مبدأ العمل وحالة محاكاة محول الطاقة

ما هو المحول؟

يعد تصميم مصدر الطاقة مشكلة لا مفر منها في تصميم منتجات الأجهزة الحالية. في المقالة السابقة، ناقشنا عدة أنواع من محولات DCDC. اليوم، سوف نستكشف نظامًا آخر لتعزيز الأموال ذات الخسارة المنخفضة: المحولات.

المحول هو أحد المكونات الكهرومغناطيسية للدائرة المستخدمة لتغيير الجهد المتردد. يمكنه تحويل جهد تيار متردد إلى آخر من خلال التحويل الكهرومغناطيسي مع الحفاظ على الطاقة بشكل أساسي دون تغيير.

تطبيق المحولات

في نظام الطاقة، تستخدم المحولات على نطاق واسع لزيادة أو خفض الجهد. يمكن استخدامه للعزل الكهربائي، مما يحسن بشكل كبير سلامة النظام ويقلل من خطر الصدمات الكهربائية؛ استخدام المحولات يحقق أيضًا فصل نظام التأريض، والذي يمكنه بشكل فعال قمع ضوضاء الوضع الشائع؛ توفير عزل التيار المستمر لحماية الدوائر الحساسة؛ تحقيق تحويل الجهد ومطابقة المعاوقة في نفس الوقت أثناء العزل؛ تقييد نطاق انتشار الأخطاء وتحسين موثوقية النظام؛ تحسين التوافق الكهرومغناطيسي، مما يساعد على تلبية متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي؛ دعم تطبيقات لف متعددة والتكيف مع متطلبات النظام المعقدة؛ يمكن استخدامه أيضًا لتطبيقات خاصة مثل اقتران الإشارة وتعديل الطور والقمع التوافقي. هذه المزايا تجعل المحولات عنصرًا رئيسيًا لا غنى عنه في مجالات مثل الطاقة والصناعة والرعاية الصحية والاتصالات، مما يوفر ضمانات قوية لسلامة وكفاءة وموثوقية الأنظمة الكهربائية الحديثة ويعزز بشكل كبير تطوير أنظمة الطاقة الحديثة.

مبدأ العمل للمحول

يعتمد مبدأ عمل المحولات على قانون الحث الكهرومغناطيسي. يتكون هيكلها الكهرومغناطيسي من ملفين أو أكثر ملفوفين حول نفس القلب الحديدي. في الهياكل العملية، سيتم استخدام مواد عازلة بين اللفات وبين اللفات والنوى الحديدية، وكذلك بين الغلاف ونظام التبريد.

عندما يمر تيار متناوب عبر الملف الابتدائي، يتولد مجال مغناطيسي متناوب في قلب الحديد. هذا المجال المغناطيسي المتناوب سوف يحفز الجهد في الملف الثانوي. من خلال ضبط نسبة اللفات للملفات الأولية والثانوية، يمكن الحصول على جهود خرج مختلفة. عادة، تحتوي المحولات على أكثر من دائرة واحدة، على سبيل المثال، المحولات أحادية الطور لها دائرتان، بينما المحولات ثلاثية الطور لها ست دوائر.

تختلف النوى الحديدية والمواد المتعرجة للمحولات المختلفة بشكل كبير. يدعم PowerExpert من شركة Julin Technology إنشاء محولات مخصصة بسيطة ومرنة. يمكن إنشاء محولات مخصصة باستخدام أجهزة اللف أو النواة أو غير الخطية وأجهزة ربط اللف (K_Magnatic). يدعم النواة المغناطيسية المثالية ضبط النفاذية المغناطيسية ومنطقة المقطع العرضي والطول، في حين يدعم القلب المغناطيسي غير الخطي ضبط معلمات الشكل وثبات انحناء جدار المجال المغناطيسي ومعامل فقدان التباطؤ وكثافة مغنطة التشبع ومعاملات أخرى. يتم ضبط النواة المغناطيسية واللف على أن ينتميا إلى نفس المحول من خلال أجهزة ربط اللف.

قم ببناء محول مخصص بسيط باستخدام برنامج PowerExpert، حيث يكون للملف 5 لفات و10 لفات، كما هو موضح في الشكل التالي:

إجراء محاكاة عابرة، وتظهر نتائج المحاكاة التي تم الحصول عليها في الشكل التالي: