على غرار الآلة الكهربائية ، يتم تعريف كفاءة المحول أيضًا على أنها نفس نسبة طاقة الإخراج وقوة الإدخال (الكفاءة = الإخراج / الإدخال). الأجهزة الكهربائية مثل المحولات هي أجهزة عالية الكفاءة. نحن نعلم أن هناك أنواع مختلفة من المحولات متوفر في السوق بناءً على التطبيق حيث تتراوح كفاءة الحمل الكاملة لهذه المحولات من 95٪ إلى 98.5٪. عندما يكون المحول عالي الكفاءة ، فإن المدخلات والمخرجات لها نفس القيمة تقريبًا. وبالتالي ليس من العملي حساب كفاءة المحول باستخدام الإخراج / الإدخال. لذلك ، تتناول هذه المقالة نظرة عامة على كفاءة المحول.
ما هي كفاءة المحولات؟
يمكن تعريف كفاءة المحول على أنه شدة أو مقدار فقد الطاقة داخل المحول. لذلك فإن نسبة الثانوية لف خرج الطاقة إلى مدخلات طاقة الملف الأساسي. يمكن كتابة الكفاءة على النحو التالي.
كفاءة المحولات
الكفاءة (η) = (خرج الطاقة / مدخلات الطاقة) × 100
بشكل عام ، يمكن الإشارة إلى الكفاءة باستخدام 'η'. المعادلة أعلاه مناسبة لمحول مثالي أينما لن يكون هناك خسائر المحولات وكذلك يتم نقل الطاقة الكاملة داخل الإدخال إلى الإخراج.
لذلك ، إذا تم النظر في خسائر المحولات وإذا المحولات يتم تحليل الكفاءة ضمن الحالات العملية ، ويتم النظر في المعادلة التالية بشكل أساسي.
الكفاءة = ((الطاقة O / P) / (الطاقة O / P + خسائر النحاس + الخسائر الأساسية)) × 100٪
وإلا يمكن كتابتها كـ الكفاءة = (الطاقة i / p - الخسائر) / الطاقة i / p × 100
= 1− (خسائر / أنا / ع الطاقة) × 100
لذلك ، يتم التعبير عن جميع المدخلات ، o / p ، والخسائر بشكل أساسي من حيث القوة (Watts).
قوة المحولات
عندما يتم التفكير في محول مثالي بدون خسائر ، فإن قوة المحول ستكون مستقرة لأن الجهد V يتضاعف من خلال التيار I مستقر.
لذا ، فإن القوة داخل الأساسي تعادل القوة داخل المرحلة الثانوية. إذا زاد جهد المحول ، فسيتم تقليل التيار. وبالمثل ، إذا انخفض الجهد ، فسيتم زيادة التيار بحيث يمكن الحفاظ على طاقة الخرج ثابتة. لذلك فإن القوة الأولية تساوي القوة الثانوية.
صخبرات= صثانوي
الخامسصأناصكوسϕص= V.سأناسكوسϕس
أين ∅ص& ∅سهي زوايا المرحلة الأولية والثانوية
تحديد كفاءة المحولات
بشكل عام ، كفاءة المحولات العادية عالية للغاية وتتراوح من 96٪ إلى 99٪. لذلك لا يمكن تحديد كفاءة المحول بدقة عالية عن طريق قياس المدخلات والمخرجات مباشرة. الاختلاف الرئيسي بين قراءات المدخلات والمخرجات والمدخلات للأدوات صغير جدًا لدرجة أن خطأ الأداة سيتسبب في حدوث خطأ في أوامر 15٪ ضمن خسائر المحولات.
بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الملائم والمكلف تضمين أجهزة التحميل الأساسية للتصنيفات الدقيقة للجهد وعامل الطاقة (PF) لتحميل المحول. هناك أيضًا قدر كبير من إهدار الطاقة ولا يمكن الحصول على معلومات من اختبار بخصوص عدد خسائر المحولات مثل الحديد والنحاس.
