المحولات الكهربائية وانواعها ومكوناتها

كتابة روان صلاح آخر تحديث: 01 أكتوبر 2020 , 07:35

المحول الكهربائي هو جهاز يتكون من ملفين من الأسلاك المنفصلة والتي يتم لفها حول قضبان حديدية بمسافة ليست كبيرة، ولكل ملف اسم، حيث إن الملف الإبتدائي هو الطرف المتعلق بالمحول الكهربي، بينما الملف الثانوي هو الطرف المتعلق بالحمل، كما أنه له مجموعة من الاستخدامات منها نقل الكهرباء إلى أماكن تبعد عن المولد الرئيسي لها، خفض التيار للحماية عند وجود تيارات كهربية عالية، وأيضًا يتم استعمالها بغرض العزل الكهربي.

المحولات الكهربائية

المبدأ الذي يعمل عليه المحول الكهربي هو أمر في غاية البساطة، فهو جهاز يقوم بنقل الطاقة الكهربية من دائرة إلى أخرى، تبعًا لمبادئ الحث الكهرومغناطيسي، وفي الغالب حينما يتم نقل طاقة الكهرباء يحدث مع تغيير التيار والجهد، كما أن المحولات إما أن تقوم بزيادة التيار أو تكون عبارة عن جهاز توفير الكهرباء عندما يكون استهلاك التيار عالي، وكذلك لهذه المحولات مجموعة من الاستخدامات المتنوعة مثل المحولات الصغيرة التي يتم من خلالها شحن أجهزة مثل كاميرا الفيديو، وبالرغم من الانواع المختلفة إلا أن الغرض الرئيسي منها يظل تحويل الطاقة الكهربائية لأنواع متنوعة. [1]

افضل أنواع المحولات الكهربائية

هناك الكثير من أنواع المحولات الكهربائية المتنوعة من حيث استخداماتها وتركيبها، ولكن يجب على من يبحث عن نوع أن يحدد مجال الاستخدام حتى يحصل على نوع يوفر الكهرباء، حيث إنه في بعض الأحيان يتم الاستعانة به كواحد من اهداف ترشيد استهلاك الكهرباء، وفي الآتي أفضل أنواع المحولات الكهربائية: [1]

محول الطاقة

يعتبر أساس استخدام محول الطاقة هو ربطها من خط الإمداد بنظام الدائرة، أو بأحد مكونات النظام، وفي حالة الدوائر الصلبة يسمى محول المعدل، وكذلك يتم تصنيفه على أساس الحد الأقصى للجهد الثانوي، وأيضًا قدرة توصيل التيار الكهربي.

محول ذاتي

ذلك النوع هو خاص من محولات الكهرباء، فهو يتكون من ملف واحد، كما يتم الضغط عليه من اتجاه واحد، حتى يقوم بوظيفة تنحي أو تصعيد، لذا يختلف عن المحولات العادية التي تتكون من ملفين، والتي يكون فيها المحولات الأولية والثانوية منفصلة بشكل تام عن بعضها ولا يربطها سوى نواة مشتركة، في حين أن لفات المحول الذاتي مرتبطة ببعضها مغناطيسيًا وكهربائيًا، وفي بداية الأمر يكون أرخص من المحولات التقليدية وتمتلك كفاءة أعلى، ولكن يعد من المحولات الغير آمنة عند استخدامه في دوائر توزيع عادية، ويرجع السبب في ذلك إلى أن الدوائر الأولية التي تعطي جهد عالي مرتبطة بالدائرة الثانوية التي تعطي جهد منخفض.

محول العزل

هذا المحول يعتبر فريد من نوعه، حيث إنه يمتلك نسبة دوران 1:1، لذا فإنه لا يحرك الجهد لأعلى أو أسفل، فهو يعد جهاز أمان، كما يُستعمل بغرض عزل الموصل الأرضي الخاص بخط الطاقة عن الهيكل أو أي جزء آخر من حمل الدائرة، وفي حالة استخدامه عن طريق الاتصال من خلال الملف الثانوي للمحول لا يقلل من الصدمة أو الخطر، ومن الجانب الفني يتم عزل أي نوع من المحولات لأي غرض، حيث أنه لا يُوصل المحول الأولي والثانوي إلا من خلال الحث فقط، وبالرغم من ذلك فإن المحولات التي يهدف استخدامها إلى عزل الدوائر وليس وظيفة تحويل الطاقة الشائعة يتم تسميتها محولات عزل.

