كيف يمكن لـ تشغيل المحول الذاتي ثلاثي الأطوار؟ حيث يقوم بتطبيق ثلاثة جهد كهربائي متناوب، تفصل بينها 120 درجة كهربائية، على ثلاث لفات ذات نقاط توصيل تشترك في أقسام الإدخال والإخراج. ويؤدي التيار المتغير إلى توليد تدفق مغناطيسي في القلب، مما يحث جهدًا كهربائيًّا على طول كل لفة. ومن خلال توصيل الحمل بنقاط التوصيل المحددة، يوفر المحول جهدًا ثلاثي الأطوار أعلى أو أقل مع الحفاظ على تردد الإمداد وتسلسل الأطوار.
غالبًا ما تؤدي عمليات البحث عن عبارة “عمل المحولات التلقائية ثلاثية الأطوار” إلى ظهور مخططات أحادية الطور لا تشرح التغييرات التي تطرأ على الوحدة ثلاثية الأطوار. ويكمن الاختلاف الجوهري في التنسيق: يجب أن تتطابق النسب والقطبية والتوصيلات في جميع اللفات الثلاثية الأطوار، بحيث يظل الناتج مجموعة ثلاثية الأطوار متوازنة.
يقوم المحول التقليدي ذو الملفين بنقل الطاقة مغناطيسياً بين الملفين الأولي والثانوي المعزولين. أما المحول الذاتي فيستخدم ملفاً واحداً متصلاً ومتواصلاً لكل طور. ونظراً لأن المدخلات والمخرجات تشتركان في جزء من ذلك الموصل، فإن الطاقة تصل إلى الحمل بطريقتين: حيث يُنقل جزء منها عن طريق الحث الكهرومغناطيسي، ويُوصَّل جزء آخر مباشرةً عبر الملف المشترك.
هذا المسار المشترك هو السبب في أن المحول الذاتي يمكن أن يكون أصغر حجمًا ويستخدم كمية أقل من مواد اللف للحصول على نسبة جهد مناسبة. وهو أيضًا السبب في أن المدخلات والمخرجات غير معزول كهربائيًا. يعمل المحول الذاتي ثلاثي الأطوار على تغيير الجهد الكهربائي؛ فهو لا يولد طاقة ثلاثية الأطوار من مصدر أحادي الطور، ولا يحول التردد من 50 هرتز إلى 60 هرتز.
يوفر المصدر التيارات L1 وL2 وL3. وتتميز جهداتها الجيبية بنفس التردد والمقدار الاسمي، لكنها متباعدة بزاوية 120 درجة. واعتمادًا على طريقة توصيل اللفات، قد يكون الجهد ذو الصلة عبر كل لفة طور هو جهد الخط إلى الخط أو جهد الطور من الخط إلى المحايد.
يُنتج التيار المار في كل ملف مُزوَّد بالطاقة تدفقًا مغناطيسيًّا متناوبًا في أحد أذرع قلب المغناطيس. وفي قلب مغناطيسي مدمج ذي ثلاثة أذرع، تتفاعل التدفقات المغناطيسية الثلاثة عبر بنية مغناطيسية مشتركة. أما في الترتيب المجمَّع، فتؤدي ثلاث وحدات أحادية الطور متطابقة نفس الوظيفة ثلاثية الطور. ويساعد التصميم المتوازن والتوصيلات المتوازنة في الحفاظ على تناسق جهد الخرج.
يربط قانون فاراداي التغير في التدفق بالجهد المستحث. وبالنسبة للملف المثالي، يكون الجهد متناسبًا مع عدد اللفات الفعالة:
Vخارج / Vفي = Nخارج / Nفي
إذا تم توصيل الحمل بعدد لفات أقل من عدد لفات مصدر التيار، فإن الخرج يكون أقل. أما إذا تم توصيله بعدد لفات أكبر، فإن الخرج يكون أعلى. وتستخدم المراحل الثلاث جميعها نفس نسبة اللفات.
ينتمي الملف المشترك كهربائيًا إلى كل من دوائر الإدخال والإخراج. ويُعد تياره الفرق المتجه بين التيارات المرتبطة بأقسام المصدر والحمل، وليس مجرد تيار الحمل الكامل في كل جزء من الملف. ويؤدي هذا التقاسم إلى انخفاض القدرة الكهربائية (kVA) المحولة داخليًّا للمحول عندما يكون مستويي الجهد قريبين من بعضهما.
بمجرد توصيل الحمل، يتدفق التيار من أطراف الخرج وفقًا لمقاومة الحمل ومعامل القدرة. بالنسبة لنظام ثلاثي الأطوار متوازن مثالي:
S = √3 × VL × IL
كما تتسم المعدات الفعلية بفقدان النحاس، وفقدان القلب، ومقاومة التسرب، وتيار المغنطة، وارتفاع درجة الحرارة. وتؤثر هذه العوامل على التنظيم، والكفاءة، وتيار العطل، والقيمة الاسمية النهائية بالكيلو فولت أمبير.
تساعد الحماية من التيار الزائد، والتأريض، والمراقبة الحرارية، والحماية من الاندفاعات الكهربائية، واختيار الغلاف المناسب في إدارة الأعطال والضغوط التشغيلية. ونظرًا لأن الدائرة الأولية والثانوية متصلتان كهربائيًّا، فإن أي اضطراب في الدائرة الأولية يمكن أن يصل إلى جانب الحمل. لذا، يجب تصميم نظام الحماية بما يتناسب مع تيار العطل الفعلي المتاح ونظام التأريض.
A محول رفع الجهد وخفض الجهد يتم تغيير وضع التشغيل من خلال العلاقة بين أطراف التغذية ومنافذ الخرج. ويظل المبدأ الفيزيائي الأساسي للملف كما هو؛ حيث يحدد عدد اللفات المتصلة بالمصدر مقابل الحمل اتجاه التحويل.
| الوضع | استخدامات التوريد | استخدامات التحميل | النتيجة الكهربائية |
|---|---|---|---|
| مخفض الجهد | المزيد من المنعطفات المتعرجة | عدد أقل من المنعطفات المتعرجة | ينخفض الجهد ويرتفع التيار المتاح عند نفس القيمة بالكيلو فولت أمبير (kVA) |
| التدرج | عدد أقل من المنعطفات المتعرجة | المزيد من المنعطفات المتعرجة | يزيد الجهد وينخفض التيار المتاح عند نفس القيمة بالكيلو فولت أمبير (kVA) |
لا تفترض أن وحدة معينة يمكن تغذيتها في الاتجاه المعاكس. يجب أن تسمح القيم المقننة لتيار اللف، والمنافذ، والأطراف، وأنظمة التنظيم، ووسائل الحماية، بالإضافة إلى تعليمات الشركة المصنعة، بالاتجاه المقصود.
لنفترض وجود وحدة مثالية تتلقى جهدًا يبلغ 400 فولت بين خطي الدائرة وتوفر جهدًا يبلغ 230 فولت بين خطي الدائرة. ونسبة اللفات الاسمية لهذه الوحدة هي:
Nخارج / Nفي = 230 / 400 = 0.575
إذا كان الجهاز يزود حملًا متوازنًا بقيمة 50 كيلو فولت أمبير عند جهد 230 فولت، فإن التيار المثالي في خط الخرج يكون تقريبًا:
Iخارج = 50,000 / (√3 × 230) ≈ 125.5 أمبير
يبلغ تيار الدخل المثالي عند 400 فولت حوالي 72.2 أمبير. وسيعكس التيار الفعلي المذكور على اللوحة الجدارية والجهد الناتج الكفاءة، والمقاومة، ودرجة الحرارة، واختيار المخرج، ومعامل قدرة الحمل. ويوضح هذا الحساب العلاقة بين هذه العوامل؛ وهو لا يُعد بديلاً عن تصميم الشركة المصنعة أو مخطط التركيب الخاص بها.
قد يستخدم تصميم محول ذاتي ثلاثي الأطوار قلبًا مدمجًا مرققًا ثلاثي الأطراف أو ثلاث وحدات أحادية الطور متناسقة. وتحتوي كل طور على قسم لف مشترك وقسم متسلسل، مع نقاط توصيل موضوعة وفقًا لنسبة الجهد المحددة. ويتم اختيار مساحة الموصل وفقًا للتيار الذي يحمله كل قسم من أقسام اللف.
وقد تشمل عملية التجميع العملية أيضًا ما يلي:
يمكن تقييم الجهد، والسعة، والتردد، والهيكل الخارجي، وتصميم الأطراف، والملصقات، والعلامة التجارية من خلال نظام JOHSUN خدمة التخصيص وفقًا لنموذج ODM/OEM. يلزم توفر مواصفات كاملة للتحميل والتركيب قبل الانتهاء من أعمال البناء.
يوضح مخطط توصيل المحول الذاتي ثلاثي الأطوار العلاقة بين اللفات الثلاث المزودة بمخرجات، وموصلات الخط، وأطراف الإخراج، والسلك المحايد، والتأريض الوقائي، والمخرجات الاختيارية. ومن الترتيبات الشائعة التوصيل النجمي (أو على شكل حرف Y): حيث يتصل أحد طرفي كل لفة بنقطة مشتركة، بينما تتصل L1 وL2 وL3 بالأطراف الأخرى أو بالمخرجات المحددة.
اقرأ الرسم التوضيحي بالترتيب التالي:
هام: قد تكون الاستمرارية بين أطراف الدخل والخروج أمرًا طبيعيًا في المحول الذاتي، نظرًا لأنهما يشتركان في نفس الملف. ويجب ألا يقوم بتركيب أو اختبار المعدات ثلاثية الأطوار سوى فنيين كهربائيين مؤهلين، وذلك باستخدام الرسم التخطيطي المرفق باللوحة التعريفية، والإجراءات المعتمدة، والقواعد الكهربائية السارية.
