل عليها. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تتيح قياس الأحمال المتزايدة بأقصى درجات الأمان للمعدات والأفراد ، حيث يتم عزل المنعطفات في الصفوف الأولية والثانوية عن بعضها البعض بشكل موثوق.
الغرض من المحولات
من السهل جدًا تحديد سبب الحاجة إلى محول تيار: يشمل النطاق جميع الصناعات التي يتم فيها تحويل كميات الطاقة. هذه الأجهزة هي من بين المعدات المساعدة التي تستخدم بالتوازي مع أدوات القياس والمرحلات عند إنشاء دائرة التيار المتردد. في هذه الحالات ، تقوم المحولات بتحويل الطاقة لفك تشفير أكثر ملاءمة للمعلمات أو توصيل المعدات ذات الخصائص المختلفة في دائرة واحدة.
كما أنها تميز وظيفة القياس للمحولات: فهي تعمل على بدء الدوائر الكهربائية بجهد متزايد ، وهو مطلوب لتوصيل أجهزة القياس ، ولكن لا يمكن القيام بذلك بشكل مباشر. تتمثل المهمة الرئيسية لهذه المحولات في نقل المعلومات المستلمة حول المعلمات الحالية إلى أدوات قياس التلاعب ، والتي ترتبط بملف النوع الثانوي.تتيح المعدات أيضًا إمكانية التحكم في التيار في الدائرة: عند استخدام مرحل والوصول إلى الحد الأقصى من المعلمات الحالية ، يتم تنشيط الحماية التي تقوم بإيقاف تشغيل الجهاز لتجنب الإرهاق وإلحاق الضرر بالأفراد.
مبدأ التشغيل
يعتمد تشغيل هذه المعدات على قانون الحث ، والذي بموجبه يدخل الجهد في المنعطفات الأولية ويتغلب التيار على مقاومة اللف التي تم إنشاؤها ، مما يؤدي إلى تكوين تدفق مغناطيسي ينتقل إلى الدائرة المغناطيسية. يذهب التدفق في اتجاه عمودي بالنسبة للتيار ، مما يقلل الخسائر ، وعندما يعبر لفات الملف الثانوي ، يتم تنشيط قوة EMF. نتيجة لتأثيره ، يظهر تيار في النظام أقوى من مقاومة الملف ، بينما ينخفض الجهد عند خرج المنعطفات الثانوية.
وبالتالي ، فإن أبسط تصميم للمحول يتكون من لب من المعدن وزوج من اللفات غير متصلين ببعضهما البعض ومصنوعان كسلك مع عزل. في بعض الحالات ، ينتقل الحمل إلى المنعطفات الأولية فقط ، وليس المنعطفات الثانوية: وهذا ما يسمى بوضع الخمول. من ناحية أخرى ، إذا تم توصيل المعدات التي تستهلك الطاقة بالملف الثانوي ، يمر تيار عبر المنعطفات ، مما ينتج عنه قوة دافعة كهربائية. يتم تحديد معلمات EMF بعدد الدورات. تُعرف نسبة القوة الدافعة الكهربائية للانعطافات الأولية والثانوية بنسبة التحويل ، محسوبة من نسبة عددها. يمكنك تنظيم الجهد للمستهلك النهائي للطاقة عن طريق تغيير عدد لفات الملف الأولي أو الثانوي.
تصنيف محولات التيار
هناك عدة أنواع من هذه المعدات ، والتي يتم تقسيمها وفقًا لعدد من المعايير ، بما في ذلك الغرض وطريقة التثبيت وعدد مراحل التحويل وعوامل أخرى. قبل اختيار المحول الحالي ، عليك مراعاة هذه المعلمات:
- ميعاد. وفقًا لهذا المعيار ، يتم تمييز نماذج القياس والوسيطة والحماية. لذلك ، يتم استخدام أجهزة من النوع الوسيط عند توصيل أجهزة لإجراءات الحوسبة في أنظمة حماية الترحيل والدوائر الأخرى. بشكل منفصل ، تتميز المحولات المختبرية ، والتي توفر دقة متزايدة للمؤشرات ، بعدد كبير من عوامل التحويل.
- طريقة التثبيت. هناك محولات للتركيب الخارجي والداخلي: فهي لا تبدو مختلفة فحسب ، بل لها أيضًا مؤشرات مختلفة لمقاومة التأثيرات الخارجية (على سبيل المثال ، الأجهزة المستخدمة في الهواء الطلق محمية من هطول الأمطار وتغيرات درجات الحرارة). تتميز أيضًا المحولات العلوية والمحمولة ؛ الأخير له كتلة وأبعاد صغيرة نسبيًا.
