أي محول جهد هو جهاز كهربائي أو إلكتروني قادر على تغيير قيمته بالقيمة المطلوبة. هذا الجهاز مطلوب بشكل خاص في المواقف التي يكون فيها من الضروري توصيل حمل بمعدلات جهد مختلفة بالشبكة. علاوة على ذلك ، لا يمكنهم فقط خفض قيمة هذه المعلمة ، ولكن أيضًا زيادتها.
مبدأ التشغيل
الشرط الرئيسي الذي يحدد مبدأ تشغيل محولات الجهد هو القدرة على نقل الطاقة المفيدة إلى المخرجات بأقل قدر من الخسائر (لضمان أقصى قدر من الكفاءة). للقيام بذلك ، غالبًا ما يستخدمون وحدات اقتصادية من حيث الخسائر ، على سبيل المثال ، المحولات الإلكترونية. يعتبر محول الجهد الكهربائي المبني وفقًا لدائرة المحولات هو الأكثر ملاءمة للنظر في مبدأ التشغيل. جوهر عملها هو كما يلي:
- عند إدخال الجهاز ، تأتي الإمكانات من مولد جهد متناوب أو مصدر تيار مماثل ؛
- يتم أخذ إشارة مماثلة في الشكل من خرج المحول (من ملفه الثانوي) ؛
- إذا لزم الأمر ، يتم تصحيح جهد الخرج المتردد أولاً بواسطة وحدة الصمام الثنائي الخاصة ، ثم يتم تثبيته.
من الصعب جدًا تحقيق الكفاءة المرغوبة من مثل هذا المخطط ، حيث يتم فقد جزء من الطاقة المرسلة في لفات المحولات (بسبب تبديد الحرارة).
للحصول على كفاءة عالية من الجهاز ، يتم تثبيت الدوائر الرئيسية التي تعمل في الوضع الاقتصادي عند خرج المحول. أثناء تشغيلها ، بناءً على التحويل عالي السرعة للترانزستورات من الحالة المغلقة إلى الحالة المفتوحة ، يتم تقليل فقد الطاقة في اللفات بشكل كبير.
يستخدم الحث الذاتي تقليديا في محولات الجهد المصممة للعمل مع إمدادات الطاقة عالية الجهد. يتم تحقيق ذلك في نوى الإخراج الفريت مع انقطاع حاد للتيار في اللف الأولي. يتم استخدام كل نفس الترانزستورات مثل المروحية ، ثم يتم تصحيح الجهد النبضي الذي تم الحصول عليه عند الخرج. تتيح هذه الدوائر الحصول على إمكانات عالية تصل إلى عدة عشرات من kV. يتم استخدامها في دوائر الطاقة لأنابيب أشعة الكاثود المتقادمة بالفعل ، وكذلك في أنابيب الصور التلفزيونية. في هذه الحالة يمكن الحصول على كفاءة جيدة (تصل إلى 80٪).
مجالات الاستخدام
إن نطاق تطبيق محولات الجهد متعددة المناطق واسع جدًا. يتم استخدامها تقليديا للأغراض التالية:
- في الأجهزة الخطية لتوزيع ونقل الكهرباء ؛
- لتنفيذ العمليات التكنولوجية الهامة مثل اللحام والمعالجة الحرارية وما شابه ذلك ؛
- عندما يكون من الضروري توفير الطاقة لتحميل الدوائر في مختلف مجالات التكنولوجيا.
في الحالة الأولى ، يتم زيادة EMF المتولدة في محطات توليد الطاقة بمساعدة هذه الأجهزة من 6-24 كيلوفولت إلى 110-220 كيلوفولت - في هذا الشكل ، يكون من الأسهل "تحريكها" على طول الأسلاك لمسافات طويلة. في المحطات الفرعية الإقليمية ، تضمن أجهزة المحولات الأخرى بالفعل تقليله ، أولاً إلى 10 (6.3) كيلو فولت ، ثم إلى 380 فولت المعتادة.
عند خدمة المعدات التكنولوجية ، يتم استخدام محولات الجهد كتركيبات كهروحرارية أو محولات لحام.
في الصناعة
المجال الأكثر شمولاً للتطبيق هو توفير الغذاء الجيد للتصاميم الصناعية التالية للمستهلكين:
- المعدات التي تعمل في خطوط التحكم والمراقبة الأوتوماتيكية ؛
- أجهزة الاتصالات السلكية واللاسلكية والاتصالات ؛
- مجموعة واسعة من أدوات القياس الكهربائية ؛
- أجهزة الراديو والتلفزيون الخاصة وما شابه ذلك.
يتم تنفيذ وظيفة خاصة بواسطة ما يسمى بمحولات "العزل" المستخدمة لعزل خطوط الحمل عن مدخلات الجهد العالي.
نظرًا لأن هذه المحولات "تلعب دورًا مساعدًا" ، فغالبًا ما يكون لها طاقة منخفضة وأبعاد صغيرة نسبيًا.