المحول الحالي

يمتلك المحول الحالي ملف رئيسي مكون من لفة أو أكثر من الأسلاك الثقيلة، ويتم توصيله بشكل دائم في سلسلة في الدائرة التي يتم من خلالها قياس التيار، كما يتشكل الملف الثانوي من مجموعة من لفات الأسلاك الدقيقة، والتي ينبغي توصيلها دائمًا عن طريق أطراف مقياس التيار، وفي ذلك الحين يجب أن تكون دائرة المحول الثانوية مغلقة تمامًا، ذلك لأن الأساسي يكون غير متصل بمصدر ثابت، كما أنه هناك بعض الفولتات الأولية المتعددة المحتملة، حيث إنه يمكن توصيل الجهاز بمجموعة كبيرة من أنواع الموصلات، وبنفس طريقة عمل هذا المحول يعمل مقياس التيار الكهربائي المشبك عبر فتح المشبك ووضعه حول المحول الحالي، كما يعمل الموصل نفسه كنوع من الملف الأساسي، حيث يتم تثبيت جهاز القياس والمقياس الثانوي بطريقة مناسبة في مقبض الجهاز، وبذلك يتيح القرص الفرصة لقياس مجموعة من النطاقات الحالية بكل دقة.

مكونات المحولات الكهربائية

يتم استخدام المحولات الكهربائية حتى تنقل الطاقة من دائرة إلى أخرى عن طريق الحث الكهرومغناطيسي، كما أنها ضرورية في بعض المجالات لما لها من فوائد ترشيد استهلاك الكهرباء، ويتم استعمالها بغرض خفض أو تصعيد مستويات الجهد، لذا يتكون المحول من مجموعة من الأجزاء المختلفة التي تعمل بطرق متنوعة من أجل تحسين أداء المحول العام، حيث إنه من الملاحظ وجود اللفات واللب وزيت المحولات في كل نوع منه تقريبًا، بينما هناك مكونات أخرى يتم وضعها في المحولات الأكثر من 50 كيلو فولت أمبير، وفي التالي بعض المكونات التي يتم الاستعانة بها في المحولات الكهربائية: [2]

  • النواة: يتم استخدام ذلك الجزء الذي يعتبر قلب المحرك من أجل دعم اللفات، كما يتم إنتاجه من الحديد اللين، لكي يقوم بتقليل فقد تيار الدوامة وكذلك فقدان التباطؤ، وأيضًا يتيح مسارًا منخفضًا حتى يتم مقاومة التدفق المغناطيسي، بالإضافة إلى أن قطر نواة المحول يتناسب عكسيًا مع فقدان الحديد، بينما يتناسب طرديًا مع فقدان النحاس.
  • اللفات: تتشكل اللفات من مجموعة من اللفائف النحاسية مجمعة معًا، وتتصل كل حزمة معًا لتكوّن ملف كامل، كما قد تعتمد اللفات على نطاق الجهد أو على مصدر الإدخال والإخراج، وكذلك يتم تصنيف اللفات التي تعتمد على المصدر إلى لفات أولية وثانوية، ومن جانب آخر يمكن تصنيف اللفات التي يكون اعتمادها على نطاق الجهد إلى عالٍ ومنخفض.
  • المواد العازلة: تستعمل المواد العازلة كألواح البطاقات والأوراق بغرض عزل اللفات الأولية والثانوية عن بعضها، كما تستخدم لعزل نواة المحول، وبسبب الليونة والموصلية العالية يتم إنتاج هذه اللفات من النحاس، فيصبح من السهل لفها بإحكام حول النواة.
  • زيت المحولات: يقوم زيت المحولات بعزل وتبريد الملف واللب، كما يجب ملئ ملفات المحول بالزيت بشكل كامل، وتكون هذه الزيوت من أنواع معدنية وهيدروكربونية.
  • الحافظة: تكون عبارة عن أسطوانة مصنوعة من المعدن مغلقة ومثبتة فوق المحول، كما يتم ملؤه بالزيت حتى منتصفه حتى يستطيع التمدد والانكماش خلال درجات الحرارة المتغيرة، وبالرغم من ذلك فإن الخزان الأساسي للمحول يرتبط به واقي بحيث يجب ملؤه بالزيت من خلال خط الأنابيب بالكامل.
  • جهاز التنفس: عبارة عن وعاء اسطواني ممتلئ بهلام السيليكا، وهو ما يجعل الهواء يدخل الخزان دون رطوبة، حتى لا تتفاعل مع زيت العزل وتؤدي إلى عيوب داخلية، لذا حينما يمر الهواء من خلال بلورات السيليكا تمتص منه الرطوبة.
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق