من الناحية التاريخية ، يعد الحصول على الكهرباء في شكل تيار متناوب يتم توليده بواسطة مولدات محطات الطاقة أكثر ربحية وأقل تكلفة. مثل هذا التمثيل جعل من الممكن نقله بكفاءة عبر مسافات شاسعة. في الطرف المتلقي ، تم تحويله إلى جهد أحادي الطور ، مناسب للمستهلكين ، وفي هذا الشكل دخل خط الطاقة. ومع ذلك ، تحتاج الدوائر الداخلية لمعظم مستقبلات الطاقة الحديثة إلى مصدر طاقة ثابت ، يتم اختيار قيمته من سلسلة قياسية من القيم 5 ، 9 ، 12 ، 24 ، 36 أو 48 فولت. للحصول عليها ، يجب إدخال مقوم جهد خاص (24 فولت ، على سبيل المثال) في دائرة الأجهزة الإلكترونية.
مبدأ تشغيل المقوم
لفهم واضح لمبدأ تشغيل مقوم التيار المستمر ، يجب عليك أولاً التفكير في استخدام عناصر أشباه الموصلات (الثنائيات) لتصحيح الجهد المتناوب. ميزتها المميزة هي القدرة على إجراء التيار في اتجاه واحد فقط. بسبب هذه الخاصية ، سيكون للجهد المتناوب المطبق عليهم عند الخرج شكل نبضات موجبة مع قطع النصف السفلي من فترة نصف التذبذب. مع موجات نصف موجبة ، سوف يتدفق تيار عبر الصمام الثنائي ، والذي هو الأساس لتشكيل مصدر طاقة ثابت. للحصول عليه ، هناك حاجة إلى عناصر كهربائية إضافية.
يتضمن أي مقوم تيار العقد الرئيسية التالية:
- محول تنازلي يحول 220 فولت إلى القيمة المطلوبة ؛
- مجموعة من الثنائيات (الجسر) ؛
- مكثف تجانس (الترشيح) ؛
- مثبت على أساس عناصر الترانزستور.
هناك العديد من الخيارات للمقومات الإلكترونية ، تختلف في عدد وطريقة توصيل الثنائيات ، بالإضافة إلى معلمات التشغيل الخاصة بها. ذات أهمية خاصة هي الأساليب المختلفة لإدراج عناصر الصمام الثنائي في الدائرة. يتم تجميع شلال التثبيت لجهاز المعدل على مفاتيح الترانزستور ، تسمى المرحلات الإلكترونية.
أنواع المقومات
اعتمادًا على طريقة التبديل إلى الثنائيات شبه الموصلة ، تنقسم جميع مقومات التيار المتردد إلى الأنواع التالية:
- نصف موجة (نصف موجة) ؛
- نصف موجة (موجة كاملة مع مخطط منتصف أو مخطط Mitkevich) ؛
- جسر جريتز أو المقومات ؛
- مقومات مع مضاعفة جهد التشغيل ودوائر أخرى أقل شيوعًا.
تبديل نصف الموجة هو أبسط طريقة تستخدم لتصحيح التيار المتناوب. اسم آخر هو دائرة المعدل صفر.
باستخدام أجهزة من هذه الفئة ، من الممكن الحصول على تيار خرج نابض (يستخدم فقط النصف). تتميز المخططات القائمة على أساس نصف الموجة بكفاءة تحويل منخفضة ونادرا ما تستخدم. تتضمن نظائرها نصف الموجة اثنين من الثنائيات وتوفر تصحيح نصف الموجة لكلا القطبين. فهي أكثر كفاءة وتستخدم في إمدادات الطاقة البسيطة.
تتميز مقومات الجسر أحادية الطور ، ما يسمى بدارات جريتز مع 4 ديودات ، بكفاءة عالية ، والتي تُفهم على أنها كفاءة استخدام الطاقة المستلمة من المحول.
