المحولات الآلية - الجهاز والمبادئ والمزايا والعيوب

الغرض والجهاز ومبدأ تشغيل المحولات الآلية

في بعض الحالات ، من الضروري تغيير الجهد على مدى صغير. أسهل طريقة للقيام بذلك ليست كذلك محولات مزدوجة متعرجةولفائف مفردة تسمى المحولات الآلية. إذا كان عامل التحويل مختلفًا قليلاً عن الوحدة ، فسيكون الفرق بين حجم التيارات في الملفين الأولي والثانوي صغيرًا. ماذا يحدث إذا قمت بدمج الملفين؟ سوف تحصل على رسم تخطيطي لمحول ذاتي (الشكل 1).

تصنف المحولات الآلية على أنها محولات ذات أغراض خاصة. تختلف المحولات الآلية عن المحولات من حيث أن لفها ذات الجهد المنخفض جزء من ملف الجهد العالي ، أي أن دوائر هذه اللفات ليس لها اتصال مغناطيسي فحسب ، بل اتصال كلفاني أيضًا.

اعتمادًا على تضمين لفات المحول الذاتي ، قد تحدث زيادة أو نقصان في الجهد.

أرز.1 مخططات المحولات الآلية أحادية الطور: a-step-down ، b-step-up.

إذا قمت بتوصيل مصدر جهد متناوب بالنقطتين A و X ، فسيظهر تدفق مغناطيسي متناوب في القلب. سيتم إحداث EMF بنفس الحجم في كل لفة من لفات الملف. من الواضح أنه بين النقطتين a و X ، سيكون هناك EMF يساوي EMF لدورة واحدة مضروبًا في عدد الدورات المغلقة بين النقطتين a و X.

إذا قمت بتوصيل أي حمل بالملف عند النقطتين أ و س ، فإن التيار الثانوي I2 سيمر عبر جزء من الملف ويقع بين النقطتين أ و س. ولكن بما أن التيار الأساسي يمر عبر نفس المنعطفات I1 ، فإن التيارين ستضيف هندسيًا وسوف تتدفق كمية صغيرة جدًا من التيار على طول القسم aX ، محددًا بالاختلاف بين هذه التيارات. يسمح ذلك بقطع جزء من الملف من سلك قياس صغير لتوفير النحاس. إذا اعتبرنا أن هذا القسم يشكل غالبية المنعطفات ، فإن اقتصاد النحاس يكون ملحوظًا للغاية.

وبالتالي ، يُنصح باستخدام المحولات الآلية لتقليل الجهد أو زيادته بشكل طفيف ، عندما يتم ضبط تيار مخفض في الجزء المتعرج ، وهو أمر شائع في كلتا دائرتي المحول الذاتي ، مما يسمح باستخدام سلك أرق وحفظ المواد غير الحديدية المعادن. في الوقت نفسه ، ينخفض ​​استهلاك الفولاذ لإنتاج دائرة مغناطيسية ، يكون المقطع العرضي لها أصغر من المحولات.

في محولات الطاقة الكهرومغناطيسية - المحولات - يتم نقل الطاقة من ملف إلى آخر بواسطة مجال مغناطيسي ، تتركز طاقته في الدائرة المغناطيسية.في المحولات الذاتية ، تنتقل الطاقة من خلال مجال مغناطيسي ومن خلال اتصال كهربائي بين الملفين الأولي والثانوي.

المحولات والمحولات الآلية

تتنافس المحولات الأوتوماتيكية بنجاح مع المحولات ذات الملفين عندما تكون نسبة التحويل الخاصة بهم مختلفة قليلاً عن الوحدة وأكثر من 1.5 - 2. عندما تكون نسبة التحويل أعلى من 3 ، فإن المحولات الآلية غير مبررة.

من الناحية الهيكلية ، لا تختلف المحولات الذاتية عمليًا عن المحولات. يوجد ملفان على قلب الدائرة المغناطيسية. تؤخذ الوصلات من ملفين ونقطة مشتركة ، ولا يمكن تمييز معظم أجزاء المحول الذاتي هيكليًا عن أجزاء المحولات.

محولات المختبرات الآلية (LATR)

تُستخدم المحولات الآلية أيضًا في شبكات الجهد المنخفض كمنظمات جهد مختبر منخفضة الطاقة (LATRs). في مثل هذه المحولات الآلية ، يتم تنظيم الجهد عن طريق تحريك التلامس المنزلق على طول لفات اللف.

