دليل شامل لأنواع محولات الطاقة ومبادئ عملها

يمكن تصنيف محولات الطاقة إلى عدة فئات حسب الغرض والهيكل والمميزات الأخرى:

• حسب الغرض:

• محول رافع للجهد: يرفع الجهد من مستويات منخفضة إلى عالية، مما يمكّن من نقل الكهرباء بكفاءة على مسافات طويلة.

• محول خافض للجهد: يخفض الجهد من مستويات عالية إلى منخفضة، ويقوم بتزويد الطاقة للأحمال المحلية أو القريبة عبر شبكات التوزيع.

• حسب عدد الأطوار:

• محول أحادي الطور

• محول ثلاثي الأطوار

• حسب ترتيب اللفائف:

• محول لفيفة واحدة (محول ذاتي)، يوفر مستويين من الجهد

• محول لفيفتين

• محول ثلاث لفائف

• حسب مادة اللفائف:

• محول سلك النحاس

• محول سلك الألمنيوم

• حسب تنظيم الجهد:

• محول مع مبدل الشبكة بدون تحميل

• محول مع مبدل الشبكة تحت الحمل

• حسب الوسط المبرد والطريقة:

• محول مغمور بالزيت: تشمل طرق التبريد التبريد الطبيعي والتبريد بالهواء القسري (باستخدام مراوح على المبردات) والتبريد الدوري القسري للزيت بالهواء أو الماء، وهو شائع الاستخدام في المحولات الكهربائية الكبيرة.

• محول جاف: تكون اللفائف إما معرضة لوسط غازي (مثل الهواء أو السكسينفلوريد) أو مغلفة براتنج الإبوكسي. يتم استخدامها على نطاق واسع كمحولات توزيع، وهي متاحة حالياً حتى 35 كيلوفولت ولديها إمكانية تطبيق قوية.

مبدأ عمل المحولات:

تعمل المحولات على أساس الحث الكهرومغناطيسي. على عكس الآلات الدوارة مثل المحركات والمولدات، تعمل المحولات بسرعة دوران صفرية (أي أنها ثابتة). المكونات الرئيسية هي اللفائف والقلب المغناطيسي. أثناء التشغيل، تشكل اللفائف الدائرة الكهربائية، بينما يقدم القلب المسار المغناطيسي والدعم الميكانيكي.

عند تطبيق جهد التيار المتردد على اللفيفة الأولية، يتم إنشاء تدفق مغناطيسي متناوب في القلب (تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة مغناطيسية). هذا التدفق المتغير يرتبط باللفيفة الثانوية، مما يؤدي إلى ظهور قوة كهروموسعية (EMF). عند توصيل الحمل، يتدفق التيار في الدائرة الثانوية، مما يسلم الطاقة الكهربائية (تحويل الطاقة المغناطيسية مرة أخرى إلى طاقة كهربائية). يشكل هذا العملية "الكهربائي-المغناطيسي-الكهربائي" أساس تشغيل المحول.