أي محول جهد هو جهاز كهربائي أو إلكتروني قادر على تغيير قيمته بالقيمة المطلوبة. هذا الجهاز مطلوب بشكل خاص في الحالات التي يكون فيها من الضروري توصيل حمولة ذات تصنيفات 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 الإخراج بأقل الخسائر (لضمان أقصى قدر من الكفاءة). لهذا ، غالبًا ما يستخدمون وحدات اقتصادية من حيث الخسائر ، على سبيل المثال ، العاكسون الإلكترونية. يعتبر محول الجهد الكهربائي الذي تم بناؤه وفقًا لدائرة المحولات هو الأكثر ملاءمة للنظر في مبدأ التشغيل. جوهر عملها كما يلي:
- عند إدخال الجهاز ، يأتي الجهد من مولد جهد متناوب أو مصدر تيار مماثل ؛
- تتم إزالة إشارة مماثلة في الشكل من خرج المحول (من لفه الثانوي) ؛
- إذا لزم الأمر ، يتم تصحيح جهد الخرج المتناوب أولاً بواسطة كتلة الصمام الثنائي الخاصة ، ثم يتم تثبيته.
من الصعب جدًا تحقيق الكفاءة المطلوبة من هذه الدائرة ، حيث يتم فقد جزء من الطاقة المرسلة في ملفات المحول (بسبب التبديد الحراري).
من أجل الحصول على كفاءة عالية من الجهاز ، يتم تثبيت المخططات الرئيسية التي تعمل في الوضع الاقتصادي عند خرج المحول. عندما تعمل ، بناءً على التحول عالي السرعة للترانزستورات من مغلقة إلى مفتوحة ، يتم تقليل خسائر الطاقة في اللفات بشكل كبير.
في محولات الجهد المصممة للعمل مع مصادر الطاقة عالية الجهد ، يتم استخدام ظاهرة الحث الذاتي بشكل تقليدي. يتم تنفيذها في النوى الفريت الناتج مع انقطاع حاد للتيار في اللفة الأولية. يتم استخدام جميع الترانزستورات نفسها كمفرمة ، ثم يتم تصحيح جهد النبض المستلم عند الإخراج. هذه المخططات تجعل من الممكن الحصول على إمكانات عالية لترتيب عدة عشرات من كيلو فولت. يتم استخدامها في دوائر الطاقة لأنابيب أشعة الكاثود التي عفا عليها الزمن بالفعل ، وكذلك في أنابيب الصور التلفزيونية. في هذه الحالة ، من الممكن الحصول على كفاءة جيدة (تصل إلى 80٪).
مجالات الاستخدام
نطاق محولات الجهد متعدد المناطق واسعة للغاية. يتم استخدامها تقليديًا للأغراض التالية:
- في الأجهزة الخطية لتوزيع ونقل الكهرباء ؛
- لتنفيذ العمليات التكنولوجية الحرجة مثل اللحام والمعالجة الحرارية وما شابه ذلك ؛
- إذا لزم الأمر ، إمدادات الطاقة لدوائر الحمل في مختلف مجالات التكنولوجيا.
في الحالة الأولى ، يتم زيادة EMF المتولدة في محطات الطاقة بمساعدة هذه الأجهزة من 6-24 كيلو فولت إلى 110-220 كيلو فولت - في هذا الشكل ، من السهل "تقطير" الأسلاك لمسافات طويلة. في المحطات الفرعية للمنطقة ، توفر أجهزة المحولات الأخرى بالفعل انخفاضها ، أولاً إلى 10 (6.3) كيلو فولت ، ثم إلى 380 فولت المعتادة.
عند صيانة معدات العمليات ، يتم استخدام محولات الجهد كمنشآت حرارية كهربائية أو محولات لحام.
في الصناعة
المجال الأكثر شمولاً للتطبيق هو توفير تغذية عالية الجودة للتصميمات الصناعية التالية للمستهلكين:
- المعدات التي تعمل في خطوط التحكم والتحكم الآلي ؛
- أجهزة الاتصالات السلكية واللاسلكية ؛
- مجموعة واسعة من أدوات القياس الكهربائية ؛
- أجهزة راديو وتلفزيون خاصة وما شابه ذلك.
يتم تنفيذ وظيفة خاصة من خلال ما يسمى محولات "العزلة" المستخدمة لفصل خطوط الحمل من مدخلات الجهد العالي.
نظرًا لأن مثل هذه المحولات "تلعب دورًا مساعدًا" ، فغالبًا ما يكون لديها قوة صغيرة وحجم صغير نسبيًا.
