اساسيات المحولات الكهربائية

المحولات الكهربائية هي آلات تنقل الكهرباء من دائرة إلى أخرى مع تغيير مستوى الجهد ولكن بدون تغيير في التردد. اليوم ، تم تصميمها لاستخدام مصدر التيار المتردد ، مما يعني أن التقلب في جهد الإمداد يتأثر بالتذبذب في التيار. لذا فإن الزيادة في التيار ستؤدي إلى زيادة الجهد والعكس صحيح.

تختلف أنواع المحولات الكهربائية على أساس منها والاستخدام والبناء على النحو التالي: تستخدم بشكل عام لزيادة الجهد الكهربي في شبكة نقل الطاقة وتوزيعها. محولات الطاقة التي تستخدم محولات الطاقة بشكل عام في شبكة النقل من أجل خفض أو خفض الجهد.

تساعد المحولات على تحسين سلامة وكفاءة أنظمة الطاقة عن طريق رفع وخفض مستويات الجهد عند الحاجة . يتم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات السكنية والصناعية ، في المقام 

بناء محول كهربائي

المكونات الثلاثة المهمة للمحول الكهربائي هي النواة المغناطيسية والملف الأولي والملف الثانوي. اللف الأساسي هو الجزء المتصل بمصدر كهربائي ، حيث يتم إنتاج التدفق المغناطيسي في البداية. يتم عزل هذه الملفات عن بعضها البعض ويتم تحفيز التدفق الرئيسي في الملف الأولي من حيث يتم تمريره إلى القلب المغناطيسي وربطه بالملف الثانوي للمحول من خلال مسار منخفض التردد.

ينقل القلب التدفق إلى الملف الثانوي لإنشاء دائرة مغناطيسية تغلق التدفق ، ويوضع مسار ممانعة منخفض داخل القلب لتعظيم ارتباط التدفق. يساعد اللف الثانوي على إكمال حركة التدفق الذي يبدأ من الجانب الأساسي ، واستخدام اللب يصل إلى اللف الثانوي. اللف الثانوي قادر على انتقاء الزخم لأن كلا الملفين ملفوفان على نفس النواة ، وبالتالي تساعد مجالاتها المغناطيسية في خلق الحركة. في جميع أنواع المحولات ، يتم تجميع اللب المغناطيسي عن طريق تكديس صفائح فولاذية مغلفة مع ترك الحد الأدنى من فجوة الهواء المطلوبة بينها لضمان استمرارية المسار المغناطيسي

كيف تعمل المحولات؟

يستخدم المحول الكهربائي قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي للعمل - "معدل تغيير ارتباط التدفق فيما يتعلق بالوقت يتناسب طرديًا مع EMF المستحث في موصل أو ملف".

يكمن الأساس المادي للمحول في الحث المتبادل بين دائرتين متصلتين بتدفق مغناطيسي مشترك. عادة ما تكون مجهزة بلفتين: أولية وثانوية. تشترك هذه الملفات في قلب مغناطيسي مصفح ، ويساعد الحث المتبادل الذي يحدث بين هذه الدوائر في نقل الكهرباء من نقطة إلى أخرى.

اعتمادًا على مقدار التدفق المرتبط بين اللفات الأولية والثانوية ، ستكون هناك معدلات مختلفة من التغيير في ارتباط التدفق. لضمان الحد الأقصى من ارتباط التدفق ، أي التدفق الأقصى الذي يمر عبر الملف الثانوي ويرتبط به من الملف الأولي ، يتم وضع مسار ممانعة منخفض مشتركًا لكلا الملفين. هذا يؤدي إلى كفاءة أكبر في أداء العمل ، ويشكل جوهر المحول.

يؤدي تطبيق الجهد المتناوب على اللفات في الجانب الأولي إلى إنشاء تدفق متناوب في القلب. يربط هذا كلا الملفين للحث

على المجالات الكهرومغناطيسية في الجانب الأولي وكذلك الجانب الثانوي. يتسبب EMF في الملف الثانوي في حدوث تيار ، يُعرف باسم تيار الحمل ، إذا كان هناك حمل متصل بالقسم الثانوي.

هذه هي الطريقة التي توفر بها المحولات الكهربائية طاقة التيار المتردد من دائرة (أولية) إلى أخرى (ثانوية) ، من خلال تحويل الطاقة الكهربائية من قيمة إلى أخرى ، وتغيير مستوى الجهد ولكن ليس التردد.

استخدامات المحولات الكهربائية

تشمل الاستخدامات الرئيسية للمحول الكهربائي ما يلي:

• رفع أو خفض مستوى الجهد في دائرة التيار المتردد.
• زيادة أو تقليل قيمة المحرِّض أو المكثف في دائرة التيار المتردد.
• منع مرور التيار المستمر من دائرة إلى أخرى.
• عزل دائرتين كهربائيتين.
• تصعيد مستوى الجهد في موقع توليد الطاقة قبل أن يتم النقل والتوزيع.
• تشمل التطبيقات الشائعة للمحول الكهربائي محطات الضخ والسكك الحديدية والصناعات والمؤسسات التجارية وطواحين الهواء ووحدات توليد الطاقة.