A محول كهربائي ثلاثي الأطوار للسيارات يغير جهد مصدر التيار المتردد ثلاثي الأطوار مع الحفاظ على التوصيل الكهربائي بين الأطوار الثلاثة جميعها من خلال لفات مشتركة. وتتمثل وظيفته الرئيسية في رفع الجهد أو خفضه بكفاءة عندما لا يكون العزل الجلفاني مطلوبًا. ونظرًا لأن جزءًا من كل ملف مشترك بين كل من المدخلات والمخرجات، فإن هذا التصميم يمكن أن يستخدم كمية أقل من النحاس ومواد القلب مقارنةً بمحول مماثل ذي ملفين، خاصةً عندما تكون جهدات المدخلات والمخرجات قريبة نسبيًا.
تُستخدم المحولات الذاتية ثلاثية الأطوار في مطابقة الجهد الصناعي، وتشغيل المحركات، وتصحيح الجهد، واختبار المعدات، وتوزيع الطاقة. يشرح هذا الدليل مبدأ عملها، وبنيتها، ورمزها، ومبدأ توصيلها، ومزاياها، وقيودها، والمعلومات التي يجب على المشتري تقديمها قبل اختيار الوحدة.
تتمثل الوظيفة الأساسية للمحول الذاتي ثلاثي الأطوار في تحويل مستوى جهد تيار متردد ثلاثي الأطوار إلى مستوى آخر دون تغيير تردد الإمداد. واعتمادًا على نقاط التوصيل في لفاته وترتيب أطرافه، يمكن أن يعمل كجهاز لرفع الجهد أو لخفضه.
تشمل الوظائف الشائعة ما يلي:
لا يقوم المحول الذاتي ثلاثي الأطوار بتوليد طاقة ثلاثية الأطوار من مصدر أحادي الطور، كما أنه لا يغير التردد. وعادةً لا يعزل الحمل عن مصدر الإمداد. منتجات JOHSUN الصفحة الرئيسية يقدم نظرة عامة على مجموعات منتجات المحولات وتحويل الجهد المخصصة لمختلف التطبيقات.
يعتمد مبدأ التشغيل على الحث الكهرومغناطيسي مقترناً باتصال توصيلي مباشر عبر الملف المشترك. وتحتوي كل مرحلة على ملف به مخرج واحد أو أكثر. ويتم توصيل المدخلات عبر جزء من الملف، بينما يتم توصيل الحمل عبر جزء آخر.
للحصول على ملف مثالي، تتناسب نسبة الجهد مع نسبة عدد اللفات. فإذا كان المخرج يستخدم عددًا أقل من اللفات الفعالة مقارنةً بالمدخل، ينخفض الجهد. أما إذا كان يستخدم عددًا أكبر من اللفات، فيزداد الجهد. وفي الأجهزة العملية، يجب أيضًا مراعاة خسائر الملف، وارتفاع درجة الحرارة، والتنظيم، ومعامل قدرة الحمل، والتيار المسموح به.
هام: يتم توصيل مدخل ومخرج المحول الذاتي كهربائيًا. ولا يجوز اعتبار الجهد المنخفض في المخرج آمنًا عند اللمس أو معزولًا عن مصدر التيار.
إن تصنيع محول ذاتي ثلاثي الأطوار تتبع المعدات عمومًا أحد نهجيْن: مجموعة مكونة من ثلاثة محولات ذاتية أحادية الطور، أو وحدة ثلاثية الطور متكاملة واحدة. ويوفر كلا النهجيْن وظيفة لف واحد للمحول الذاتي لكل طور.
يمكن توصيل ثلاث وحدات أحادية الطور لتشكيل مجموعة ثلاثية الطور. ويمكن لهذا الترتيب أن يُسهّل عمليات النقل والصيانة واستبدال الوحدات الاحتياطية. كما أنه قد يوفر مرونة في التركيب للمشاريع ذات السعة العالية، على الرغم من أنه يتطلب عادةً المزيد من الوصلات البينية والمساحة الأرضية.
