المحولات الذاتية

تعريف عام بالمحول:
المحول الكهربائي هو جهاز مغناطيسي كهروستاتيكي (أي بدون اجزاء دوارة) يحول فيه التيار المتردد ذو جهد معين الى تيار متردد بنفس قيمة التردد السابقة ولكن بجهد مختلف، عن طريق ملفات ابدائية و على الجهة الاخرى ملفات ثانوية

أما المحول الذاتى فهو محول يحتوى على ملف واحد فقط لكل طور، حيث يحتوى هذا الملف على جزء مشترك بين الجانب الابتدائى والجانب الثانوي.

تركيب المحول
يتكون هذا المحول من قلب حدید من رقائق من الصلب السلیكوني المعزولة عن بعضھا وغالبًا ما یكون من نوع القلب الداخلي.

الملف الابتدائي والملف الثانوي: ھذا المحول یستخدم ملف واحد فقط للابتدائي ویستخرج منه طرف ثالث بین لفات الملف الابتدائي حیث یستعمل مع أحد الطرفین كطرفي الملف الثانوي وعلىذلك فإن جزءًا من الملف الابتدائي یعمل مشتركًا بین ملف الجھد العالي ( الابتدائي ) والجھد المنخفض (الثانوي ) ویلاحظ أن كل من تیار الابتدائي والثانوي یكونان متضادین فى الجزء المشترك بینھما مما یترتب على ذلك انخفاض مساحة مقطع الجزء المشترك مما یساعد على وفر النحاس وتقلیل وزن المحول.

مميزاته:
1- رخص ثمنها بالنسبه للأنواع الأخرى للمحولات، ولا يتم عادة اللجوء إلى استعمال المحولات الذاتية إلا إذا كان عامل الثمن هو العامل الأقوى فى الاختيار، وبشرط الا تزيد نسبة تحويل الجهد 2 الى 1.

2- الوفر فى حجم المحول وحجم النحاس المستخدم.

3- المفاقید النحاسیة به قلیلة جدًا إذا ما قورن بالمحولات الأخرى.

عيوبه:
1- خطوة تأريض نقطة تعادل المحول من أى جانب بسبب اشتراك تلك النقطة بين جانبى الجهد العالى والجهد المنخفض، حيث يؤدي ذلك الى وجود تأريض متعدد multiple earthing فى دائرة الجهد العالى.

2- خطر فى حالة استخدام دوائر الجھد العالي لأن دائرة الملف الثانوي جزء من الملف الابتدائي ذو الجھد العالي.

3- فى حالة استخدامه بنسبة تحویل مرتفعة تقل جودته جدًا ویكون غیر اقتصادي فى التشغیل.

4- ضعف مقدرة المحول على تحمل تيارات قصر الدائرة بسبب انخفاض قيمة مفاعله، الأمر الذى يستوجب تزويد المحول بمفاعل Reactor فى كثير من الأحيان.

5- يؤدي اشتراك جزء من الملف بين اطراف الجانب الابتدائى والثانوى الى تعرض جانب الجهد المنخفض الى نفس مقدار الاجهادات الكهربية التى يتعرض لها جانب الجهد.

استخدامات المحولات الذاتية – المعامل الدراسیة للحصول على جھود متغیرة
– فى بدء حركة المحركات الاستنتاجیة
– للتحكم فى سرعة المحركات الاستنتاجیة قفص سنجاب
– فى دوائر تحسین معامل القدرة
– فى شبكات نقل القدرة للتحویل بین الشبكة الرئیسیة والفرعیة

المحول الذاتي المستخدم فى التجارب المعملیه یجھز بحیث یعطي جھدًا یتراوح من صفر الي 120 % أعلى من الملف الابتدائي وفیھا تلف الملفات على قلب حدیدي دائري ویغیر الفولت بواسطة یدخاصة ویمتاز ھذا المحول بإمكانیة خفض جھده حتى الصفر مما یمكن من إجراء التجارب تحت جھود منخفضة.

مقدار الوفر في محول النحاس الذاتي (محول اوتو)

حیث أن الوزن والحجم للنحاس یتناسب مع طول ومساحة مقطع الموصل (لفات المحول ) وكما أن الطول
یتناسب مع عدد لفات المحول N و مساحة المقطع تتوقف على شدة التیار ، ففي المحول الذاتي یكون وزن النحاس :
وزن النحاس فى جزء الملف الابتدائي یتناسب مع (N1 – N2) x I )
حيث N1 عدد لفات الملف الابتدائي , N2 عدد لفات الملف الثانوي ,,, I1 التيار الابتدائي ,,
– وزن النحاس في الجزء المشترك يتناسب مع I2 – I1 ) x N 2) حيث I2 تيار الملف الثانوي ,,
فيكون الوزن الكلي لنحاس المحول الذاتي Wa يتناسب مع :
‏ N1 – N2) I1 + N2 (I2 – I1) = N1 I1 + N2 I2 – 2I1 N2)
وبالمقارنة بمحول عادي متماثل في القدرة وشدة التيار وعدد اللفات فيكون :
وزن النحاس فى الملف الابتدائي متناسبا مع N1 I1
وزن النحاس فى الملف الثانوي متناسبًا مع N2 I2
ويكون وزن النحاس الكلي في المحو العادي Wo متناسبا مع N1I1 +N2I2
وبالتالي تكون النسبة بين وزن النحاس للمحول الذاتي الى وزن النحاس في المحول العادي هي :
‏(Wa / Wo = (N1 I1 + N2 I2 – 2I1 N2) / (N1 I1+N2 I2) = 1- 2 I1 N2/ (N1 I1+N2 I2
ولكن نسبة التحويل K تساوي :
‏K = N2 / N1 = I1 /I2
‏Wa/Wo = 1- K
‏(Wa = Wo (1-K
حيث Wo : وزن النحاس في المحول العادي
‏ Wa : وزن النحاس في المحول الذاتي
ونسبة الوفر في النحاس لمحول اوتو (الذاتي) في المائة = Wo/ Wa x K x 100

المصدر: الهندسة الكهربية والالكترونية

شاهد أيضاً

الفرق بين التيار المستمر و التيار المتناوب

يمثل كلّ من التيار المستمر و التيار المتناوب نوعي التيار الكهربي في الدائرة الكهربية، ففي …