تصميم محول الطاقة

المحول هو آلة كهربائية تقوم بتحويل التيار المتردد لجهد واحد إلى تيار متناوب لجهد آخر.

العناصر الهيكلية الرئيسية لمحولات الطاقة: الجسم ، القلب ، اللفات ، جهاز التبريد ، البطانات وأجهزة الحماية (الموسع ، أنبوب العادم وترحيل الغاز).

يتم ترتيب لفات المحولات بحيث يخترق التدفق المغناطيسي الناتج عن الملف الأولي معظم اللفات الثانوية. يتم ضمان هذا المطلب من خلال بناء قلب فولاذي ، وهو عبارة عن دائرة مغناطيسية مغلقة. اعتمادًا على الترتيب المتبادل للملفات والنظام المغناطيسي ، هناك نوعان رئيسيان من المحولات: قضيب وحديد التسليح.

في محول قضيب ، توجد اللفات على قضبان القلب ، والتي يتم توصيلها بواسطة نير التي تغلق الدائرة المغناطيسية. يستخدم نوع القضيب لإمدادات الطاقة وعدد من المحولات الخاصة. يستخدم المحول المدرع دائرة مغناطيسية متفرعة تغطي الملف ، كما لو كان "مدرعًا".يستخدم الهيكل الأساسي الشبيه بالدروع بشكل خاص للمحولات الصغيرة أحادية الطور.

محول قضيب ثلاثي الطور:

يتم تجميع الدائرة المغناطيسية للمحول ، والتي تسمى النواة ، من صفائح من سبائك الصلب. من أجل عدم إغلاق الأوراق ، يتم تغليفها مسبقًا بطبقة رقيقة من الورنيش أو لصقها بالورق.

يتكون القلب من قضبان تحمل ملفات ونير يغلق الدائرة المغناطيسية. يجب أن يكون المقطع العرضي لللب أقرب ما يمكن إلى شكل الملفات.

في اللفات المستطيلة ، يكون المقطع العرضي لللب مستطيلًا. مع الجولة - يحتوي القلب على قسم متعدد المستويات. إذا كان القلب يحتوي على مقطع عرضي كبير ، فسيتم عمل قنوات هواء طولية لإزالة الحرارة ، وتقسيم اللب إلى عبوات منفصلة.

يتم سحب الأوراق مع المسامير أو المسامير. يجب عدم توصيل الأوراق الفردية ببعضها البعض ، حيث قد تحدث تيارات إيدي في مستوى التلامس. لمنع الألواح من الانغلاق من خلال المسامير والمسامير ، يتم وضع أنابيب عازلة عليها. يتم عزل الصواميل ورؤوس البرشام عن ألواح الضغط الأساسية بغسالات كهربائية من الورق المقوى.

يتم استخدام نوعين من اللفات في المحولات: قرصية وأسطوانية.

مع تصميم متعرج على شكل قرص ، يتم تقسيم اللفات الأولية والثانوية إلى سلسلة من اللفات المسطحة على شكل قرص والتي تتناوب في سلسلة على قلب المحول.

في اللف الأسطواني ، يتم ترتيب اللفات الأولية والثانوية بشكل مركزي مع بعضها البعض. عادةً ما يتم وضع لفائف الجهد المنخفض بالقرب من القلب حيث يسهل عزلها عن الفولاذ.

عند عمل اللفات ، يجب التمييز بين عزل الأسلاك الفردية ، والعزل بين الطبقات والملفات ، والعزل بين اللفات الأولية والثانوية (الثانوية) ، وعزل اللفات بالنسبة إلى اللب.

لفات المحولات مصنوعة من الأسلاك النحاسية المغطاة بالعزل. لعزل الأسلاك المتعرجة ، يتم استخدام الورق وأحيانًا خيوط الحرير القطنية أو الورنيش (المينا) أو عدة طبقات من العزل ، على سبيل المثال ، طبقة من الورنيش وطبقة من خيوط الحرير وطبقة من الورق وطبقة من خيوط القطن ، إلخ.