يعتمد التصميم المتكامل على وضع اللفات ثلاثية الطور على قلب مغناطيسي مصفح مشترك داخل غلاف واحد. ويمكن أن يكون هذا التصميم أكثر إحكاما واقتصادية، مع عدد أقل من التوصيلات الخارجية. ويتم اختيار القلب، وموصلات اللفات، ونظام العزل، والأطراف الكهربائية، ومسار التبريد، والغلاف، والمنافذ، وأجهزة الحماية، وفئة درجة الحرارة وفقًا للقوة المطلوبة بالكيلو فولت أمبير (kVA) وظروف التشغيل المطلوبة.
| عنصر البناء | الوظيفة | التحقق من هوية المشتري |
|---|---|---|
| نواة مغناطيسية مغلفة | يوفر مسارًا خاضعًا للتحكم للتدفق المغناطيسي ثلاثي الأطوار | نوع اللب، والضوضاء، والخسائر، وارتفاع درجة الحرارة |
| الملفات المشتركة | تُستخدم كأقسام مشتركة ومتسلسلة لتحويل الجهد الكهربائي | مادة الموصل، وفئة العزل، والقدرة الحالية المسموح بها |
| منافذ الجهد الكهربائي | اضبط نسبة الإدخال إلى الإخراج أو قم بإجراء التعديل | نطاق النقرات، وحجم الخطوة، وما إذا كانت النقرات خارج الدائرة |
| المحطات | قم بتوصيل مصدر التيار، والحمل، والسلك المحايد (إن وجد)، والتأريض الوقائي | العلامات، وتسلسل المراحل، وحجم العروات، وحماية الوصول |
| التبريد والغلاف | يتحكم في درجة الحرارة ويحمي الأجزاء الداخلية | الاستخدام الداخلي/الخارجي، تصنيف IP، تدفق الهواء، والحدود البيئية |
A رمز المحول التلقائي ثلاثي الأطوار يُظهر هذا الرسم ثلاثة مسارات لف للمحول الذاتي أو تمثيلاً مبسطاً ثلاثي الأطوار. وعلى عكس رمز محول العزل، تظهر توصيلات الدخل والخروج على نفس اللفّة بدلاً من أن تكون على ملفين منفصلين.
في الرسومات، ابحث عن التفاصيل التالية:
قد يمثل الرسم التخطيطي أحادي الخط جميع المراحل الثلاث بخط واحد، في حين يُظهر الرسم التخطيطي أو رسم التوصيلات كل موصل ومرسوم. لا تستنتج أبدًا الترتيب المادي للمرسومات من الرمز العام وحده؛ بل استخدم اللوحة التعريفية الخاصة بالشركة المصنعة ورسم التوصيلات الخاص بالطراز.
A مخطط توصيل المحول التلقائي ثلاثي الأطوار يحدد الخطوط الثلاثة الواردة، ومنافذ الخرج المقابلة لها، وأي نقطة محايدة، والتأريض الوقائي، ووصلات المنافذ، والأجهزة الوقائية. تختلف الأسماء الدقيقة للأطراف وفقًا للشركة المصنعة والطراز، لذا فإن المخطط المرفق مع الجهاز هو الوثيقة المرجعية.
يمكن وصف الترتيب المفاهيمي المبسط للربط على شكل حرف «Y» على النحو التالي:
إمداد ثلاثي الأطوار، محول ذاتي، حمل ثلاثي الأطوار
L1 ------------------------------- ملف/مخرج الطور A ---------------- T1
L2 ------------------------------- ملف/مخرج الطور ب ---------------- T2
L3 ------------------------------- ملف/مخرج الطور C ---------------- T3
نقطة النجمة المشتركة ---------------- N، إن وجدت
التأريض الوقائي -------------------- الغلاف المعدني ----------------- PEهذا مفهوم توضيحي، وليس مخططًا للتركيب. قبل تزويد الوحدة بالطاقة، يجب على فني كهربائي مؤهل التحقق من الجهد المذكور على اللوحة التعريفية، وتسلسل الأطوار، ووصلات التوزيع، وترتيب السلك المحايد، وطريقة التأريض، والحماية من التيار الزائد، وحجم الموصلات، وقيم عزم الدوران، ومقاومة العزل.
