المحول هو جهاز يُستخدم لتحويل الجهد الكهربائي المتردد، والتيار الكهربائي المتردد، والمقاومة الكهربائية المترددة. وهو يعمل وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي، ويُعد جهازًا كهربائيًا ثابتًا. وتوجد أنواع عديدة من المحولات، منها محولات النبضات، ومحولات التردد المتوسط، ومحولات التشغيل، ومحولات الحماية، وغيرها.
جدول المحتويات
تعريف المحول
يقوم المحول بنقل الطاقة الكهربائية أو الإشارات من دائرة إلى أخرى باستخدام مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. وهو مكون أساسي لتحويل الطاقة الكهربائية أو نقل الإشارات.
يتكون المحول من:
- اللب (لب حديدي أو مغناطيسي)
- اللفات (لفتان أو أكثر)
الملف المتصل بمصدر الطاقة هو الملف الأولي، أما الملفات الأخرى فهي ملفات ثانوية.
مبدأ عمل المحول
يتكون المحول الأحادي الطور البسيط من ملفين موصلين. وعندما يتدفق تيار متردد أو تيار مستمر نبضي عبر أحد الملفين، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًّا متغيرًا، مما يؤدي إلى تحريض جهد كهربائي في الملف الثاني وفقًا لمبدأ الحث المتبادل.
نسبة الجهد بين اللفات الأولية والثانوية تتناسب مع نسبة لفاتها:
VsVp=NsNp\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}Vp Vs =Np وبالمثل، فإن نسبة السيولة الحالية تتناسب عكسياً مع نسبة الدوران.
على الرغم من أن المحولات قادرة على رفع الجهد أو خفضه، إلا أنها لا تعمل على تضخيم الطاقة. وباستثناء الفاقد، تكون الطاقة على كلا الجانبين متساوية تقريبًا:
VpIp ≈ VsIsV_p I_p ≈ V_s I_sVp Ip ≈ Vs Is
وظائف المحول
تلعب المحولات دورًا حاسمًا في نقل الطاقة:
- فيما يتعلق بالنقل عبر المسافات الطويلة، تؤدي الجهدات العالية إلى خفض التيار وتقليل حجم الموصلات وتكلفة الخطوط بشكل كبير.
- تعمل محولات رفع الجهد على زيادة الجهد الكهربائي لأغراض النقل.
- تعمل المحولات الخافضة على خفض الجهد الكهربائي للاستخدامات الصناعية والتجارية والمنزلية.
وبالتالي، تُعد المحولات مكونات أساسية في أي نظام طاقة كهربائية.
شرح نموذج المحول
تتنوع نماذج المحولات بشكل كبير. وتختلف قواعد تسمية الأنواع المختلفة. وفيما يلي بعض الأمثلة النموذجية:
مثال على المحول من النوع الجاف
SCB10-1000 كيلو فولت أمبير / 10 كيلو فولت / 0.4 كيلو فولت
المعنى:
- S – ثلاثي الأطوار
- ج – النوع الجاف المصنوع من الراتنج المصبوب
- ب – لف الرقاقة المعدنية
- R = ملف ملفوف بالأسلاك
- L = لفّ من الألومنيوم
- Z = مبدل التوصيلات تحت الحمل (النحاس هو الإعداد الافتراضي)
- 10 – رقم التسلسل التصميمي
- 1000 كيلو فولت أمبير – السعة المقدرة
- 10 كيلو فولت – الجهد الأولي
- 4 كيلو فولت – الجهد الثانوي
مثال على محول الطاقة
SFSZ9-31500/110
المعنى:
- S – ثلاثي الأطوار
- F – التبريد بالهواء القسري
- S – ثلاث لفات
- Z – مبدل المراحل تحت الحمل
- 9 – تسلسل التصميم
- 31500 – السعة المقدرة (كيلو فولت أمبير)
- 110 – الجهد المقنن الأساسي (كيلو فولت)