عادةً ما يُظهر رمز المحول الذاتي ثلاثي الأطوار ثلاثة ملفات ذات نقاط توصيل، أو جهازًا ثلاثي الأطوار مبسطًا مع توصيلات مشتركة للملفات. ويُميّز الملف المشترك هذا الرمز عن رمز المحول العازل، الذي يُظهر ملفات أولية وثانوية منفصلة. وقد تستخدم الرسومات Y لـ «ستار» و D بالنسبة للوصلات من نوع دلتا.
يُشير الرمز إلى الوظيفة، وليس إلى كل تفاصيل التركيب. ويجب الحصول على أرقام الأطراف، ومواضع التوصيلات، والعلاقات بين المتجهات، ومعالجة السلك المحايد، والتأريض من مخطط المشروع ووثائق الوحدة.
| عامل الاختيار | المحول التلقائي | محول العزل |
|---|---|---|
| الفصل الكهربائي | لا يوجد عزل كهربائي | لفات أولية وثانوية منفصلة |
| الحجم ومواد اللف | غالبًا ما تكون أقل عند نسب الجهد القريبة | عادةً ما تكون أعلى بالنسبة إلى kVA المماثلة |
| الكفاءة والتنظيم | غالبًا ما تكون مواتية | يعتمد على النقل الكامل للطاقة المغناطيسية |
| الأسباب الشائعة للاختيار | مطابقة الجهد بكفاءة | متطلبات العزل أو التأريض أو التحكم في الضوضاء |
يرجى تحديد جهد الدخل والتفاوت المسموح به، وجهد الخرج والتفاوت المسموح به، والتردد، والكيلو فولت أمبير (kVA)، ومعامل قدرة الحمل، وتيار التشغيل، ودورة التشغيل، وترتيب الأطوار والخط المحايد، ودرجة الحرارة المحيطة، والارتفاع عن سطح البحر، ودرجة حماية الغلاف، ونظام التبريد المفضل، والمطاريف، ووسائل الحماية، والمعايير المعمول بها. وتتطلب المحركات، والمقومات، وآلات اللحام، وغيرها من الأحمال ذات التيار الاندفاعي العالي أو الأحمال غير الخطية، مزيدًا من التفاصيل.
يمكنك الاطلاع على المجموعة الأوسع من منتجات الطاقة من شركة «جوهسون», ، تعرف على قدرات التصنيع على JOHSUN - نبذة عن الشركة, ، أو إرسال مواصفات المشروع الكاملة عبر اتصل بنا.
المنتجات ذات الصلة التالية هي محولات أحادية الطور بجهد 110/220 فولت، وليست نماذج ثلاثية الطور. وهي تقدم أمثلة مفيدة على السعات والأشكال المتاحة للمحولات المرتفعة والجهد:
لا. يؤدي اللف المشترك إلى تكوين اتصال موصل بين المدخلات والمخرجات. استخدم محول عزل مناسبًا عندما يكون الفصل الجلفاني مطلوبًا.
لا. إنه يقوم بضبط جهد التيار في مصدر ثلاثي الأطوار موجود بالفعل. أما توليد خرج ثلاثي الأطوار من مصدر أحادي الطور، فيتطلب معدات تحويل مختلفة.
لا. يتبع تردد الخرج تردد الدخل. ويتطلب تحويل التردد استخدام محول تردد أو محرك بتردد متغير مناسب للحمل.
يوفر التوصيل النجمي نقطة مشتركة ملائمة ويقلل جهد لف الطور مقارنة بجهد الخط. ولا تزال التوصيلات الأرضية، والتوافقيات، والتوازن، ومتطلبات النظام هي العوامل التي تحدد مدى ملاءمة هذا النوع من التوصيل.
قد يبدو مقدار الجهد صحيحًا، لكن المحركات المتصلة قد تدور في الاتجاه المعاكس. يجب التحقق من تسلسل الأطوار أثناء التشغيل الأولي.
اختر أحد الخيارات التالية عندما يتطلب التطبيق عزلًا كهربائيًا، أو نظامًا مشتقًا بشكل منفصل، أو أسلوبًا محددًا للتأريض، أو عزل بعض الاضطرابات.
يعمل المحول الذاتي ثلاثي الأطوار عن طريق تطبيق جهد تيار متردد ثلاثي الأطوار متباينة الأطوار على لفات ذات نقاط سحب منسقة. يحدد الحث المغناطيسي الجهد لكل لفة، بينما تقوم اللفات المشتركة بتوصيل جزء من الطاقة مباشرةً. وتحدد نقاط التوصيل المختارة ما إذا كان الجهد سيرتفع أم ينخفض. يمكن أن يكون هذا الترتيب مدمجًا وفعالًا، لكنه لا يوفر عزلًا بين المدخلات والمخرجات، لذا فإن المواصفات الصحيحة والحماية والتأريض والتركيب الاحترافي أمور أساسية.