يعد الجهد عند خرج جسور مقوم أشباه الموصلات أساسًا جيدًا للتنعيم والاستقرار لاحقًا - للحصول على التيار المباشر.
يتم استخدامها على نطاق واسع في الأجهزة ذات كثافة الطاقة المتزايدة مثل المولدات ذات الفولتية الناتجة من عشرات إلى مئات فولت. تشمل مزاياها ما يلي:
- جهد عكسي منخفض (كسور فولتا) ؛
- أبعاد صغيرة
- كفاءة عالية في استخدام المحولات (بالمقارنة مع مخطط Mitkevich).
العيب الكبير لدوائر الجسر هو انخفاض الجهد المزدوج عبر الثنائيات ، مما يجبرهم على تحديد معلمات الإخراج للمحول بهامش أثناء تطورهم. ثم يُفقد هذا الجزء من القوة المفيدة عند تقاطعات الثنائيات الأربعة.
أنواع المقومات حسب الوظيفة
وفقًا للغرض والوظيفة ، تنقسم عينات المقوم المعروفة إلى أجهزة أحادية الطور وثلاثية الأطوار. يتم استخدام السابق في الشبكات الكهربائية للمباني السكنية والمنازل الخاصة وهو مخصص لتشغيل الأجهزة المنزلية. والثاني عبارة عن وحدة إلكترونية مكونة من 3 وحدات من نفس النوع ، يتم تصنيعها وفقًا لأحد المخططات التالية:
- مقومات أحادية الدورة
- أنظمة الدفع والسحب
- وحدات مركبة: بلفتين من ثلاث مراحل مع اتصال متوازي وسلسلة من الثنائيات.
استخدام مخططات التحويل أحادية الدورة محدود بسبب الكفاءة المنخفضة للجهد المصحح. يتم استخدام نظيراتهم من الدفع والسحب على نطاق واسع في محركات DC والآلات الكهربائية الأخرى التي تحتوي على مجموعات الفرشاة في تصميمها. بالإضافة إلى المقومات الكلاسيكية ، المصممة للتركيب في محركات المبدل ، هناك مخططات يمكنها زيادة جهد الخرج عدة مرات. حالة خاصة من هذه الحلول هي مقوم مضاعفة الجهد.
تختلف دائرة المقوم مع مضاعفة الجهد فقط في التفاصيل عن الخيارات التي تم النظر فيها بالفعل. تسمى هذه الأجهزة عادة المضاعفات ، والتي يتم تجميعها بسهولة بأيديهم.
العلاقات الأساسية عند حساب المقوم
لحساب مقوم نصف موجة محدد كمثال ، تحتاج إلى معرفة البيانات الأولية التالية:
- جهد الدخل الذي يعمل في اللف الثانوي للمحول ؛
- التيار في الثنائيات المتدفقة في الدائرة مع مراعاة الحمل ؛
- سعة مكثف إلكتروليتي ، يتم اختياره بناءً على معامل تموج معين ؛
- الجهد الأقصى عليه.
من المهم النظر في انخفاض الجهد عبر الثنائيات الحالة الصلبة في الحالة المفتوحة.
يتم عرض النسب المحسوبة لهذه الحالة في النموذج التالي.
- التيار في لف المحولات يساوي من حيث الحجم قيمته القصوى في الحمل (Iobm = Inagr).
- الجهد في اللف الثانوي في وضع الخمول هو U2≈0.75Unag.
- من المستحسن استخدام الثنائيات المعدل مع المعلمات التالية: Ureb> 3.14Unag و Imax> 1.57Inag.
تستخدم المقومات على نطاق واسع في مختلف مجالات الهندسة الكهربائية والإلكترونيات ، بما في ذلك أنظمة التحكم الحديثة. لذلك ، من المهم جدًا فهم ما هي المقومات الحالية وما هي أصنافها المستخدمة لبناء الدوائر الأكثر كفاءة.