- نوع اللف. المحولات أحادية ومتعددة ، ملف ، قضيب ، بسبار. يمكن أن تختلف كل من اللفات الأولية والثانوية ، وتتعلق الاختلافات أيضًا بالعزل (جاف ، بورسلين ، باكليت ، زيت ، مركب ، إلخ).
- مستوى خطوات التحول. يمكن أن تكون المعدات على مرحلتين (متتالية) ، ويمكن أن يكون الحد الأقصى للجهد 1000 فولت أو ، على العكس من ذلك ، الحد الأقصى.
- تصميم. وفقًا لهذا المعيار ، يتم تمييز نوعين من المحولات الحالية - الزيت والجاف.في الحالة الأولى ، يتحول الملف وتكون الدائرة المغناطيسية في حاوية تحتوي على سائل زيتي خاص: إنها تلعب دور العزل وتسمح لك بالتحكم في درجة حرارة تشغيل الوسط. في الحالة الثانية ، يحدث التبريد عن طريق الهواء ، وتستخدم هذه الأنظمة في المباني الصناعية والسكنية ، حيث لا يمكن تركيب محولات الزيت في الداخل بسبب زيادة مخاطر الحريق.
- نوع الجهد. يمكن أن تكون المحولات تنحى وتصعيدًا: في الحالة الأولى ، يتم تقليل الجهد في المنعطفات الأولية ، وفي الحالة الثانية ، يتم زيادته.
- خيار تصنيف آخر هو اختيار المحول الحالي بالطاقة. تعتمد هذه المعلمة على الغرض من المعدات وعدد المستهلكين المتصلين وخصائصهم.
المعلمات والخصائص
عند اختيار هذه المعدات ، من الضروري مراعاة المعلمات التقنية الرئيسية التي تؤثر على نطاق التطبيقات والتكلفة. الصفات الرئيسية:
- الحمل المقنن ، أو القوة: يمكن الاختيار من خلال هذا المعيار باستخدام جدول مقارن لخصائص المحولات. تحدد قيمة المعلمة الخصائص الحالية الأخرى ، حيث يتم تطبيعها بدقة وتعمل على تحديد التشغيل العادي للمعدات في فئة الدقة المحددة.
- التصنيف الحالي. يحدد هذا المؤشر الفترة التي يمكن للجهاز خلالها العمل دون ارتفاع درجة الحرارة إلى درجات الحرارة الحرجة. في معدات المحولات ، كقاعدة عامة ، يوجد احتياطي صلب من حيث مستوى التسخين ، مع حمولة زائدة تصل إلى 18-20 ٪ ، تحدث العملية في الوضع العادي.
- الجهد االكهربى.المؤشر مهم لجودة عزل اللف ، ويضمن التشغيل السلس للمعدات.
- خطأ. تحدث هذه الظاهرة بسبب تأثير التدفق المغناطيسي ، ومعدل الخطأ هو الفرق بين البيانات الدقيقة للتيار الأولي والثانوي. تساهم الزيادة في التدفق المغناطيسي في قلب المحول في زيادة نسبية في الخطأ.
- نسبة التحويل ، وهي نسبة التيار في المنعطفات الأولية والثانوية. تختلف القيمة الحقيقية للمعامل عن القيمة الاسمية بمقدار يساوي درجة الخسائر أثناء تحويل الطاقة.
- التعددية المحدودة ، معبراً عنها فيما يتعلق بالتيار الأولي في شكل حقيقي إلى القيمة الاسمية.
- تعدد التيار الذي يحدث في لفات النوع الثانوي المتعرج.
يتم تحديد البيانات الرئيسية للمحول الحالي بواسطة الدائرة المكافئة: فهي تسمح لك بدراسة خصائص الجهاز في أوضاع مختلفة ، من الخمول إلى التحميل الكامل.
يشار إلى المؤشرات الرئيسية على جسم الجهاز في شكل علامة خاصة. قد يحتوي أيضًا على بيانات حول طريقة رفع وتركيب المعدات ، ومعلومات تحذيرية حول زيادة الجهد في المنعطفات الثانوية (أكثر من 350 فولت) ، ومعلومات حول وجود وسادة التأريض. يتم وضع علامة على محول الطاقة على شكل ملصق أو بالطلاء.
أعطال محتملة
مثل أي معدات أخرى ، تتعطل المحولات من وقت لآخر ، وتتطلب خدمة مؤهلة مع التشخيص. قبل التحقق من الجهاز ، يجب أن تعرف ما هي الأعطال ، وما هي العلامات التي تتوافق معها:
- ضوضاء غير مستوية داخل العلبة ، طقطقة.تشير هذه الظاهرة عادةً إلى كسر في عنصر التأريض ، أو تداخل في العلبة من لفات اللف ، أو ضعف ضغط الأوراق المستخدمة في الدائرة المغناطيسية.