في الحياة اليومية ، الطب وصناعة الدفاع
تستخدم محولات الجهد على نطاق واسع في الحياة اليومية. تستخدم معظم مصادر الطاقة لشحن الأجهزة المنزلية ، وكذلك الأجهزة الأكثر تعقيدًا مثل:
- حماة الطفرة
- محولات.
- إمدادات الطاقة الزائدة عن الحاجة ، إلخ.
هذه الأجهزة هي الأكثر طلبًا في الطب والمجال العسكري وكذلك في مجال الطاقة والعلوم. في هذه الصناعات ، تُفرض عليها متطلبات "صارمة" خاصة فيما يتعلق بجودة الجهد المحول ("نقاء" الجيب الجيبي ، على سبيل المثال).
المميزات والعيوب
تشمل مزايا محولات الجهد ما يلي:
- القدرة على التحكم في معلمات إشارة الخرج - تحويل قيمتها المتغيرة إلى قيمة ثابتة باستخدام مبدأ تحويل التردد ؛
- توافر خيار لتبديل دوائر الإدخال والإخراج (تغيير سعة الجهد) ؛
- مقبولية تعديل قيمها الاسمية لحمولة معينة ؛
- تماسك وبساطة تصميم المحولات المنزلية ، والتي غالبًا ما يتم تصنيعها في تصميم معياري أو مثبت على الحائط ؛
- الربحية (حسب بيانات الشركات المصنعة تصل كفاءتها إلى 90٪) ؛
- سهولة الاستخدام والتنوع ؛
- إمكانية نقل الكهرباء لمسافات طويلة وضمان تشغيل الصناعات الحساسة بشكل خاص.
تشمل العيوب التكلفة العالية ومقاومة الرطوبة المنخفضة (باستثناء النماذج المصممة خصيصًا للعمل في ظروف الرطوبة العالية).
أنواع المحولات
- أجهزة خاصة للمنزل ؛
- معدات عالية الجهد وعالية التردد ؛
- أجهزة النبض غير المحولات والعاكس.
- محولات الجهد DC
- أجهزة قابلة للتعديل.
تشمل هذه الفئة من الأجهزة الإلكترونية محولات التيار إلى الجهد.
معدات المنزل
يواجه المستخدم العادي باستمرار هذا النوع من أجهزة التحويل ، نظرًا لأن معظم طرز التكنولوجيا الحديثة بها مصدر طاقة مدمج. تنتمي مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) التي تحتوي على بطارية مدمجة إلى نفس الفئة.
في بعض الحالات ، يتم تصنيع المحولات المنزلية وفقًا لنظام الحلقة المزدوجة (العاكس).
بسبب هذا التحويل من مصدر تيار مباشر (بطارية ، على سبيل المثال) ، من الممكن الحصول على جهد متناوب بقيمة قياسية تبلغ 220 فولت عند الخرج. تتمثل إحدى ميزات الدوائر الإلكترونية في القدرة على الحصول على إشارة جيبية بحتة ذات سعة ثابتة عند الخرج.
أجهزة قابلة للتعديل
هذه الوحدات قادرة على قيمة جهد الخرج وزيادته. من الناحية العملية ، هناك غالبًا أجهزة تسمح لك بتغيير القيمة المنخفضة لإمكانات الإخراج بسلاسة.
الحالة الكلاسيكية هي عندما يعمل 220 فولت عند الإدخال ، ويتم الحصول على جهد ثابت قابل للتعديل من 2 إلى 30 فولت عند الإخراج.
تُستخدم الأجهزة ذات الضبط الدقيق لمعلمة الإخراج تقليديًا لاختبار الاتصال الهاتفي وأدوات القياس الرقمية في مختبرات البحث الحديثة.
الأجهزة غير المحولات
الوحدات غير المحولة (العاكس) مبنية على مبدأ إلكتروني ، يتضمن استخدام وحدة تحكم منفصلة. يتم استخدام محول التردد كوصلة وسيطة فيها ، مما يجعل إشارة الخرج في شكل مناسب للتصحيح. في العينات الحديثة لمعدات العاكس ، غالبًا ما يتم تثبيت ميكروكنترولر قابلة للبرمجة ، مما يزيد بشكل كبير من جودة التحكم في التحويل.
يتم تمثيل الأجهزة عالية الجهد بواسطة محولات المحطة التي تم وصفها بالفعل ، والتي تزيد وتقلل من الجهد المرسل بالنسب المرغوبة.
عند نقل الطاقة عبر خطوط الجهد العالي والتحولات اللاحقة ، فإنهم يسعون جاهدين لتقليل خسائرها بالواط إلى الحد الأدنى.
تتضمن هذه الفئة أيضًا الأجهزة التي تولد إشارة للتحكم في الشعاع في أنبوب التلفزيون (kinescope).