يمكن تحديد خسائر المحولات من خلال الطريقة الدقيقة التي تتمثل في حساب الخسائر من اختبارات الدائرة القصيرة والدائرة المفتوحة ، بحيث يمكن تحديد الكفاءة
من خلال اختبار الدائرة المفتوحة ، يمكن تحديد فقد الحديد مثل P1 = P0 أو Wo
من خلال اختبار الدارة القصيرة ، يمكن تحديد خسارة النحاس في الأحمال الكاملة مثل Pc = Ps أو Wc
خسارة النحاس عند الحمل x مرات الحمل الكامل = I2اثنينر02=> ساثنينجهاز كمبيوتر
كفاءة المحول (η) = V.اثنينأنااثنينكوزو / فاثنينأنااثنينCosΦ + Pi + xاثنينجهاز كمبيوتر
في المعادلة أعلاه ، يمكن أن تكون نتيجة قراءات الأداة مقصورة على الخسائر ببساطة بحيث يمكن تحقيق الكفاءة الكلية منها بشكل دقيق للغاية مقارنة بالكفاءة التي يتم تحقيقها من خلال التحميل المباشر.
شرط الكفاءة القصوى للمحول
نحن نعلم أن خسارة النحاس = I12R1
فقدان الحديد = Wi
الكفاءة = 1- الخسائر / المدخلات
= 1- (I12R1 + Wi/ V1 I1 CosΦ1)
= 1 – (I1 R1/V1 I1 CosΦ1) – (Wi/ V1 I1 CosΦ1)
ميّز المعادلة أعلاه فيما يتعلق بـ I1
dη/dI1 = 0 – (R1/V1CosΦ1) + (Wi/ V1 I12 CosΦ1)
ستكون الكفاءة عالية عند dη / dI1 = 0
لذلك ، ستكون كفاءة المحولات عالية عند
R1/V1CosΦ1 = Wi/ V1 I12 CosΦ1
I12R1/V1I12 CosΦ1 = Wi/ V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
لذلك ، ستكون كفاءة المحولات عالية بمجرد تعادل خسائر النحاس والحديد.
كفاءة طوال اليوم
كما ناقشنا أعلاه ، يمكن إعطاء الكفاءة العادية للمحول على النحو التالي
الكفاءة العادية للمحول = الإخراج (واط) / الإدخال (واط)
ومع ذلك ، في بعض أنواع المحولات ، لا يمكن أن يعتمد أداؤها على كفاءتها. على سبيل المثال ، في محولات التوزيع ، يتم تنشيط الانتخابات التمهيدية دائمًا. ومع ذلك ، فإن اللفات الثانوية الخاصة بهم ستوفر حمولة طفيفة معظم الوقت في اليوم
بمجرد أن لا يوفر المحول الثانوي أي حمل ، بعد ذلك تكون الخسائر الأساسية للمحول فقط كبيرة ولا توجد خسائر في النحاس.
تكون خسائر النحاس كبيرة فقط بمجرد تحميل المحولات. لذلك ، بالنسبة لهذه المحولات ، تكون الخسائر مثل النحاس أقل أهمية في الغالب. لذلك يمكن مقارنة أداء المحول على أساس الطاقة المستخدمة في يوم واحد.
تكون كفاءة المحول طوال اليوم أقل دائمًا مقارنة بالكفاءة العادية له.
العوامل التي تؤثر على كفاءة المحولات تشمل ما يلي
- تأثير التسخين الحالي في ملف
- الناجم عن إيدي التيار تأثير التسخين
- مغنطة قلب الحديد.
- تسرب الجريان
كيفية تحسين كفاءة المحولات؟
هناك طرق مختلفة لتحسين كفاءة المحولات مثل منطقة الحلقة ، والعزل ، ومقاومة الملفات ، واقتران التدفق.
منطقة الحلقة
عازلة
يجب أن يكون العزل بين الألواح الأساسية مثاليًا لمنع التيارات الدوامة.
مقاومة الملف الأولي والثانوي
يجب أن تكون مادة الملفات الأولية والثانوية مستقرة بحيث تكون مقاومتها الكهربائية قليلة للغاية.
اقتران الجريان
يجب أن يتم لف كلا ملفي المحول بطريقة تجعل اقتران التدفق بين الملفات في أقصى درجاته حيث يحدث نقل الطاقة من ملف إلى آخر أثناء روابط التدفق.
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بإلقاء نظرة عامة على كفاءة المحولات . المحولات هي أجهزة كهربائية ذات كفاءة عالية. لذا ، فإن معظم كفاءة المحولات ستتراوح من 95٪ إلى 98.5٪. إليك سؤال لك ، ما هي أنواع المحولات المختلفة المتوفرة في السوق؟