- التسخين الزائد للحالة ، قم بزيادة القوة الحالية على جانب الاستهلاك. يمكن أن تكون المشكلة ناتجة عن دائرة قصر متعرجة بسبب التآكل أو التلف الميكانيكي للطبقة العازلة ، الأحمال الزائدة المتكررة الناتجة عن ماس كهربائى.
- شقوق في العوازل ، انزلاق التفريغ. تظهر عندما لا يتم التعرف على عيب في التصنيع قبل بدء العملية ، وطاقم من الأجسام الغريبة والتداخل بين مدخلات مراحل القيم المختلفة.
- انبعاثات الزيت التي يتم خلالها تدمير غشاء هيكل العادم. يتم تفسير المشكلة من خلال دائرة قصر بينية بسبب تآكل العزل أو انخفاض مستوى الزيت أو انخفاض الجهد أو ظهور التيارات الزائدة في حالة وجود دائرة قصر من خلال النوع.
- تسرب الزيت من الجوانات أو صنابير المحولات. تتمثل الأسباب الرئيسية في ضعف جودة اللحام للعقد ، أو سوء الختم ، أو إتلاف الحشيات أو سدادات الصمام غير المطوية.
- تشغيل مرحل حماية الغاز. تحدث هذه الظاهرة عندما يتحلل الزيت ، والذي يحدث بسبب ماس كهربائى متعرج ، أو دائرة كهربائية مفتوحة ، أو احتراق ملامسات جهاز التبديل ، أو في حالة حدوث ماس كهربائي في غلاف المحول.
- إيقاف تشغيل مرحل حماية الغاز. سبب المشكلة هو التحلل النشط للسائل الزيتي نتيجة إغلاق السطح ، أو الجهد الزائد للجزء الداخلي أو الخارجي ، أو بسبب ما يسمى "حريق الفولاذ".
- تعثر الحماية التفاضلية. يظهر هذا العطل عندما يكون هناك عطل في مبيت المدخل ، أو عندما يكون هناك تداخل بين المراحل ، أو في حالات أخرى.
لزيادة كفاءة وظائف الجهاز إلى أقصى حد ، من الضروري إجراء التحقق بانتظام باستخدام جهاز تصوير حراري: يسمح الجهاز بتشخيص انخفاض جودة جهات الاتصال وانخفاض درجة حرارة التشغيل. أثناء التحقق ، يقوم المتخصصون بإجراء مجموعة التلاعب التالية:
- أخذ قراءات الجهد والتيار.
- فحص الحمولة باستخدام مصدر خارجي.
- تحديد المعلمات في مخطط العمل.
- حساب نسبة التحول والمقارنة وتحليل المؤشرات.
حساب المحولات
يتم تحديد المبدأ الأساسي لتشغيل هذا الجهاز من خلال الصيغة U1 / U2 = n1 / n2ويتم فك عناصرها كالتالي:
- U1 و U2 هما جهد المنعطفات الأولية والثانوية.
- n1 و n2 - عددهما على اللفات من الأنواع الأولية والثانوية ، على التوالي.
لتحديد مساحة المقطع العرضي للنواة ، يتم استخدام صيغة أخرى: S = 1.15 * √P، حيث تُقاس الطاقة بالواط ، وتُقاس المساحة بالسنتيمتر المربع. إذا كان اللب المستخدم في الجهاز له شكل الحرف W ، يتم حساب مؤشر القسم للقضيب الأوسط. عند تحديد المنعطفات في لف المستوى الأساسي ، يتم استخدام الصيغة ن = 50 * U1 / S ، بينما المكون 50 غير قابل للتغيير ، في الحسابات لمنع حدوث التداخل الكهرومغناطيسي ، يوصى بتعيين القيمة 60 بدلاً من ذلك. د = 0.8 * √I، حيث d هو المقطع العرضي للسلك ، وأنا هو مؤشر القوة الحالية ؛ يتم استخدامه لحساب قطر الكابل.
يتم تعديل الأرقام التي تم الحصول عليها أثناء العمليات الحسابية لتقريب القيم (على سبيل المثال ، يتم تقريب القدرة المقدرة بـ 37.5 واط إلى 40). التقريب مسموح فقط لأعلى.تستخدم كل هذه الصيغ لاختيار محولات تعمل في شبكة 220 فولت ؛ عند إنشاء خطوط عالية التردد ، يتم استخدام معلمات وطرق حساب أخرى.
مقالات مماثلة:
