معلومات عامة عن المحولات الكهربائية
*نبذة تاريخية عن المحولات:
كان فاراداي أول من اكتشف في عام 1831 ظاهرة التحريض المتبادل بين ملفين منفصلين ومتواجدين
على قلب مغناطيسي واحد , وقام بقياس القوة المحركة الكهربائية (Electric Motive Force ) عملياً
في أحد الملفين نتيجة مرور تيار متغير في الملف الآخر.
-ظهرت لأول مرة في عام 1882 محولات مؤلفة من ملف أولي وحيد وعدة ملفات ثانوية بغية الحصول
على قيم مختلفة للجهود الثانوية, وقد كان ظهور المحولات بنواة مغناطيسية مغلقة عام 1884 بداية لأي
استخدام صناعي للمحولات في تحويل الطاقة الكهربائية إلى جهود عالية , ونقلها لمسافات بعيدة , وقد
كان أول من قام بهذه الخطوة الأخوان جون وإدوارد هوبكنسون, حيث قاما بصنع محولة بسيطة تتألف
نواتها من صفائح فولاذية معزولة , ومن ملفين أحدها للجهد المنخفض والآخر للجهد العالي .
-وبعدها جاء العالم الهنغاري "ويري" الذي كان أول من أطلق اسم المحولة (TRANSFORMER ) على
هذه الأجهزة وابتكر فيما بعد فكرة توصيل المحولات على التوازي.
-أما بالنسبة للمحولات الثلاثية فقد كان العالم الروسي (دوليف-دوبروفولسكي) أول من أخترع المحولة
الثلاثية في عام 1889 .
*تصنيف المحولات(Classification of the Transformers ):
-المحولة الكهربائية هي جهاز كهرومغناطيسي ستاتيكي يقوم بتحويل القدرة الكهربائية للتيار المتناوب
من شكل إلى آخر 0
-تحوي المحولة ملفين على الأقل متشابكين مغناطيسياً ومستقرين ميكانيكياً , نسمي الملف الموصول
مع الشبكة بالملف الأولي والملف الموصول مع المستهلك نسميه بالملف الثانوي0
-ويمكن تقسيم المحولات بحسب مجالات استعمالاتها إلى:
1-محولات القوى (Power Transformers ):
وتقوم بتحويل جهود القدرة الكهربائية من مستو إلى آخر ,وتستعمل في نقل القدرة الكهربائية وفي شتى مجالات التصنيع وفي الاستخدامات المنزلية0
2-محولات التنظيم والتعيير( Regulation Transformers ):
وتستعمل للحصول على قيم مختلفة للجهد في المخابر
ومراكز الأبحاث و التحكم الآلي0 محول قدرة
3 -محولات لتغيير عدد أطوار التيار الكهربائي(m ):
المتناوب والتردد (f) وشكل النبضة وتستخدم بشكل أساسي في الأجهزة
الإلكترونية والاتصالات السلكية والتحكم الآلي ولا تتعدى استطاعة مثل
هذه المحولات عدة فولطات أمبيرات0
4-محولات القياس(Measurement Transformers ):
مثل محولات التيار التسلسلية ومحولات الجهد التفرعية وتستخدم
في القياسات الكهربائية وفي لوحات التوزيع والتغذية0
محول صوتي
- وتقسم المحولات من حيث عدد أطوارها إلى:
1- محولات أحادية الطور(Monophase Transformers) 0
2- محولات ثلاثية الطور(Three-phase Transformers)0
3- محولات متعددة الأطوار(Polyphase Transformers )0
محول لوحات اليكتروني
-وتقسم من حيث نسب تحويلها إلى:
1-محولات خافضة للجهد:
تقوم بتحويل جهد الملف الأولي المرتفع V1 إلى جهد منخفض V2 (V1>V2 )0
2-محولات رافعة للجهد:
تقوم بتحويل جهد الملف الأولي V1 إلى جهد مرتفع للثانويV2(V1
-ومن حيث طريقة تبريدها تقسم إلى:
1-محولات جافة :يتم تبريدها بالهواء الطبيعي أو القسري وهي في العادة محولات ذات استطاعات
صغيرة ومتوسطة 0
2-محولات مغمسة بالزيت :ويتم تبريدها بالزيت كمحولات القوى ذات الأستطاعات المتوسطة
والكبيرة المستخدمة في المحطات الكهربائية المختلفة ,وتتصف هذه المحولات بأخطار الانفجار
ولهذا تزود بدارات تحكم متقدمة 0
3-محولات يتم تبريدها بغاز سادس فلور الكبريت (SF6 ):وقد شاع استخدامها في الآونة الأخيرة في الأماكن المغلقة 0
*بنية المحولات (Construction of the Transformers ):
-تتألف المحولة الكهربائية من مواد فعالة ( النواة المغناطيسية والملفات) وهي التي تشارك في العمليات
الكهرومغناطيسية في المحولة,ومواد إنشائية (كالعوازل وجسم المحولة وخزان تمدد الزيت 0000) 0
1-النواة المغناطيسية :
وتتألف النواة المغناطيسية من قضبان مجمعة من صفائح رقيقة ومعزولة عن بعضها , توضع عليها الملفات
الكهربائية ومن جسور مجمعة أيضاً من صفائح رقيقة ومعزولة تصل بين القضبان0
-ويختلف شكل مقطع النواة المغناطيسية من محولة لأخرى وكلما ازداد عدد تدريجات النواة تحسن معامل
امتلاء الدائرة المحيطة بالنواة بالمادة المغناطيسية الفعالة وبالتالي تحسن معامل استخدام المحولة ولكن بالمقابل
يزداد تعقيد العملية التكنولوجية لتجميع النواة إذ ينبغي استخدام صفائح مختلفة 0
-وتستخدم في المحولات الكبيرة عوارض حديدية لتثبيت النواة المغناطيسية وضغطها بشكل جيد,وتلف أحياناً
قضبان المحولة بأشرطة عازلة متينة وذلك للتقليل قدر الإمكان من الضياعات في المحولة0
2-الملفات:
يجب أن تتصف ملفات المحولة بما يلي:
1-متانة ميكانيكية عالية تكفي لحمايتها من التشوهات التي قد تنتج عن تيارات القصر والتيارات الزائدة0
2-متانة حرارية كافية بحيث لا يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى انهيار المادة العازلة حرارياً0
3-متانة كهر بائية كافية بحيث تكون المواد العازلة ومسافات العزل كافية لمنع حدوث انهيار كهربائي أو قوس كهربائي0
-تختلف ملفات المحولة باختلاف تياراتها وجهودها الاسمية وتصنع إما من أسلاك نحاسية أو المنيومية ذات
مقاطع دائرية أو مستطيلة0
-