تتكون المحولات الآلية أحادية الطور التي يتم التحكم فيها في المختبر من دائرة مغناطيسية مغناطيسية حلقية ملفوفة بطبقة واحدة من الأسلاك النحاسية المعزولة (الشكل 2).

يتم عمل العديد من الصنابير الثابتة من هذا الملف ، مما يسمح باستخدام هذه الأجهزة كمحولات تلقائية متدرجة أو متصاعدة مع نسبة تحويل ثابتة معينة. بالإضافة إلى ذلك ، على سطح الملف ، الذي تم تنظيفه من العزل ، يوجد مسار ضيق يتحرك على طوله ملامس الفرشاة أو الأسطوانة للحصول على جهد ثانوي قابل للتعديل باستمرار يتراوح من صفر إلى 250 فولت.

عندما يتم إغلاق المنعطفات المجاورة في LATR ، لا يحدث إغلاق للانعطاف لأن تيارات الخط والحمل في الملف المشترك للمحول الذاتي تكون قريبة من بعضها البعض وفي اتجاهات متعاكسة.

يتم إنتاج المحولات الآلية للمختبر بقوة اسمية تبلغ 0.5 ؛ 1 ؛ 2 ؛ 5 ؛ 7.5 كيلو فولت أمبير.

رسم تخطيطي لمحول ذاتي أحادي الطور يتم التحكم فيه في المختبر

المحول الذاتي للمختبر (LATR)

محولات ثلاثية الطور

إلى جانب المحولات الآلية أحادية الطور ثنائية اللف ، غالبًا ما تستخدم المحولات الأوتوماتيكية ثلاثية الطور ثنائية اللف وثلاثية الطور.

في المحولات الأوتوماتيكية ثلاثية الطور ، عادة ما تكون الأطوار متصلة بنجم بنقطة محايدة مدببة (الشكل 3). إذا كان من الضروري تقليل الجهد ، يتم توفير الطاقة الكهربائية للأطراف A و B و C وسحبها من المحطات a و b و s ومع زيادة الجهد - والعكس صحيح. يتم استخدامها كأجهزة لخفض الجهد عند بدء تشغيل المحركات القوية ، وكذلك للتنظيم التدريجي للجهد الطرفي. عناصر التسخين أفران كهربائية.

أرز. 3. مخطط محول ذاتي ثلاثي الطور مع وصلة نجمية لمراحل اللف مع إزالة النقطة المحايدة

تُستخدم أيضًا محولات الجهد العالي ثلاثية الطور ذات ثلاث لفات في الشبكات الكهربائية عالية الجهد.

المحولات الآلية ثلاثية الطور ، كقاعدة عامة ، على جانب الجهد العالي متصلة بنجم بسلك محايد. يوفر اتصال النجمة انخفاض الجهد الذي تم تصميم عزل المحول الذاتي من أجله.

يعمل استخدام المحولات الآلية على تحسين كفاءة أنظمة الطاقة ، ويقلل من تكاليف نقل الطاقة ، ولكنه يؤدي إلى زيادة تيارات الدائرة القصيرة.

عيوب المحولات الآلية

عيب المحول الذاتي هو الحاجة إلى عزل الملفين للجهد العالي ، حيث أن اللفات متصلة كهربائيًا.

عيب كبير في المحولات الآلية هو الاتصال الجلفاني بين الدوائر الأولية والثانوية ، والذي لا يسمح باستخدامها كمغذيات في شبكات 6-10 كيلو فولت عندما ينخفض ​​الجهد إلى 0.38 كيلو فولت ، حيث يتم توفير 380 فولت للمعدات التي عليها عمل بشري.

في حالة حدوث أعطال بسبب وجود اتصال كهربائي بين الملفات في المحول الذاتي ، يمكن تطبيق الجهد العالي على الملف السفلي. في هذه الحالة ، سيتم توصيل جميع أجزاء التركيب التشغيلي بالجزء عالي الجهد ، وهو أمر غير مسموح به بسبب سلامة الصيانة وإمكانية كسر عزل الأجزاء الموصلة للأجهزة الكهربائية المتصلة.

محولات ذات جهد عالي