منظم الجهد التلقائي
منظم الجهد التلقائي
منظم الجهد التلقائي (AVR) هو جهاز أساسي مصمم لتنظيم مستويات الجهد. يقوم بتحويل الجهد المتقلب إلى جهد ثابت ومتسق. تتسبب التقلبات في الجهد بشكل أساسي بسبب التغيرات في الحمل على نظام التغذية. يمكن أن تكون هذه التغيرات في الجهد ضارة بالأجهزة داخل النظام الكهربائي، مما قد يؤدي إلى أعطال أو حتى تلف دائم.
للحكم على هذه التقلبات في الجهد، يمكن تركيب معدات التحكم في الجهد في مواقع رئيسية متعددة داخل النظام الكهربائي، مثل بالقرب من المحولات والمولدات والخطوط المرسلة. في الواقع، غالبًا ما يتم نشر منظمات الجهد في أكثر من نقطة واحدة داخل النظام الكهربائي لإدارة فعالة للتقلبات في الجهد.
التحكم في الجهد في الأنظمة الكهربائية المباشرة والمتناوبة
نظام التغذية المباشر: في نظام التغذية المباشر، عندما يتعلق الأمر بالخطوط المرسلة ذات الطول المتساوي، يمكن استخدام المولدات ذات التعويض الزائد للتحكم في الجهد. ومع ذلك، بالنسبة للخطوط المرسلة ذات الأطوال المختلفة، يتم استخدام معزز الخط لحفظ جهد ثابت في نهاية كل خط مرسل.
نظام التغذية المتناوب: في نظام التغذية المتناوب، يمكن تحقيق التحكم في الجهد عبر طرق مختلفة. تشمل هذه الطرق استخدام محولات المعززة ومحولات الإندوكيشن والمكثفات الموازية وغيرها. لكل طريقة مزاياها الخاصة ويتم اختيارها بناءً على المتطلبات الخاصة بالنظام الكهربائي.
مبدأ عمل منظم الجهد
يعمل منظم الجهد على أساس اكتشاف الخطأ. أولاً، يتم الحصول على الجهد الخرجي للمولد الكهربائي عبر محول الجهد. ثم يتم تقويم هذا الجهد وتصفية قبل مقارنته بجهد مرجع. يُطلق على الفرق بين الجهد الفعلي والجهد المرجعي اسم جهد الخطأ. يتم تضخيم هذا الجهد الخطأ بواسطة مكبر للصوت ومن ثم يتم تزويده إما إلى المحرك الرئيسي أو المحرك المساعد. من خلال تعديل التحفيز بناءً على هذا الجهد الخطأ المضخم، يعمل منظم الجهد على التحكم والتثبيت في الجهد الخرجي للمولد، مما يضمن تزويد كهربائي ثابت وموثوق.
وبالتالي، تقوم الإشارات الخطأ المضخمة بتنظيم التحفيز للمحرك الرئيسي أو المحرك المساعد عبر آلية زيادة أو تقليل. وهذا بدوره يتحكم بالتقلبات في الجهد. من خلال التحكم في خرج المحرك، يتم تنظيم الجهد النهائي للمولد الرئيسي بشكل فعال.
تطبيقات منظم الجهد التلقائي
يقوم منظم الجهد التلقائي (AVR) بعدة وظائف حيوية:
التحكم في الجهد وتقوية الاستقرار: يحافظ على جهد النظام الكهربائي ضمن حدود مقبولة ويجعل الآلة تعمل أقرب إلى حدود الاستقرار الثابت. وهذا يضمن تزويد كهربائي موثوق ويمنع عدم الاستقرار المتعلقة بالجهد في النظام.
تقاسم الحمل غير النشط: عند تشغيل عدة مولدات متوازية، يلعب AVR دورًا رئيسيًا في توزيع الحمل غير النشط بينها. وهذا يساعد في تحسين أداء المولدات المتوازية وحفظ عامل القوة الكلي للنظام.
تخفيف الجهد الزائد: يعتبر AVR فعالًا في تقليل الجهد الزائد الذي يحدث بسبب فقدان الحمل المفاجئ في النظام. من خلال تعديل التحفيز بسرعة، يمنع ارتفاع الجهد الزائد الذي قد يتسبب في تلف الأجهزة الكهربائية.
تعديل التحفيز أثناء العطل: تحت ظروف العطل، يقوم AVR بزيادة التحفيز للنظام. وهذا يضمن توفر قوة التزامن القصوى أثناء إزالة العطل، مما يسهل استعادة النظام بشكل أسرع وأكثر سلاسة.
التحكم في التحفيز تبعًا للحمل: عند حدوث تغيير مفاجئ في الحمل على المولد، يقوم AVR بتعديل نظام التحفيز. يضمن أن يستمر المولد في توفير نفس الجهد تحت ظروف الحمل الجديدة. يحقق AVR هذا من خلال العمل على مجال المحرك المساعد، وتعديل الجهد الخرجي للمحرك والتيار المغناطيسي. ومع ذلك، خلال التقلبات الشديدة في الجهد، قد لا يستجيب AVR القياسي بسرعة كافية.
منظمات الجهد السريعة الفعل
لتحقيق استجابة أسرع، يتم استخدام منظمات الجهد السريعة الفعل المستندة على مبدأ التخطي والإصلاح. في هذا المبدأ، عند زيادة الحمل، يتم أيضًا زيادة التحفيز للنظام. ولكن قبل أن يصل الجهد إلى القيمة المقابلة للتحفيز المزداد، يقوم المنظم بتوقع وتقليل التحفيز إلى المستوى المناسب. تسمح هذه الآلية بالتخطي والإصلاح بضبط أسرع وأكثر دقة للجهد، مما يعزز أداء النظام الكهربائي أثناء التغييرات الديناميكية في الحمل.
