تعريف محول كهربائي رافع للجهد
محول كهربائي رافع للجهد هو نوع من انواع المحولات التي تقوم بتحويل الجهد المنخفض (Low Voltage) والتيار العالي من الجانب الأولي للمحول إلى الجهد العالي (High Voltage) وقيمة التيار المنخفض على الجانب الثانوي للمحول. يُعرف عكس هذا باسم المحول الخافض للجهد.
المحول هو قطعة من المعدات الكهربائية الساكنة التي تحول الطاقة الكهربائية من الملفات الأولية إلى الطاقة المغناطيسية في قلب المحول المغناطيسي ومرة أخرى إلى الطاقة الكهربائية على جانب المحول الثانوي.
رمز محول كهربائي رافع للجهد
صيغة محول كهربائي رافع للجهد
الصيغة المستخدمة لتصميم محول كهربائي رافع للجهد هي:
Ns = عدد اللفات في الملف الثانوي
Np = عدد اللفات في الملف الابتدائي
Vs = الجهد في الملف الثانوي
Vp = الجهد الأساسي
يجب أن يكون عدد اللفات في الملف الأولي دائمًا أقل من عدد اللفات في الملف الثانوي للمحول ، أي Np< Ns لتشغيل المحول باعتباره محول كهربائي رافع للجهد.
نظرًا لأن عدد اللفات سيكون أكبر في الملف الثانوي سيكون جهد الخرج في اللفات الثانوية أكبر أيضًا من جهد الدخل الأساسي.
دعونا نفهم من خلال النظر في حالة محولات رفع الجهد ناخد بالمثال المحول الذي تكون فيه الملفات الثانوية [Ns] 5000 ، و الملفات الأولية [Np] هي 250 والجهد الداخل [Vp] هو 12v. ثم نستخدم الصيغة التالية لحساب الجهد في الملفات الثانوية:
وبإعادة ترتيب المعادلة نحصل على مايلي:
نستنتج ان الجهد عند الملف الثانوي للمحول هو 240 فولت وبذلك يكون اكبر من الجهد عند الملف الأولي. يُقال أن المحول هو محول رافع للجهد.
عمل محول كهربائي رافع للجهد
تم شرح محول كهربائي رافع للجهد بطريقة أكثر تفصيلاً مع رسم تخطيطي كما هو موضح في الشكل اعلاه.
هنا VP/V1 و VS/V2هما الفولتية المدخلة والمخرجة على التوالي. NP/T1 و NS/T2 هما عدد اللفات على الملفين الأولي والثانوي. إذا كان هناك عدد أكبر من لفات الأسلاك في الملف الثانوي أكثر من الأولي فسيكون جهد الخرج أعلى من جهد الدخل.
نظرًا لأن التيار المتدفق في المحول هو تيار متناوب فإنه يتدفق في اتجاه واحد ويتوقف ثم ينعكس ويتدفق في الاتجاه الآخر. يخلق تدفق الكهرباء مجالًا مغناطيسيًا حول السلك أو الملف. ينعكس القطبان الشمالي والجنوبي للمجال المغناطيسي عندما ينعكس تدفق التيار.
يحث المجال المغناطيسي الجهد في السلك. وبالمثل سيتم تحفيز الجهد في الملف الثانوي عند وضعه في مجال مغناطيسي متحرك. هذه الظاهرة تسمى الحث المتبادل. ومن ثم يمكننا أن نستنتج أن التيار المتردد في الملف الأولي ينتج مجالًا مغناطيسيًا متحركًا يحث على الجهد في الملف الثانوي.
تطبيقات محول كهربائي رافع للجهد
- يستخدم في الغالب لنقل الطاقة الكهربائية من محطات توليد الطاقة إلى محطة الشبكة.
- يستعمل هذا المحول لتغيير الجهد العالي في خطوط النقل التي يتم إنشاؤها من المولد.
- في المكونات الإلكترونية الصغيرة.
- ويتم استخدام هذا المحول أيضًا لتشغيل المحركات الكهربائية ، وآلات الأشعة السينية ، وفرن الميكروويف…
مزايا محولات رفع الجهد
تستخدم محولات رفع الجهد في معظم الأماكن التجارية والسكنية.
- نقل الطاقة
محولات رفع الجهد تنقل الكهرباء بأسعار منخفضة لمسافة أطول. يتم زيادة جهد التيارات التي يجب نقلها حيث يتم تقليل المقاومة على الخط. يساعد هذا في تقليل الخسائر على طول الطريق والاستفادة الفعالة من الطاقة التي يتم توفيرها.
- العمل المستمر
تتمتع محولات رفع الجهد بالقدرة على العمل دون توقف دون أي فواصل على عكس معظم الأدوات الكهربائية. هذا يخلق ميزة كبيرة تساعد في نظام توزيع الطاقة.
- صيانة
بصرف النظر عن كونه نظامًا للعمل دون أي انقطاع ، لا يتطلب محول رفع الجهد سوى الحد الأدنى من الصيانة مثل فحص الزيت أو استبدال أو إصلاح القطع التالفة وما إلى ذلك.
- بداية سريعة
بمجرد التثبيت يكون المحول سريعًا لبدء العملية دون أي تأخير أو إجراء يستغرق وقتًا طويلاً.
- كفاءة
نظرًا لأنه تم ترقية التقنيات على مر السنين ، فقد زاد أيضًا مستوى كفاءة المحول اد ان هناك قدر أقل من الفاقد على طول الخطوط وبالتالي الحفاظ على مستوى الكفاءة أعلى من 95٪.
عيوب محول كهربائي رافع للجهد
كما ذكرنا سابقًا لا يوجد مستوى كفاءة بنسبة 100٪. ومن ثم هناك بعض العيوب على طول طريقه.
تشمل عيوبه ما يلي.
- نظام التبريد:
نظرًا لأن هدا النوع من المحولات يعمل بدون توقف ، فإنه يحتاج إلى نظام تبريد موثوق به يحتاج مرة أخرى إلى التنظيم بانتظام.
- تحتاج إلى مساحة تركيب ضخمة:
كلما زادت سعة الفولتية كلما زاد الحجم. لذلك بالنسبة للمدن الحضرية فإن الحجم الطبيعي لمحول التصعيد يأخذ حوالي 6’x6 ‘من الأرض. هذه مرة أخرى صفقة ضخمة.
- لا يوجد نموذج قابل للتطبيق DC:
إنها تستخدم فقط تيار متردد لتكثيف الفولتية وبالتالي فهي لا تعمل للتيار المباشر (DC).
مقالات ذات صلة:
