كيفية حساب فقدان الطاقة لمحول المعدل؟

يعد حساب فقدان الطاقة لمحول المقوم جانبًا حاسمًا لكل من الموردين والمستخدمين. كمورد لمحولات المقوم، فإن فهم هذه الحسابات يساعد في توفير منتجات عالية الجودة ودعم فني دقيق للعملاء. في هذه المدونة، سوف نتعمق في طرق حساب فقدان الطاقة لمحول مقوم.

فهم محولات المعدل

قبل أن نبدأ في حساب فقد الطاقة، من الضروري أن نفهم ما هو محول المقوم. محول المعدل هو نوع خاص من المحولات يستخدم لتحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC). يتم استخدامه على نطاق واسع في مختلف الصناعات مثل إمدادات الطاقة الكهربائية والكيميائية والكهربائية المعدنية وإمدادات طاقة الجر.

محولات المعدل لها خصائص مختلفة مقارنةمحول الطاقة الكهربائية. إنهم بحاجة إلى تحمل التيارات التوافقية الأعلى وتشوهات الجهد بسبب عملية التصحيح. وهذا يعني أن حساب فقدان الطاقة في محولات المقوم أكثر تعقيدًا من حساب المحولات العادية.

أنواع فقد القدرة في محولات المقومات

هناك نوعان رئيسيان من فقدان الطاقة في محولات المقوم: فقدان الحمل وفقدان الحمل.

لا - خسائر التحميل

لا - تحدث خسائر الحمل، المعروفة أيضًا باسم خسائر الحديد، عندما يتم تنشيط المحول ولكن لا يوجد حمل متصل بالجانب الثانوي. تنجم هذه الخسائر بشكل رئيسي عن التباطؤ والتيارات الدوامة في قلب المحول.

• فقدان التباطؤ: فقدان التباطؤ يرجع إلى المغنطة المتكررة وإزالة المغناطيسية من قلب المحول. عندما يتم تطبيق مجال مغناطيسي متناوب على القلب، فإن المجالات المغناطيسية في المادة الأساسية تغير اتجاهها. وتتطلب هذه العملية طاقة، والتي تتبدد على شكل حرارة. يمكن حساب خسارة التباطؤ باستخدام الصيغة التالية:
  [P_h = k_h و B_m^{n} V]
  حيث (P_h) هو فقدان التباطؤ، (k_h) هو ثابت التباطؤ الذي يعتمد على المادة الأساسية، (f) هو تردد التيار المتردد، (B_m) هو الحد الأقصى لكثافة التدفق المغناطيسي في القلب، (n) هو الأس Steinmetz (عادة بين 1.5 و 2.5 اعتمادًا على المادة الأساسية)، و (V) هو حجم اللب.

• إيدي الخسارة الحالية: فقدان التيار الدوامي ناتج عن التيارات المستحثة في قلب المحول. عندما يتغير التدفق المغناطيسي في القلب، فإنه يحفز التيارات المتداولة (التيارات الدوامة) في المادة الأساسية. تتدفق هذه التيارات الدوامية عبر مقاومة النواة، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة على شكل حرارة. يمكن حساب خسارة التيار الدوامي بالصيغة:
  [P_e = k_e f^{2} B_m^{2} t^{2} V]
  حيث (P_e) هو فقدان التيار الدوامي، (k_e) هو ثابت التيار الدوامي المتعلق بالمادة الأساسية ومقاومتها، (t) هو سمك الصفائح الأساسية.

إجمالي خسارة عدم التحميل (P_{no - Load}) هو مجموع خسارة التباطؤ وخسارة التيار الدوامي:
[P_{لا - تحميل}=P_h + P_e]

خسائر التحميل

تحدث خسائر الحمل، والتي تسمى أيضًا خسائر النحاس، عندما يقوم المحول بتزويد الحمل بالطاقة. ترجع هذه الخسائر بشكل أساسي إلى مقاومة ملفات المحولات. عندما يتدفق التيار عبر الملفات، هناك فقدان للطاقة وفقًا للصيغة (P = I^{2}R)، حيث (I) هو التيار المتدفق عبر الملف و (R) هي مقاومة الملف.

في المحولات المعدلة، يحتوي تيار الحمل على مكونات توافقية نتيجة لعملية التصحيح. تعمل هذه التيارات التوافقية على زيادة المقاومة الفعالة للملفات وبالتالي زيادة خسائر الحمل. يمكن حساب خسارة التحميل على النحو التالي:
[P_{تحميل}=\sum_{n = 1}^{\infty}I_n^{2}R_n]
حيث (I_n) هو (n) - التيار التوافقي و (R_n) هي مقاومة الملف عند التردد التوافقي (n) - th.

خطوات الحساب

فيما يلي الخطوات العامة لحساب فقدان الطاقة لمحول المقوم:

1. تحديد معلمات المحولات: أولاً، تحتاج إلى معرفة المعلمات الأساسية للمحول، مثل المادة الأساسية، والأبعاد الأساسية، ومقاومة اللف، والجهد والتيار المقنن. يمكن عادة الحصول على هذه المعلمات من وثائق تصميم المحولات أو المواصفات الفنية.

