يحتاج مستخدمو دوائر الطاقة 380 فولت في الأسرة إلى مقوم سلبي ثلاثي الأطوار (غير متحكم فيه). إن معرفة بعض ميزات الجهاز الإلكتروني ومخططات التصحيح الحالية ستكون مفيدة للغاية. هذا سوف يساعد مالك معدات الطاقة على تشغيلها بشكل أكثر كفاءة وعقلانية لفترة طويلة.
وصف المقومات
يتجلى الفرق الرئيسي بين الأجهزة من نظائرها أحادية الطور في ما يلي:
- يتم تثبيت الأول في خطوط 220 فولت ويتم استخدامه للحصول على تيارات ثابتة ذات حجم ضئيل (حتى 50 أمبير) ؛
- يتم استخدام مقومات التيار ثلاثية الأطوار في الدوائر حيث تتجاوز تيارات العمل (المصححة) هذا المؤشر بشكل ملحوظ وتصل إلى عدة مئات من الأمبيرات.
- بالمقارنة مع عينات أحادية الطور ، تحتوي هذه الأجهزة على جهاز أكثر تعقيدًا.
مخططات معروفة لتصحيح الجهد ثلاثي الأطوار ، مما يسمح بالحصول على الحد الأدنى من مستوى التموج عند الإخراج.
في الهندسة الكهربائية ، يطلق عليها "مقومات الجسر ثلاثية الطور" ، لأنها من خلال طريقة فتح الثنائيات التي تتحكم فيها قطبية الجهد ، تشبه الجسر فوق نهر به حركة مرور أحادية الاتجاه. فقط اتجاه تدفق الإلكترون فيها يتناوب بتردد 50 هرتز ، لا يمكن للسيارات بالتناوب في كل اتجاه.
مبدأ التشغيل
يعتمد مبدأ تشغيل أي محول جهد جيبي على خصائص التصحيح لعنصر شبه موصل خاص - الجرمانيوم أو ثنائي السيليكون. عندما يتدفق التيار المتناوب من خلاله ، "تمر" نصف الموجة الموجبة بحرية عبر الانتقال الإلكتروني العامل ، والذي يتحول في الاتجاه الأمامي. تحت تأثير نصف الموجة السلبية ، تواجه الإلكترونات عقبة في شكل حاجز محتمل ، بحيث لا يمكن للتيار أن يتدفق خلال الانتقال.
في أبسط مخططات التحويل ، يتم استخدام دورة غير مكتملة لمعالجة المستويات المتغيرة ، حيث يتم فقدان النصف الثاني من الموجة بشكل لا رجعة فيه. هذا يقلل بشكل كبير من الطاقة المحولة. للحفاظ على المكون المفيد ، تم تطوير نظامين لتصحيح نصف الموجة حيث تم زيادة عدد الثنائيات إلى اثنين.
قد تحتوي "دائرة الدورة الكاملة" على 4 عناصر مقوم ، ولكن هذه الدائرة تنتمي إلى فئة الجسر.
مقوم نصف موجي متعدد الأطوار
أولاً ، من الملائم أكثر التفكير في المقومات أحادية الطور نصف الموجة ثلاثية المراحل والتي يسهل تصنيعها واستخدامها في دوائر المحولات البسيطة وغير المكلفة. عندما يتم بناؤها ، يتم تثبيت صمام ثنائي قوي في كل مرحلة ، يخدم هذا الفرع فقط.
في المجموع ، في عينة نصف موجة من جهاز المقوم ، يتم استخدام ثلاث صمامات ثنائية شبه موصلة ذات أحمال متصلة بها. بعد دراسة الرسوم البيانية للجهود والتيارات التي تم الحصول عليها عند خرج الدائرة الكهربائية ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:
- كفاءة (COP) عمل مثل هذا الجهاز منخفضة للغاية ؛
- يتم فقدان الطاقة الصافية عند معالجة نصف الموجات السالبة لجميع المراحل الثلاث ؛
- عند استخدام هذه الأجهزة ، من الصعب جدًا الحصول على خصائص الحمل المطلوبة.
كل هذه العيوب في دوائر نصف الموجة أجبرت المطورين على تعقيدها من خلال تطبيق مبدأ التحويل الموازي المزدوج.
مقوم نصف الموجة
تعمل بعض عينات معدات الطاقة فقط مع كمية كبيرة من التيار المصحح المتدفق في الحمل.إنه غير قادر على توفير مقوِّمات نصف موجة ، وهو ما يفسره خسائر كبيرة فيها. لزيادة سعة الحمل في الدوائر الحالية ثلاثية الطور ، يتم استخدام أجهزة مقوم نصف الموجة التي تحتوي على ثنائيين لكل مرحلة بشكل متزايد.
يتم تضمين التضمين الكلاسيكي في هذه الحالة وفقًا لمخطط Larionov ، حيث يتم تسمية جهاز المقوم نفسه.
يوضح تحليل الرسوم البيانية العاملة لمُعدِّل هذا بوضوح مزاياها غير القابلة للجدل. عند استخدام هذه الدوائر ، يتم استخدام كل من موجات نصف موجبة وسالبة ، مما يزيد من كفاءة المحول بأكمله. ويفسر ذلك حقيقة أن الهيكل الثلاثي المراحل للدائرة ، إلى جانب تصحيح نصف الموجة ، يوفر زيادة بمقدار ستة أضعاف في تردد النبض. ونتيجة لذلك ، يزداد اتساع إشارة الخرج بعد تنعيم المكثفات بشكل ملحوظ (بالمقارنة مع مقوم نصف الموجة) ، وتزداد الطاقة المرسلة إلى الحمل.
أجهزة الجسر
تسمح "دائرة تصحيح الجسر ثلاثية الطور" بالمزيد لزيادة كفاءة تحويل جهد التيار المتردد إلى تيار مستمر. من الملائم أكثر تقديم طريقة التحويل هذه في شكل مزيج من دائرتين من نقطة الصفر بنصف الموجة حيث تشكل الثنائيات الفردية مجموعة الكاثود ، وحتى تلك التي تشكل مجموعة الأنود الخاصة بها. في دارة جسر ثلاثية الطور ، يتم دمج فرعين لمعالجة نصف موجات قطبية مختلفة في نظام واحد.
من الأسهل تخيل مبدأ تشغيل مقوم الجسر ثلاثي المراحل على النحو التالي:
- عندما يعمل جهد متناوب عند مدخلاته ، لكل نصف موجة ، يتم فتح اثنين من الثنائيات الأربعة ، والتي يتم تشغيلها كما لو كانت في المرآة ؛
- في الحالة الأولى ، يتم تقويم نصف الموجة الموجبة لجهد الدخل ، وفي الحالة الثانية ، سلبية ؛
- ونتيجة لذلك ، فإن ناتج مثل هذه الدائرة المتقاطعة دائمًا ما يكون زائدًا في أحد أقطاب الجسر ، وناقصًا في الآخر.
في كل من جسور المعدل ثلاثية الطور وفي دوائر نصف الموجة عند تقاطعات الصمام الثنائي ، يتم فقد جزء من جهد الدخل (في كل الصمام الثنائي - لا يزيد عن 0.6 فولت).
وبالتالي فإن الخسارة الإجمالية لكل دورة (إيجابية وسلبية) في جسر ثلاثي الطور ستكون 1.2 فولت. يأخذ مطورو معدات المقوم هذه الخسائر في الاعتبار دائمًا ، ومن أجل الحصول على الطاقة المطلوبة عند الإخراج ، يبالغون قليلاً في معلمات الإدخال مقدمًا.
إن مخططات الجهد أو الرسوم البيانية لدوائر الجسر هي أفضل تأكيد على أن هذه الطريقة لربط الثنائيات بدائرة المعدل توفر أقصى نقل للطاقة. في الوقت نفسه ، يتم تعويض خسائر الجهد الصغيرة عند التقاطعات في الغالب عن طريق الترشيح الأفضل في الدوائر الثانوية.
ملامح جسر من ثلاث مراحل وخيارات البناء
تحتوي دوائر الجسر لمعدلات التيار ثلاثية الطور على خيارات لتحسين معلمات الجهاز. يمكن تحسينها عن طريق إدخال عناصر صمام إضافية. تقوم بتركيب 6 أو 9 أو حتى 12 صمامًا ثنائيًا مقومًا متصلًا وفقًا لمخطط "النجم" أو "المثلث".
كلما زادت أطوار (أو أزواج من الثنائيات) المستخدمة في دائرة المقوم ، انخفض مستوى تموج جهد الخرج.
كمثال ، ضع في اعتبارك جهازًا يحتوي على 12 صمامًا ثنائيًا مقومًا. يتم تضمين إحدى مجموعات 6 قطع في هذه الحالة وفقًا لمخطط "نجمة" بنقطة صفر مشتركة ، والثانية - في مثلث (بدون أرض). بالنظر إلى أن المقومات متصلة في سلسلة ، يتم تجميع الإمكانات عند خرج النظام ، ويبلغ تردد التموج في الحمل 12 ضعفًا من قيمة الشبكة (50 هرتز). بعد التصفية ، يتميز الجهد الموفر للمستهلك بجودة أعلى.
مقارنة بين الأجهزة أحادية الطور وثلاثية الأطوار
عند مقارنة مخططات التصحيح ثلاثية الطور مع النظائر أحادية الطور ، من المهم ملاحظة النقاط التالية:
- يتم استخدام الأولى فقط في شبكات الطاقة 380 فولت ، ويمكن تثبيت الصنف الثاني في دوائر أحادية الطور وثلاث مراحل (واحدة لكل مرحلة) ؛
- يمكن لمعدلات 380 فولت تحويل طاقة كبيرة وتطوير تيارات كبيرة في الحمل ؛
- من ناحية أخرى ، من الصعب إلى حد ما عمل مقوم ثلاثي المراحل من تلقاء نفسه ، لأنه يتكون من عدد أكبر من المكونات.
سيكون حساب المقوم ثلاثي المراحل أكثر صعوبة أيضًا ، نظرًا لأنه في هذه الحالة يتم أخذ مكونات المتجهات للتيارات والجهود. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في دوائر 380 فولت يتم تغيير معلمات الطور بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة.
فهم جوهر مقوم ثلاثي المراحل هو أمر سهل. للقيام بذلك ، ستحتاج إلى التعرف على أساسيات تشغيل أجهزة الصمامات وتحليل الدائرة الكهربائية لتضمينها. ستساعد معرفة مبدأ تشغيل الأجهزة المقوم المستخدم على استخدامه بشكل أكثر فعالية في العمل اليومي.