في الحياة اليومية والطب وصناعة الدفاع
تستخدم محولات الجهد على نطاق واسع في الحياة اليومية. بناءً على ذلك ، تستخدم معظم وحدات PSU لشحن الأجهزة المنزلية ، بالإضافة إلى الأجهزة الأكثر تعقيدًا مثل:
- حماة الطفرة.
- العاكسون
- مصادر طاقة زائدة ، إلخ.
هذه الأجهزة هي الأكثر طلبًا في الطب والمجال العسكري وكذلك في الطاقة والعلوم. في هذه الصناعات ، هي متطلبات "صارمة" بشكل خاص فيما يتعلق بنوعية الجهد المحول ("نقاء" الجيوب الأنفية ، على سبيل المثال).
المميزات والعيوب
تشمل مزايا محولات الجهد ما يلي:
- القدرة على التحكم في معلمات إشارة الخرج - تحويل متغيرها إلى قيمة ثابتة باستخدام مبدأ تحويل التردد ؛
- توفر خيار تبديل دوائر الإدخال والإخراج (التباين في سعة الجهد) ؛
- جواز تعديل قيمها الاسمية إلى حمل معين ؛
- صغر وبساطة تصميم المحولات المنزلية ، والتي تصنع غالبًا في تصميم معياري أو مثبت على الحائط ؛
- الربحية (وفقًا للمصنعين ، تصل كفاءتهم إلى 90 ٪) ؛
- سهولة الاستخدام وتعدد الاستخدامات ؛
- القدرة على نقل الكهرباء لمسافات طويلة وضمان تشغيل الصناعات الحيوية.
تشمل العيوب التكلفة العالية ومقاومة الرطوبة المنخفضة (باستثناء النماذج المصممة خصيصًا للاستخدام في الرطوبة العالية).
أصناف المحولات
من بين مجموعة متنوعة من الأنواع الحالية من المحولات ، تبرز الفئات التالية:
- أجهزة خاصة للمنزل ؛
- معدات الجهد العالي والتردد العالي ؛
- أجهزة نبض المحولات والعاكس ؛
- محولات DC / DC ؛
- أجهزة قابلة للتعديل.
لهذه الفئة من الأجهزة الإلكترونية تشمل محولات التيار إلى الجهد.
أجهزة منزلية
يواجه المستخدم العادي باستمرار هذا النوع من أجهزة المحول ، نظرًا لأن معظم طرازات التكنولوجيا الحديثة تحتوي على مصدر طاقة مدمج. تتضمن نفس الفئة مصادر طاقة غير منقطعة (UPS) مع بطارية مدمجة.
في بعض الحالات ، يتم إجراء المحولات المنزلية وفقًا لدائرة مزدوجة الحلقة (العاكس).
بسبب هذا التحويل من مصدر تيار مباشر (بطارية ، على سبيل المثال) ، من الممكن الحصول على جهد متناوب بقيمة قياسية 220 فولت عند الإخراج. إحدى سمات الدوائر الإلكترونية هي القدرة على الحصول على إشارة جيبية بحتة ذات اتساع ثابت عند الخرج.
أجهزة قابلة للتعديل
هذه الوحدات قادرة على تقدير جهد الخرج وزيادته. من الناحية العملية ، تكون الأجهزة أكثر شيوعًا والتي تسمح لك بتغيير القيمة الأقل لإمكانية الإخراج بسلاسة.
الحالة الكلاسيكية هي عندما يعمل 220 فولت على الإدخال ، ويتم الحصول على جهد ثابت قابل للتعديل من 2 إلى 30 فولت عند الإخراج.
يتم استخدام الأدوات ذات الضبط الدقيق لمعلمة الإخراج بشكل تقليدي لاختبار أدوات الاتصال الهاتفي والقياس الرقمي في مختبرات البحث الحديثة.
الأجهزة غير المحولة
وحدات Transformerless (العاكس) مبنية على مبدأ إلكتروني ، ينطوي على استخدام وحدة تحكم منفصلة.يستخدمون محول التردد كارتباط وسيط ، مما يجعل إشارة الخرج إلى شكل مناسب للتصحيح. في العينات الحديثة لمعدات العاكس ، غالبًا ما يتم تثبيت وحدات التحكم الدقيقة القابلة للبرمجة والتي تحسن بشكل كبير من جودة التحكم في التحويل.
يتم تمثيل الأجهزة ذات الجهد العالي بمحولات المحطة الموصوفة بالفعل ، والتي تزيد وتنقص الجهد المرسل بالنسب المطلوبة.
عند نقل الطاقة من خلال خطوط الجهد العالي والتحويل اللاحق ، فإنهم يسعون لتقليل خسائرها بالواط إلى الحد الأدنى.
تتضمن نفس الفئة الأجهزة التي تشكل إشارة للتحكم في الحزمة في أنبوب التلفزيون (kinescope).
