المحول هو جهاز كهرومغناطيسي ثابت مصمم لتحويل (تحويل) جهد تيار متناوب عن طريق زيادته أو إنقاصه. يمكن استخدامه أيضًا لتغيير عدد المراحل وتقليل تواتر التيار المتردد.
تنتقل الطاقة الكهربائية عادة عبر مسافات طويلة بجهد أعلى بعدة مرات من مستوى الجهد المستخدم من قبل المستهلكين المحليين. يعمل استخدام المحولات على تحسين جودة عملية نقل الطاقة الكهربائية ويسمح بتقليل الخسائر التي تحدث في الشبكات.
الجهاز ومبدأ العملية
يتكون المحول هيكليًا من ملفين (أو أكثر) ونواة ، والتي تسمى أيضًا الدائرة المغناطيسية. يتم تطبيق الجهد على الجهاز على الملف الأولي ، ويتم إزالة الجهد المحول بالفعل من الملف الثانوي. ترتبط اللفات ببعضها البعض عن طريق مجال مغناطيسي متناوب ، يتم إنشاؤه في القلب بواسطة الجهد الموفر للملف الأولي.
أنواع المحولات
- قوة؛
- قياس؛
- طاقة منخفضة؛
- نبض؛
- محولات الذروة.
خسائر
يصاحب نقل الكهرباء من المرحلة الابتدائية إلى الثانوية خسائر على الدوام.
لا توجد مكونات دوارة في المحول وبالتالي لا توجد خسارة ميكانيكية. ومع ذلك ، في الوحدة ، تحدث خسائر في نحاس اللفات بسبب وجود لفات كهربائية المقاومة ، وكذلك الخسائر المغناطيسية في صلب اللب بسبب التيارات الدوامة الناتجة و انعكاس المغنطة.
لهذه الأسباب ، لا يتم نقل كل الطاقة ، ولكن يتم نقل معظمها فقط.
الكفاءة وطرق زيادتها
مثل أي محول طاقة آخر ، يحتوي المحول على معامل أداء (COP) ، والذي يميز كفاءة تشغيله.
الكفاءة هي نسبة الطاقة التي تسحبها حمولة الوحدة إلى الطاقة التي يسحبها المحول المحمل من الشبكة. أيضًا ، يمكن التعبير عن الكفاءة من حيث نسبة الطاقة المستخدمة بكفاءة إلى الطاقة المستهلكة من النظام.
نظرًا لأن المحول هو محول طاقة سلبي ، فإن كفاءته دائمًا أقل من الوحدة (η <1). هذا يعني أن الطاقة التي يستهلكها الحمل المتصل بالملف الثانوي تكون دائمًا أقل من الطاقة التي يستهلكها الجهاز المحمّل من النظام.
هناك عدد من الطرق لتحسين الكفاءة ، تهدف في المقام الأول إلى تقليل الخسائر. على سبيل المثال ، لتقليل خسائر النحاس ، من الضروري زيادة المقطع العرضي لأسلاك اللف. ويمكن تحقيق انخفاض في الخسائر بسبب انعكاس المغنطة عند استخدام الفولاذ المغناطيسي الناعم بتركيبة وبنية معينة للنواة.
لتقليل خسائر تيار الدوامة ، يجب جمع اللب المغناطيسي من قضبان فولاذية منفصلة ومعزولة عن بعضها البعض. أيضا ، يمكن استخدام السيليكون كمادة مضافة في مادة الدائرة المغناطيسية.