هناك ثلاثة أخطاء شائعة في توصيل الأسلاك، وهي: عكس أطراف الدخل والخروج المقصودة دون الحصول على موافقة، وافتراض أن كل نقطة نجمية يمكن استخدامها كسلك محايد، والخلط بين التأريض الوقائي وسلك المحايد للدائرة. وقد تؤدي الوصلات الفرعية غير الصحيحة إلى تعريض المعدات لجهد كهربائي غير صحيح أو التسبب في تيار مفرط في الملفات.
A محول رفع الجهد وخفض الجهد يتم تعريفه من خلال العلاقة بين الجهد المطبق عليه وجهد الخرج. في المحول الذاتي، قد يدعم نفس الملف في بعض الأحيان كلا الاتجاهين، ولكن لا يجب أبدًا افتراض قابلية العكس دون الحصول على تأكيد كتابي من الشركة المصنعة.
| وضع التشغيل | العلاقة بين الجهد | الاستخدام النموذجي للتيار ثلاثي الأطوار |
|---|---|---|
| مخفض الجهد | جهد الخرج أقل من جهد الدخل | تزويد المعدات الصناعية ذات الجهد المنخفض بالطاقة من شبكة توزيع المحطة ذات الجهد الأعلى |
| التدرج | جهد الخرج أعلى من جهد الدخل | مطابقة مصدر طاقة ذي جهد كهربائي منخفض مع آلات متوافقة ذات جهد كهربائي أعلى |
| تصحيح التضخيم/التقليل | يختلف الناتج عن المدخلات بنسبة مئوية صغيرة نسبيًا | تصحيح التباين الطفيف في الجهد بين الموقع والمعدات |
بالنسبة لعمليات التحويل ذات النسب الصغيرة، يمكن أن تكون طريقة استخدام المحول الذاتي فعالة بشكل خاص من حيث توفير المواد. أما بالنسبة للنسب الكبيرة، أو في حالات الحاجة إلى تأريض خاص، أو الأحمال الحساسة، أو أي تطبيق يتطلب عزلًا كهربائيًا، فقد يكون المحول العازل ذو الملفين هو الخيار الهندسي الأفضل.
| الميزة | محول ذاتي ثلاثي الأطوار | محول عزل ثلاثي الأطوار |
|---|---|---|
| علاقة متشابكة | أقسام لفائف المدخلات والمخرجات المشتركة | الملفات الأولية والثانوية منفصلة |
| العزل الجلفاني | لا يوجد | نعم، شريطة أن يتم تصميمها وتركيبها بشكل صحيح |
| الأحجام النموذجية والمواد المستخدمة | غالبًا ما تكون أقل عند نسبة جهد قريبة | عادةً ما تكون أعلى بالنسبة لنفس القيمة من kVA |
| مرونة التوصيل بالأرض | مقيدة بعلاقة التوصيل بين المدخلات والمخرجات | يمكن إنشاء نظام ثانوي مستقل حيثما يُسمح بذلك |
| الخيار الأنسب | مطابقة الجهد بكفاءة دون عزل | العزل، والتحكم في التأريض، والفصل الكهربائي |
نوع الحمل مهم. فالمحركات تتسم بوجود تيار اندفاعي، في حين أن محركات التردد المتغير (VFD) والمقومات وأنظمة إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) والأحمال غير الخطية الأخرى قد تتسبب في حدوث تداخلات ترددية وتسخين إضافي. وينبغي أخذ هذه الخصائص في الاعتبار عند تحديد الحجم المناسب، بدلاً من الاعتماد فقط على القيمة الاسمية للمعدات بالكيلوواط.
عادةً ما تُحدد سعة المحولات ثلاثية الأطوار بوحدة كيلو فولت أمبير (kVA). ومن الحسابات الأولية الشائعة ما يلي:
kVA = 1.732 × جهد الخط × تيار الخط ÷ 1000
يُعد هذا الحساب مجرد نقطة انطلاق. ويجب أن يأخذ التصنيف النهائي في الاعتبار التيار المستمر، والتيار الابتدائي، ومعامل قدرة الحمل، والتوافقيات، ودرجة الحرارة المحيطة، والارتفاع عن سطح البحر، والتهوية، ودورة التشغيل، وهامش الأمان المطبق.