تستخدم فواصل الورق كعزل بين الطبقات. يتم عزل اللفات بغسالات أو حشوات من الورق المقوى الكهربائي ملفوفة بشريط مبلل بالزيت أو ورق أو قطعة قماش.

يتم إخراج نهايات لفائف المحولات بمساعدة البطانات التي تعزلها عن الجسم المؤرض (الخزان).

جهاز المحولات:

هناك طريقتان أساسيتان لتوصيل ملفات محول ثلاثي الطور: اتصال دلتا واتصال نجم. عندما تكون اللفات متصلة بالدلتا ، يكون جهد الطور مساويًا لجهد الخط ، ويكون تيار الطور أقل بمقدار 1.73 مرة من تيار الخط. عندما تكون اللفات متصلة بنجمة ، يكون جهد الطور أقل بمقدار 1.73 مرة من جهد الخط ، ويكون تيار الطور مساويًا للخط.

تعتبر طريقة توصيل اللفات في محول ثلاثي الطور ذات أهمية كبيرة ، حيث تعتمد عليها زاوية طور الجهد الثانوي بالنسبة للجهد الأساسي. يعتمد تحول الطور بين جهد اللف الأولي والثانوي أيضًا على اتجاه لف الملفات. لمزيد من التفاصيل انظر هنا: مخططات ومجموعات لربط لفات محولات الطاقة

حيث تم تصميم المحولات للعمل الموازي المشترك، من الضروري أن تكون الإمكانات الآنية لمراحل هذه المحولات هي نفسها. يتم تخصيص المحولات التي لها نفس إزاحة الطور بين الفولتية الخطية لملفات الجهد العالي والمنخفض لنفس مجموعة توصيلات اللف ، والتي يتم تخصيص رقم لها وفقًا لتعيين الساعة.

لعزل اللف عن القلب ولعزل الملف عالي الجهد عن الملف منخفض الجهد ، يتم استخدام أسطوانات صلبة مضغوطة من الورق المحمص أو الأسطوانات المصنوعة من الورق المقوى الكهربائي ، ما يسمى بالأسطوانات اللينة.

في بناء المحولات ، يتم استخدام زيت معدني خاص (بترولي) على نطاق واسع ، وهو ما يسمى محول… تمتلئ الخزانات بزيت المحولات ويتم غمر قلب بلفائف فيه. تم اعتماد هذا التصميم لمحولات الطاقة عالية الطاقة ، ومحولات المعدل عالية الطاقة ، والمحولات النبضية عالية الطاقة.

يعتبر زيت المحولات ، الذي أزيلت منه الرطوبة والشوائب ، أي التجفيف والتنقية ، عازلًا جيدًا بين اللفات والعلبة المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن زيت المحولات ، الذي يتميز بموصلية حرارية أعلى من الهواء ، ينقل الحرارة جيدًا من الأجزاء النشطة للمحول إلى الأسطح الخارجية للخزان.

مع زيادة قوة المحول ، تزداد الخسائر بشكل أسرع من أبعاده الهندسية ، مما يؤدي إلى الحاجة إلى زيادة سطح التبريد الخاص به. انظر التفاصيل هنا: أنظمة التبريد لمحولات الطاقة

في الممارسة العملية ، يتم استخدام الأجهزة التي تحول الجهد المتردد ، حيث يتم توصيل اللفات الأولية والثانوية كهربائيًا. تسمى هذه الأجهزة بالمحولات التلقائية.

يختلف المحول الذاتي عن المحولات التقليدية في أن اللفات الأولية والثانوية الخاصة به متصلة ليس فقط بشكل استقرائي (كما هو الحال في المحولات التقليدية) ، ولكن أيضًا كهربائيًا.

أنظر أيضا: خصائص أداء محولات الطاقة