مرحباً بكم في الجزء الرابع من سلسلة المقالات التي تتعلق بإلكرتونيات القدرة، سنتحدث اليوم عن محولات الطاقة converters . في البداية سنبدأ بمقدمة تعريفية عنها. ثم سنتحدث عن أنواعها بالتفصيل، لنعرف لماذا قد نستخدم هذه الدارات الإلكترونية.
مقدمة حول محولات الطاقة converters:
- تحولت محولات الطاقة إلى عنصر حاسم في المعدات المنزلية وكذلك التجارية. إن تقنية الطاقة الإلكترونية تتعامل مع عملية التحكم في تحويل أحد أشكال الطاقة الكهربائية إلى شكل آخر. يوفر تحويل الطاقة هذا الجهد والتيار بالشكل الذي يناسب متطلبات المستخدم المختلفة.
- إن الأجهزة الإلكترونية للطاقة هي مزيج من المحول ووحدة التحكم حيث يعمل المحول وفقًا لإشارة التحكم التي تم إنشاؤها بواسطة وحدة التحكم. يتكون محول الطاقة الإلكتروني من أجهزة أشباه موصلات للطاقة يتم التحكم فيها بواسطة دوائر متكاملة.
- جانب مهم من المحولات هو تكييف الإشارة. يقدم تكييف الإشارة إشارات للشكل النقي ، أي خالٍ من التوافقيات. بشكل عام ، يُقال إن الحصول على إشارة واضحة تمامًا أمر مستحيل. ولكن يمكننا تقليل التوافقيات إلى حد ما باستخدام مرشح LC منخفض التمرير بسيط.
أنواع محولات الطاقة converters:
تقوم محولات الطاقة الثابتة بتنفيذ تحويل الطاقة بكفاءة عالية. تحتوي مفاتيح التبديل الإلكترونية للطاقة على أجهزة صلبة مع مكونات مثل المحاثات والمكثفات. بشكل عام ، تُظهر الملفات والمكثفات خصائص فقدان طاقة ضئيلة مقارنة بالمقاومات.
أولاً: محولات الطاقة AC to DC Converters:
يُعرف نوع المحول الذي يغير إشارة إدخال التيار المتردد إلى تيار مستمر باسم محول التيار المتردد إلى التيار المستمر. لقد تعلمنا بالفعل في الإلكترونيات الأساسية أن الأجهزة التي تحول إشارة التيار المتردد إلى إشارة التيار المستمر تُعرف باسم المقومات.
المقومات التي تعتمد على الديود: تقوم الدارة بتغيير جهد دخل التيار المتردد المطبق إلى جهد تيار مستمر ثابت. يتم تطبيق إما إشارة تيار متردد أحادية الطور أو ثلاثية الطور عند الإدخال.
مقومات التحكم في الطور: على عكس النوع الأول، تم تصميم المعدلات التي يتم التحكم فيها بالطور لتحويل قيمة ثابتة لجهد إشارة التيار المتردد إلى جهد متغير مستمر.
للمزيد من التفاصيل: المقومات rectifier عملها، أنواعها، استخداماتها
ثانياً: DC to DC Converters:
تُعرف أيضًا المحولات التي تحول إشارة التيار المستمر ذات القيمة الثابتة إلى تيار مستمر يمكن التحكم به، و يكون متغير القيمة باسم “المقطعات”. هنا قد يكون لجهد التيار الناتج سعة مختلفة عن جهد المصدر. بشكل عام ، ترانزستوراتMOSFETs، والثايرستور هي أجهزة أشباه الموصلات المستخدمة في تصنيعها. يتم التحكم في الإخراج بواسطة إشارة منخفضة الطاقة تتحكم في أجهزة أشباه الموصلات هذه من وحدة التحكم.
يلزم التبديل القسري لإيقاف تشغيل جهاز أشباه الموصلات. بشكل عام ، يتم استخدام ترانزستورات الطاقة في الدارات منخفضة الطاقة بينما يتم استخدام الثايرستور في الدارات عالية الطاقة.
يتم تصنيف المقطعات على أساس نوع التبديل المطبق عليها وعلى أساس اتجاه تدفق الطاقة. بعض الاستخدامات الرئيسية هي في محركات التيار المستمر ، SMPS ، عربات مترو الأنفاق ، الجر الكهربائي ، شاحنات الترولي ، المركبات التي تعمل بالبطارية.
ثالثاً:DC to AC Converters:
إن الأجهزة المصممة لتحويل إشارة التيار المستمر إلى إشارة تيار متردد باسم inverter. بالنسبة لإشارة الدخل فإن دخل هذه الدارات جهد تيار مستمر ثابت يمكن الحصول عليه من البطاريات ولكن الناتج الناتج هو جهد تيار متردد متغير. الجهد والتردد للإشارة التي تم الحصول عليها ذات طبيعة متغيرة.
اقرأ المزيد عنها: محول الطاقة power inverter و كيف يعمل؟
رابعاً: AC to AC Converters:
تيتم تصمم هذه الدرات لتحويل الجهد المتناوب ثابت الشدة إلى جهد متناوب متغير الشدة و القيمة.
- Cycloconverters: المحول الحلقي هو جهاز نستخدمه لتغيير مصدر التيار المتردد للجهد الثابت والتردد الفردي إلى جهد خرج تيار متردد بجهد متغير بالإضافة إلى تردد مختلف. ستكون تردد إشارة التيار المتردد المتغير الذي تم الحصول عليه أقل من تردد إشارة إدخال التيار المتردد المطبقة. إنها تعتمد التحويل بمرحلة واحدة. نستخدام تبديل الخط في الغالب في المحولات الحلقية، ولكن يتم أيضًا استخدام المحولات الحلقية التي يتم تبديلها أو تحميلها في تطبيقات مختلفة.
- هذه الدارات موجودة التطبيقات بشكل أساسي في محركات الجر الكبيرة بطيئة السرعة AC مثل الفرن الدوار ، ومحركات محركات التيار المتردد متعددة MW ، وما إلى ذلك.
- أجهزة التحكم في جهد التيار المتردد (منظمات جهد التيار المتردد): المحولات المصممة لتغيير إشارة التيار المتردد المطبقة للجهد الثابت إلى إشارة جهد تيار متردد متغير لها نفس التردد مثل إشارة الدخل. لتشغيل وحدات التحكم هذه ، يتم استخدام اثنين من الثايرستور بترتيب مضاد. يتم استخدام تبديل الخط لإيقاف تشغيل كلا الجهازين. إنه يوفر التحكم في جهد الخرج عن طريق تغيير تأخير زاوية الإطلاق.
- التطبيقات الرئيسية لوحدات التحكم في جهد التيار المتردد هي في التحكم في الإضاءة ، ومبدلات الصنبور الإلكترونية ، والتحكم في سرعة المراوح الكبيرة والمضخات أيضًا.