2. حساب لا - خسائر التحميل:

   • احسب خسارة التباطؤ وخسارة التيار الدوامي باستخدام الصيغ المذكورة أعلاه. أنت بحاجة إلى معرفة تردد مصدر الطاقة، والحد الأقصى لكثافة التدفق المغناطيسي في القلب، وحجم وسمك الصفائح الأساسية.
   • قم بتلخيص خسارة التباطؤ وخسارة التيار الدوامي للحصول على إجمالي خسارة عدم التحميل.

3. حساب خسائر التحميل:

   • تحليل شكل موجة الحمل الحالية. بالنسبة لمحولات المقوم، تيار الحمل هو شكل موجة غير جيبية. يمكنك استخدام تحليل فورييه لتحليل تيار الحمل إلى مكوناته التوافقية.
   • تحديد مقاومة اللفات عند ترددات توافقية مختلفة. قد تزداد مقاومة اللفات مع التردد بسبب تأثير الجلد وتأثير القرب.
   • احسب خسارة الحمل لكل مكون توافقي باستخدام الصيغة (P = I^{2}R) وقم بجمعها للحصول على إجمالي خسارة الحمل.

4. حساب إجمالي فقدان الطاقة:

   • أضف خسارة عدم التحميل وخسارة الحمل للحصول على إجمالي فقدان الطاقة لمحول المقوم:
     [P_{الإجمالي}=P_{لا - تحميل}+P_{تحميل}]

تأثير فقدان الطاقة

إن فقدان الطاقة في محولات المقوم له تأثيرات عديدة:

• كفاءة: فقدان الطاقة يقلل من كفاءة المحول. المحول ذو فقدان الطاقة العالي سوف يحول طاقة الإدخال الأقل إلى طاقة مخرجة مفيدة، مما يؤدي إلى استهلاك أعلى للطاقة.

• توليد الحرارة:تتبدد خسائر الطاقة كحرارة. يمكن أن يؤدي توليد الحرارة المفرط إلى إتلاف عزل ملفات المحولات وتقليل عمر المحول. لذلك، هناك حاجة إلى تدابير التبريد المناسبة لضمان التشغيل الآمن للمحول.

اعتبارات لأنواع مختلفة من محولات المعدل

هناك أنواع مختلفة من محولات المقوم، مثلوسادة - محولات التوزيع المثبتةوS11 35 كيلو فولت محول تنظيم الجهد المنخفض.

• وسادة - محولات التوزيع المثبتة: تستخدم هذه المحولات عادة في شبكات التوزيع. يجب أن تكون مصممة بحيث يكون فقدان الطاقة منخفضًا لتحسين الكفاءة العامة لنظام التوزيع. عند حساب فقد الطاقة لمحولات التوزيع المثبتة على اللوحة، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لخصائص الحمل والظروف البيئية.

• S11 محولات تنظيم الجهد المنخفض 35 كيلو فولت: تم تصميم هذه المحولات بحيث تكون ذات فقد منخفض، خاصة في ظروف الأحمال المنخفضة. يجب أن يأخذ حساب فقدان الطاقة في هذه المحولات في الاعتبار وظيفة تنظيم الجهد وميزات التصميم منخفضة الخسارة.

أهمية الحساب الدقيق للموردين

كمورد لمحولات المقوم، فإن الحساب الدقيق لفقد الطاقة له أهمية كبيرة. يساعدنا في الجوانب التالية:

• تصميم المنتج: من خلال الحساب الدقيق لفقد الطاقة، يمكننا تحسين تصميم المحول. يمكننا اختيار المادة الأساسية المناسبة، وتكوين الملف، ونظام التبريد لتقليل فقد الطاقة وتحسين كفاءة المحول.

• دعم العملاء: يمكننا تقديم بيانات فنية دقيقة وضمانات الأداء لعملائنا. عندما يكون لدى العملاء أسئلة حول استهلاك الطاقة وكفاءة المحول، يمكننا استخدام بيانات فقدان الطاقة المحسوبة للإجابة على أسئلتهم وتزويدهم بحلول موثوقة.

خاتمة

يعد حساب فقدان الطاقة لمحول المقوم مهمة معقدة ولكنها أساسية. من خلال فهم أنواع فقدان الطاقة، واتباع خطوات الحساب، والنظر في الخصائص المحددة للأنواع المختلفة من محولات المقوم، يمكننا حساب فقدان الطاقة بدقة. كمورد لمحولات المقوم، نحن ملتزمون بتوفير محولات عالية الجودة مع فقدان منخفض للطاقة. إذا كنت مهتمًا بمحولات المقوم الخاصة بنا أو كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول حسابات فقدان الطاقة، فلا تتردد في الاتصال بنا لمزيد من المناقشة والتفاوض بشأن الشراء.

مراجع

• أنظمة الطاقة الكهربائية بقلم ج. دنكان جلوفر، مولوكوتلا إس سارما، توماس ج. أوفرباي
• هندسة المحولات: التصميم والتكنولوجيا والتشخيص بقلم جورج كارادي وجورباتشان سينغ