كيفية حساب سعة محول الحالة الصلبة بشكل صحيح

تُشير سعة المحول إلى القوة الظاهرية عند موقع التوصيل الرئيسي للمحول، والسعة المذكورة على لوحة بيانات المحول هي السعة المقننة. في تشغيل المحولات الكهربائية، هناك حالات من الحمل الأقل بسبب السعة الزائدة، وكذلك حالات من الحمل الزائد أو التشغيل بتيار زائد مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المعدات وحتى الاحتراق. هذه الممارسات غير المناسبة لتوفيق السعات تؤثر مباشرة على موثوقية وكفاءة تزويد الطاقة في الأنظمة الكهربائية. لذا، يعد تحديد السعة المناسبة للمحول أمرًا حاسمًا لضمان تشغيل نظام طاقة موثوق واقتصادي.

يجب مراعاة العوامل التالية عند حساب سعة المحولات ذات الحالة الصلبة:

• الجهد المدخل: يشير الجهد المدخل إلى قيمة الجهد المزود للمحول. عادةً ما يكون للمحولات ذات الحالة الصلبة نطاق جهد مدخل محدد (مثل 220 فولت ~ 460 فولت)، ويجب اختيار محول مناسب بناءً على هذا النطاق.

• الجهد الخارج: يشير الجهد الخارج إلى قيمة الجهد المعطى بواسطة المحول. للمحولات ذات الحالة الصلبة أيضًا نطاق جهد خرج محدد (مثل 80 فولت متناوب ~ 480 فولت متناوب)، والذي يجب مراعاته عند اختيار محول مناسب.

• السعة المقننة: تشير السعة المقننة إلى أقصى حمل يمكن أن يتعامل معه المحول، وعادة ما يتم التعبير عنها بالكيلوفولت أمبير (كيلوفولت أمبير). غالبًا ما يتم تحديد السعة المقننة بناءً على الطلب؛ إذا كان الحمل يتطلب تيارًا إجماليًا كبيرًا، يجب اختيار محول بسعة أكبر.

• القوة المدخلة: تساوي القوة المدخلة الجهد المدخل مضروبًا في التيار المدخل، وغالبًا ما يتم التعبير عنها بالكيلووات (كيلووات).

لذلك، باعتبار هذه العوامل، يمكن التعبير عن صيغة حساب السعة للمحول ذو الحالة الصلبة كالتالي:
السعة (كيلوفولت أمبير) = الجهد المدخل (فولت) × التيار المدخل (أمبير) / 1000.

ملاحظة: تختلف المحولات ذات الحالة الصلبة عن المحولات الكهربائية التقليدية. المحول ذو الحالة الصلبة هو تركيب من المحول والمحول، مما يجعله مناسبًا للغاية لتطبيقات التحويل الثابت للطاقة. ومع ذلك، تختلف طرق حسابها عن تلك الخاصة بالمحولات التقليدية.

تشابه طرق حساب السعة للمحولات أحادية الطور والثلاثية الطور. يستخدم الشرح التالي حساب سعة المحول الثلاثي الطور كمثال. الخطوة الأولى في حساب سعة المحول هي تحديد القوة القصوى لكل طور من الأحمال (بالنسبة للمحولات أحادية الطور، فإنها تعني ببساطة القوة القصوى للأحمال أحادية الطور).

قم بتجميع قوة الأحمال بشكل مستقل لكل طور (A، B، وC). على سبيل المثال، إذا كانت القوة الإجمالية للأحمال على الطور A هي 10 كيلووات، الطور B هو 9 كيلووات، والطور C هو 11 كيلووات، فاختر القيمة القصوى وهي 11 كيلووات.

ملاحظة: بالنسبة للأجهزة أحادية الطور، يتم الأخذ بالقيمة القصوى المدرجة على لوحة بيانات الجهاز. بالنسبة للأجهزة ثلاثية الطور، يتم تقسيم القوة الإجمالية على 3 للحصول على القوة لكل طور. على سبيل المثال:
القوة الإجمالية للأحمال على الطور C = (300 واط × 10 أجهزة كمبيوتر) + (2 كيلووات × 4 مكيفات هواء) = 11 كيلووات.

الخطوة الثانية في حساب سعة المحول هي تحديد القوة الإجمالية الثلاثية الطور. استخدم القوة القصوى لأحادي الطور لحساب القوة الإجمالية الثلاثية الطور:
القوة القصوى لأحادي الطور × 3 = القوة الإجمالية الثلاثية الطور.

استخدام القوة القصوى للأحمال على الطور C وهي 11 كيلووات:
11 كيلووات × 3 (أطوار) = 33 كيلووات. وبالتالي، تكون القوة الإجمالية الثلاثية الطور 33 كيلووات.

حالياً، تبلغ نسبة أكثر من 90% من المحولات المتاحة في السوق عامل قدرة يبلغ فقط 0.8. لذا، يجب تقسيم القوة الإجمالية على 0.8:
33 كيلووات / 0.8 = 41.25 كيلووات (القوة الظاهرية المطلوبة للمحول بالكيلووات).

وفقًا لـ دليل تصميم الهندسة الكهربائية، يجب اختيار سعة المحول بناءً على الحمل المحسوب. بالنسبة للمحول الواحد الذي يوفر حملًا ثابتًا، عادةً ما يتم اتخاذ عامل الحمل β حوالي 85%. وهذا يعبر عنه كالتالي:
β = S / Se
حيث:
S — السعة المحسوبة (كيلوفولت أمبير)؛
Se — سعة المحول (كيلوفولت أمبير)؛
β — عامل الحمل (عادة بين 80٪ و 90٪).

لذا:
41.25 كيلووات (متطلبات القوة الظاهرية) / 0.85 = 48.529 كيلوفولت أمبير (سعة المحول المطلوبة).لذلك، سيكون محول بسعة 50 كيلوفولت أمبير مناسبًا.