وصف
1. الخصائص الأساسية للمحولات الذاتية
بالمقارنة مع المحولات العادية-المحولات ذات الملف المزدوج (محولات العزل)، يكمن الاختلاف الأساسي بين المحولات الذاتية في توصيل الدائرة:
- المحول العادي: يتم عزل الملفات الأولية والثانوية كهربائياً بشكل كامل، ويتم نقل الطاقة من خلال الاقتران المغناطيسي.
- المحول الذاتي: يتم توصيل الملفين الأولي والثانوي كهربائيًا، حيث يتم نقل جزء من الطاقة من خلال الاقتران المغناطيسي وجزء آخر يتم توصيله مباشرة عبر الدائرة.
المزايا:
تكلفة منخفضة، حجم صغير، كفاءة عالية: بالنسبة لنفس السعة، يستخدم المحول الذاتي كمية أقل من الأسلاك النحاسية وصفائح السيليكون الفولاذية، مما يوفر المواد، ويجعلها أخف وزنًا، ويحقق كفاءة أعلى بشكل عام.
تنظيم أفضل للجهد: نظرًا للممانعة المنخفضة، تكون تقلبات الجهد مع تغيرات الحمل أصغر.
العيوب:
عدم وجود عزل كهربائي: هذا هو أكبر خطر على السلامة. نظرًا لأن الإدخال والإخراج متصلان مباشرة في الدائرة، إذا تم توصيل الطرف المشترك بشكل غير صحيح، فقد يحمل الخرج جهدًا عاليًا من جانب الإدخال، وهو أمر خطير للغاية.
ارتفاع تيار الدائرة القصيرة-: تؤدي المعاوقة المنخفضة إلى ارتفاع تيار العطل في حالة حدوث دائرة قصر.
تأثير كبير من أخطاء اللف: إذا فشل الجزء المشترك من اللف، فسوف يؤثر ذلك على كل من الدوائر الأولية والثانوية في وقت واحد.
2. أنواع المحولات الذاتية
(1) التصنيف حسب الوظيفة والتطبيق (الأكثر شيوعًا)
هذه هي طريقة التصنيف الأكثر عملية، والتي ترتبط مباشرة باستخدامها.
الجهد الكهربي-بادئ التشغيل المخفض (بادئ المحول التلقائي)
الوصف: يعد هذا واحدًا من أكثر أجهزة التشغيل الكلاسيكية للمحركات غير المتزامنة ذات التيار المتردد ذات الثلاث-طور. إنه يطبق جهدًا مخفضًا على ملف الجزء الثابت للمحرك أثناء بدء التشغيل من خلال محول ذاتي لتقليل تيار البدء (عادةً يمكن تقليله إلى 1/4 إلى 1/3 من تيار بدء الجهد الكامل-). عندما تقترب سرعة المحرك من السرعة المقدرة، يقوم المفتاح بتغييرها إلى تشغيل الجهد الكامل-.
الميزات: عادةً ما يحتوي على صنابير جهد متعددة (مثل 65%، 80% صنابير) للاختيار من بينها لتحقيق التوازن بين عزم الدوران وبدء التشغيل الحالي.
منظم الجهد (محول ذاتي قابل للتعديل)
الوصف: هذا عبارة عن محول ذاتي-أحادي الطور أو ثلاثي الطور-مع ملف ثانوي يحتوي على جهة اتصال منزلقة (فرشاة كربون) يتم تشغيلها بواسطة عجلة يدوية أو محرك مؤازر. من خلال تدوير العجلة اليدوية، يمكن تعديل جهد الخرج بسلاسة وبشكل مستمر. شائع جدًا في المختبرات.
الميزات: يمكن تعديل جهد الخرج من 0 فولت إلى أعلى قليلاً من جهد الإدخال (على سبيل المثال، 0-250 فولت أو 0-430 فولت).
الأشكال الشائعة: اللب الدائري (للطاقة الصغيرة) أو اللب المربع (للطاقة الأكبر).
محول الطاقة التلقائي
الوصف: يُستخدم في أنظمة الطاقة ذات الجهد العالي- لتوصيل الشبكات ذات مستويات الجهد المتشابهة، مثل توصيل شبكات 110 كيلو فولت و220 كيلو فولت، أو شبكات 220 كيلو فولت و500 كيلو فولت.
الميزات: قدرة عالية للغاية (تصل إلى مئات الآلاف من كيلو فولت أمبير)، وهو جهاز رئيسي في نظام الطاقة. نسبة التحول الخاصة به عادة ما تكون قريبة من 1:2، مما يوفر مزايا اقتصادية كبيرة في هذا التطبيق.
محول الجر AC
الوصف: يستخدم في السكك الحديدية المكهربة (على سبيل المثال، السكك الحديدية عالية السرعة-). يتصل أحد الملفين بالخط العلوي (الجهد العالي)، والآخر يتصل بالمسار والأرض، مما يوفر مستويات جهد مختلفة للقاطرة.
(2) التصنيف حسب المرحلة
محول ذاتي-أحادي الطور: يُستخدم في حالات إمداد الطاقة-أحادي الطور، مثل منظمات جهد المختبرات، والمثبتات المنزلية، وما إلى ذلك.
محول ذاتي-ثلاثي الطور: يُستخدم في أنظمة إمداد الطاقة ذات الطور-ثلاثية الطور. يمكن أن تكون عبارة عن ثلاثة-محولات أحادية الطور مدمجة أو بنية أساسية فردية ثلاثية الطور-. تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة وبدء تشغيل المحركات الصناعية.
(3) التصنيف حسب هيكل اللف
-محول ذاتي ملفوف فردي: النوع الأكثر شيوعًا، مع ملف واحد فقط يحتوي على نقرات.
محول ذاتي ملف مزدوج-: يعتمد أساسًا على محول ملف مزدوج عادي-، مع توصيل ملفات أولية وثانوية على التوالي، مما يتيح تحويلات جهد محددة وطرق التأريض. يشيع استخدامها في أنظمة الطاقة.
(4) التصنيف حسب طريقة التبريد
جاف-نوع المحول الذاتي: يتم تبريده بالهواء، ويستخدم بشكل شائع في الداخل أو في المختبرات أو حيثما تكون الوقاية من الحرائق مطلوبة.
الزيت-المحول الذاتي المغمور: يتم غمر اللفات في الزيت العازل، الذي يوفر التبريد والعزل. قدرة عالية، تستخدم بشكل رئيسي في أنظمة الطاقة الخارجية.
3. تطبيقات المحولات الذاتية
(1) المجال الصناعي:
- بدء تقليل جهد المحرك: يستخدم لبدء تشغيل المراوح الكبيرة والمضخات والضواغط وما إلى ذلك، لتجنب التسبب في التأثير المفرط على شبكة الطاقة. يعد هذا أحد تطبيقاته الأكثر كلاسيكية والأكثر استخدامًا.
- تنظيم الجهد: يُستخدم في ورش المصانع لضبط جهد تشغيل المعدات محليًا، مما يضمن تشغيل الأجهزة بالجهد الأمثل.
(2) نظام الطاقة:
- التوصيل البيني للشبكة: يعمل كمحول ربط، حيث يربط شبكتي نقل بمستويات جهد مماثلة (مثل 132 كيلو فولت/275 كيلو فولت) لنقل وتوزيع الطاقة بكفاءة.
- تأريض النظام: يوفر مسار تأريض بنقطة محايدة.
(3) مجال المختبر والاختبار:
- مصدر طاقة التيار المتردد القابل للتعديل: يوفر جهدًا قابلاً للتعديل بشكل مستمر للدوائر التجريبية، وهو جهاز قياسي في مختبرات الإلكترونيات والكهرباء.
- اختبار المعدات: يستخدم لاختبار العزل الكهربائي للمعدات الكهربائية أو اختبار الأداء عند الفولتية المختلفة.
(4) المجال المنزلي والتجاري:
- مثبت جهد التيار المتردد: تستخدم العديد من المثبتات المنزلية محولات ذاتية بالداخل (عادةً ما يتم النقر عليها وتبديلها تلقائيًا عبر مرحل) للتعامل مع جهد التيار الكهربائي غير المستقر.
- معدات الصوت: تُستخدم لمطابقة الجهد الكهربي في بعض أنظمة الصوت المتطورة.
(5) النقل بالسكك الحديدية:
نظام إمداد الطاقة بالسكك الحديدية المكهرب: يوفر قوة الجر المطلوبة للقطارات عالية السرعة-.
