المحول أحادي الطور هو جهاز كهربائي يقبل طاقة التيار المتردد أحادية الطور والمخرجات أحادية الطور AC. يستخدم هذا في توزيع الطاقة في المناطق غير الحضرية حيث أن الطلب الإجمالي والتكاليف المتضمنة أقل من محول التوزيع ثلاثي الطور. يتم استخدامها كمحول تنحي لخفض الجهد المنزلي إلى قيمة مناسبة دون تغيير في التردد. لهذا السبب ، يتم استخدامه بشكل شائع قوة إلكترونية الأجهزة في المساكن. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على محول أحادي الطور.
ما هو محول أحادي الطور؟
تعريف: إلى محول هو جهاز يحول الطاقة المغناطيسية إلى طاقة كهربائية. ويتكون من ملفين كهربائيين يطلق عليهما ملف أولي وملف ثانوي. الابتدائي لف من المحول يستقبل الطاقة ، بينما اللف الثانوي يسلم الطاقة. تُستخدم دائرة حديد مغناطيسية تسمى 'النواة' بشكل شائع للالتفاف حول هذه الملفات. على الرغم من أن هذين الملفين معزولان كهربائيًا ، إلا أنهما مرتبطان مغناطيسيًا.
عندما يمر تيار كهربائي من خلال المحول الابتدائي ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي ، والذي يحفز الجهد عبر ثانوي للمحول. بناءً على نوع التطبيق ، يتم استخدام المحول أحادي الطور إما لزيادة أو خفض الجهد عند الخرج. هذا المحول عادة ما يكون محول الطاقة بكفاءة عالية وخسائر منخفضة. يظهر الرسم التخطيطي للمحول أحادي الطور أدناه.
محول أحادي الطور
مبدأ المحولات أحادية الطور
يعمل المحول أحادي الطور على مبدأ قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي . عادةً ما يكون الحث المتبادل بين اللفات الأولية والثانوية مسؤولاً عن تشغيل المحول في المحول الكهربائي.
عمل محول أحادي الطور
المحول هو جهاز ثابت ينقل الطاقة الكهربائية في دائرة واحدة إلى دائرة أخرى من نفس التردد. يتكون من اللفات الأولية والثانوية. يعمل هذا المحول على مبدأ الحث المتبادل.
عندما يتم توصيل المحول الأساسي بمصدر تيار متردد ، يتدفق التيار في الملف ويتراكم المجال المغناطيسي. تُعرف هذه الحالة باسم الحث المتبادل ويكون تدفق التيار وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. مع زيادة التيار من الصفر إلى قيمته القصوى ، يقوى المجال المغناطيسي ويعطى بواسطة dɸ / dt.
يشكل هذا المغناطيس الكهربي خطوط القوة المغناطيسية ويتوسع إلى الخارج من الملف ويشكل مسارًا من التدفق المغناطيسي. يتم ربط المنعطفات في كلا الملفين بواسطة هذا التدفق المغناطيسي. تعتمد قوة المجال المغناطيسي المتولد في القلب على عدد الدورات في الملف وكمية التيار. يتناسب التدفق المغناطيسي والتيار بشكل مباشر مع بعضهما البعض.
عمل محول أحادي الطور
المصدر: ويكيميديا
عندما تتدفق الخطوط المغناطيسية للتدفق حول اللب ، فإنها تمر عبر الملف الثانوي ، محفزًا الجهد عبره. يستخدم قانون فاراداي لتحديد الفولتية المستحثة عبر الملف الثانوي ويعطى بواسطة:
N. dɸ / dt
أين،
'N' هو عدد لفات الملف
التردد هو نفسه في اللفات الأولية والثانوية.
وبالتالي ، يمكننا القول أن الجهد المستحث هو نفسه في كلا الملفين حيث يربط نفس التدفق المغناطيسي كلا الملفين معًا. أيضًا ، يتناسب إجمالي الجهد المستحث بشكل مباشر مع عدد الدورات في الملف.
دعنا نفترض أن اللفات الأولية والثانوية للمحول لها دور واحد على كل منهما. بافتراض عدم وجود خسائر ، يتدفق التيار عبر الملف لإنتاج تدفق مغناطيسي وتحفيز جهد فولت واحد عبر الثانوي.
بسبب إمداد التيار المتردد ، يختلف التدفق المغناطيسي جيبيًا ويعطى بواسطة ،
ɸ = ɸالأعلىبدون ωt
يتم إعطاء العلاقة بين emf المستحث ، E في لفات الملف من N المنعطفات بواسطة ،
E = N (d∅) / dt
E = N * ω * ɸالأعلىcostφ
إيماكس = Nωɸالأعلى
Erms = Nω / √2 * ɸالأعلى= 2π / √2 * f * N * ɸالأعلى
Erms = 4.44 fNɸالأعلى
أين،
'f' هو التردد بالهرتز ، معطى بواسطة ω / 2π.
'N' هو عدد لفات الملف
'ɸ' هو مقدار التدفق في ويبرز
المعادلة أعلاه هي معادلة محول EMF. بالنسبة لـ emf من اللف الأساسي للمحول E ، سيكون N هو عدد الدورات الأولية (NP) ، بينما بالنسبة لـ emf ، E لملف ثانوي للمحول ، سيكون عدد الدورات ، N (NS).
بناء محولات أحادية الطور
يتم لف كل محول بسيط أحادي الطور بشكل أسطواني على طرف حديدي ناعم بشكل منفصل لتوفير دائرة مغناطيسية ضرورية ، والتي يشار إليها عادةً باسم 'قلب المحول'. يوفر مسارًا لتدفق المجال المغناطيسي للحث على الجهد بين لفتين.
كما هو موضح في الشكل أعلاه ، فإن الملفين ليسا قريبين بدرجة كافية للحصول على اقتران مغناطيسي فعال. وبالتالي ، فإن تقارب الدائرة المغناطيسية وزيادتها بالقرب من الملفات يمكن أن يعزز الاقتران المغناطيسي بين اللفات الأولية والثانوية. يجب استخدام شرائح فولاذية رقيقة لمنع فقد الطاقة من القلب.
بناءً على كيفية لف اللفات حول النواة المركزية المصقولة بالفولاذ ، ينقسم بناء المحول إلى نوعين
محولات من النوع الأساسي
في هذا النوع من البناء ، يتم لف نصف اللفات فقط بشكل أسطواني حول كل ساق من المحولات لتعزيز الاقتران المغناطيسي كما هو موضح في الشكل أدناه. يضمن هذا النوع من البناء أن خطوط القوة المغناطيسية تتدفق عبر كلا الملفين في وقت واحد. العيب الرئيسي للمحول من النوع الأساسي هو تدفق التسرب الذي يحدث بسبب تدفق نسبة صغيرة من خطوط القوة المغناطيسية خارج القلب.
محول من النوع الأساسي
محولات من نوع شل
في هذا النوع من بناء المحولات ، يتم وضع اللفات الأولية والثانوية بشكل أسطواني على الطرف المركزي مما يؤدي إلى ضعف مساحة المقطع العرضي مقارنة بالأطراف الخارجية. يوجد مساران مغنطيسيان مغلقان في هذا النوع من البناء والطرف الخارجي له تدفق مغناطيسي ɸ / 2 يتدفق. يتغلب المحول من النوع الصدفي على تدفق التسرب ويقلل من الخسائر الأساسية ويزيد من الكفاءة.
محولات أحادية الطور
التطبيقات
تطبيقات محول أحادي الطور مذكورة أدناه.
- لتنحي إشارات المسافات الطويلة لدعم كل من الأجهزة الإلكترونية السكنية والتجارية الخفيفة
- في أجهزة التلفزيون لتنظيم الجهد
- لزيادة الطاقة في محولات المنزل
- لتزويد الطاقة للمناطق غير الحضرية
- لعزل دائرتين كهربائيا حيث يتم وضع أولية وثانوية بعيدا عن بعضهما البعض
أسئلة وأجوبة
1). ماذا تعني المرحلة الواحدة؟
نظام أو دائرة أحادية الطور تولد أو تستخدم جهدًا متناوبًا واحدًا
2). هل تستخدم المنازل توريد أحادي الطور؟
بشكل عام ، يتم تزويد المنازل بإمدادات أحادية الطور
3). على أي مبادئ يعمل المحول أحادي الطور؟
قانون فاراداي الحث الكهرومغناطيسي والحث المتبادل
4). ما هو المحول 'نسبة الدوران'؟
NP / NS = VP / VS = n = نسبة الدوران
5). أعطِ استخدامين لمحول أحادي الطور
- في أجهزة التلفزيون لتنظيم الجهد
- لزيادة الطاقة في محولات المنزل
وبالتالي ، فإن المحول أحادي الطور مناسب للأجهزة الكهربائية الخفيفة. إنه أقل تكلفة ويفضل بشدة توفير الطاقة للمناطق غير الحضرية. تؤكد هذه المقالة مبدأ عمل المحولات وبناء وتطبيقات محول أحادي الطور. يمكن للقارئ التعرف بشكل متعمق على المحولات أحادية الطور من هذه المقالة.