الجمهور القياسي لشركة «جوهسون» فئة محولات رفع الجهد وخفض الجهد يعرض بشكل أساسي منتجات الكتالوج أحادية الطور. ومن الأمثلة على ذلك: سلسلة STU من 100 فولت أمبير إلى 3 كيلو فولت أمبير, سلسلة STU 100 فولت أمبير – 5 كيلو فولت أمبير, سلسلة TC/THG من 100 فولت أمبير إلى 10 كيلو فولت أمبير, و محول الجهد DT 10 كيلو فولت أمبير. هذه الروابط مفيدة لمقارنة العرض القياسي للمنتج وخياراته؛ ولا ينبغي تفسيرها على أنها مواصفات لنماذج ثلاثية الأطوار.
بالنسبة للوحدة ثلاثية الطور المصممة خصيصًا لهذا الغرض، استخدم منتجات JOHSUN خدمات ODM/OEM لمناقشة المواصفات الكهربائية والميكانيكية الكاملة. تتوفر معلومات أساسية عن الشركة ونطاق التصنيع على الموقع صفحة «نبذة عنا» على موقع JOHSUN.
يُعد المحول التلقائي ثلاثي الأطوار حلاً فعالاً لتحويل الجهد عندما يكون كل من المصدر والحمل ثلاثي الأطوار، وعندما تكون نسبة الجهد المطلوبة مناسبة، ولا تكون هناك حاجة إلى العزل الجلفاني. ويمكن أن يؤدي تصميمه القائم على اللفات المشتركة إلى تقليل الحجم واستهلاك المواد، لكن هذا التصميم نفسه يشكل القيد الأهم: حيث يظل الحمل متصلاً كهربائياً بمصدر الإمداد.
اختر الوحدة بناءً على متطلبات النظام الكاملة، لا على الجهد الكهربائي وحده. فالتحديد الصحيح للقدرة بالكيلو فولت أمبير (kVA)، وسلوك الحمل، واحتياجات السلك المحايد والتأريض، والمنافذ، والغلاف، والتبريد، والحماية، ووثائق التركيب، كلها عوامل أساسية لتحقيق نتيجة آمنة وموثوقة.
لا. فمدخلاته ومخرجاته تشتركان في أجزاء من اللفات الموصلة. اختر محولًا مناسبًا ذي لفتين إذا كان النظام يتطلب عزلًا كهربائيًا.
يمكن لبعض التصميمات أن تعمل في أي من الاتجاهين، ولكن يجب التأكد من الأطراف المسموح بها، والمنافذ، والتيار، وترتيبات التأريض، وتنظيم الجهد، وذلك وفقًا للطراز المحدد.
لا. فالمحول يغير الجهد الكهربائي ولكنه لا يولد الأطوار المفقودة. ولتحقيق هذه الوظيفة، يلزم استخدام محول أطوار أو محرك مصمم هندسيًا بشكل سليم.
يتم نقل جزء من الطاقة بطريقة توصيلية عبر الملف المشترك، مما يقلل من كمية مادة الملف اللازمة للجزء الذي يتم تحويله. وتكون الفائدة في أقصى درجاتها عندما تكون جهدي الدخل والخروج متقاربين.
يُظهر هذا الرسم ثلاثة مسارات ملفوفة مشتركة أو تمثيلاً مبسطاً للمحول الذاتي ثلاثي الأطوار، إلى جانب نقاط التوصيل ومعلومات التوصيل. ولا يحل الرمز العام محل مخطط التوصيلات الخاص بالنموذج.
يرجى تقديم بيانات الجهد الكهربائي للدخل/الخرج، والطور، والتردد، والكيفا (kVA) أو التيار، ونوع الحمل، ومتطلبات السلك المحايد، ونطاق التوصيلات الفرعية، ودورة التشغيل، والغلاف، والبيئة، والمعايير، وكمية الطلب من خلال صفحة الاتصال بشركة JOHSUN.
