تيار المحول: الابتدائي مقابل الثانوي + الصيغ

تيار المحول: دليل عملي (مع الصيغ والأمثلة العالمية-الحقيقية)

إذا اضطررت في أي وقت مضى إلى تحديد حجم الكابل، أو تعيين مرحل حماية، أو معرفة سبب استمرار تعطل القاطع، فأنت تعلم بالفعل أن الحصول على مقبض لتيار المحول يعد أمرًا كبيرًا.

ببساطة، تيار المحول هو تدفق الكهرباء الذي يتحرك عبر اللفات. لكن الأمر ليس دائمًا شيئًا ثابتًا. اعتمادا على ما يحدث، يمكن أن تتعامل معهتيار الحمل العادي، أو تدفق تيار-عدم التحميل، أو تلك الطفرة المفاجئة والمزعجة-لتيار التدفق عند تنشيط الشيء لأول مرة.

دعونا نحصل على شيء واحد مباشرة من الخفافيش:المحول لا يخلق التيار.إنه مجرد وسيط، ينقل الطاقة بين الدوائر باستخدامالحث الكهرومغناطيسي. يعتمد مقدار التدفق الفعلي للتيار على بعض الأجزاء المتحركة: الجهد الكهربي، وسعة المحول (kVA)، والحمل المعلق عليه، وعامل الطاقة، وحتى كفاءة المحول نفسه.

إذا كنت مهندسًا أو كهربائيًا أو فني صيانة، فهذه الأشياء مهمة. لماذا؟ لأنك تحتاج إليها لتحديد حجم المحولات واختيار الكابلات المناسبة وتصميم أنظمة الحماية و-لنكن صادقين-تحري الخلل وإصلاحه عندما تسوء الأمور.

في هذا الدليل، سنقوم بالتجولالتيار الأساسي والثانوي، ونسبة التيار،-تيار التحميل، والتيار المقدر، وتيار التدفق المزعج. ونعم، سنطرح بعض الأمثلة الحسابية العملية حتى يكون الأمر منطقيًا بالفعل.

يحتوي كل محول على ملفين رئيسيين:الأساسي (متصل بمصدر الطاقة الخاص بك) والثانوي (متصل بالحمل الخاص بك).

التيار الأساسي (إيب)هو التيار المسحوب من العرض.

التيار الثانوي (هل)هو التيار الذي يتم تسليمه إلى الحمل.

إليك القاعدة الأساسية: كلما كان حجم المحول أكبر (كيلو فولت أمبير أعلى)، زاد التيار الذي يمكن أن يصدره. محولات أصغر؟ إنها مصنوعة لأداء مهام أخف.

بالنسبة للمحول المثالي (نظريًا، لا توجد خسائر)، فإن طاقة الإدخال تساوي طاقة الخرج:

أين:

V_p​= الجهد الأساسي

V_s= الجهد الثانوي

I_p​=التيار الأساسي

I_s​=تيار ثانوي

ولهذا السبب أمحول تنحي-لأسفليسقط الجهد لكنه يرفع التيار. تظل الطاقة كما هي تقريبًا، لكن الجهد-المقايضة الحالية-متوقفة بشكل حقيقي.

العلاقة بين التيار الأولي والثانوي تتلخص في نسبة المنعطفات. بما أن الجهد يعتمد على عدد اللفات في كل ملف:

ولأن القوة محفوظة (مرة أخرى، في عالم مثالي):

وهو ما يعني أيضًا:

باللغة الإنجليزية البسيطة: يتحرك التيار في الاتجاه المعاكس للجهد. إذا قمت بتخفيض الجهد من 11 كيلو فولت إلى 400 فولت، فمن الأفضل أن تصدق أن التيار الثانوي سيكون أعلى بكثير من التيار الأساسي.

مثال: حساب التيار الأولي

لنفترض أن لدينا محولًا به:

الجهد الأساسي: 10,000 فولت

الجهد الثانوي: 400 فولت

التيار الثانوي: 500 أ

التيار الأساسي سيكون:

لذلك، أنت تدفع500 أمبير على جانب الجهد المنخفض-.، ولكن سحب فقط20 أمبير من جانب الجهد العالي-.. في المحولات الحقيقية-، تتغير هذه الأرقام قليلاً بسبب فقد النواة، وفقدان النحاس، وتدفق التسرب-لذلك تكون طاقة الإدخال دائمًا أعلى قليلاً من الإخراج.

هناك مفهوم خاطئ شائع: "إذا لم يكن هناك حمل، فإن المحول لا يقوم بأي شيء."

خطأ. لا يزال يسحب كمية صغيرة من التيار. وهذا ما يسمىلا يوجد - تيار تحميل(أو تيار مثير/مغناطيسي). حتى مع فتح الثانوي، يحتاج الأولي إلى القليل من العصير للحفاظ على التدفق المغناطيسي في القلب. جزء من هذا التيار يخلق المجال المغناطيسي، والباقي يغطي الخسائر الأساسية الناجمة عن التباطؤ والتيارات الدوامة.

عادةً ما يمثل تيار عدم التحميل- هذا جزءًا صغيرًا من التيار المقدر. وفي المحولات الأكبر حجمًا والأفضل تصميمًا-، يكون المعدل أقل بفضل المواد المغناطيسية والبنية المحسنة.

عندما تقوم بتوصيل حمل إلى الجانب الثانوي، فإن التيار الثانوي يزداد بناءً على الطلب على الطاقة لهذا الحمل.

لنأخذ على سبيل المثال محركًا صناعيًا. التيار الذي يرسمه يعتمد عليهتصنيف الطاقة، والجهد، وعامل الطاقة. يمكنك تقدير الحمل الحالي باستخدام:

أين:

P=قوة التحميل

الخامس=الجهد

PF=عامل القدرة

مع زيادة الحمل الثانوي، يقوم الجانب الأساسي تلقائيًا بسحب تيار أكبر ليتناسب. وهذا ما يسمى في كثير من الأحيانالتيار المنعكس، لأن طلب الحمل الثانوي "ينعكس" مرة أخرى إلى الحمل الأساسي من خلال الحث الكهرومغناطيسي.

الالتصنيف الحاليهوالحد الأقصى للتيار المستمريمكن للمحول أن يحمل بأمان الجهد المقنن وسعة kVA. عادة ما تجد هذا علىلوحةأو احسبها من التصنيف.

معرفةتيار الحمل الكامليعد أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار قواطع الدائرة أو الكابلات أو أشرطة التوصيل أو أجهزة الحماية. قم بتشغيل محول أعلى من تياره المقنن لفترة طويلة جدًا، وستحصل على تسخين مفرط، وتقادم أسرع للعزل، وعمر افتراضي أقصر.

هذه إحدى المهام الأكثر شيوعًا التي ستواجهها-لتحويل كيلو فولت أمبير إلى أمبير. وإليك كيف يتم ذلك.

محول -أحادي الطور

مثال 1: محول الطور الأحادي - بقدرة 5 كيلو فولت أمبير
عند 230 فولت:

لذا، يبلغ تيار الحمل الثانوي الكامل-حوالي 21.7 أمبير.

ثلاثة-محول الطور

حيث VLLVLL​ هو الخط -إلى-خط الجهد.

مثال 2: محول ثلاثي الطور بقدرة 50 كيلو فولت أمبير.-
عند 400 فولت:

لذا، يبلغ تيار الحمل الكامل-72.2 أمبير تقريبًا.

مثال 3: حساب التيار الأولي من التيار الثانوي

منح:

الجهد الأساسي: 11 كيلو فولت

الجهد الثانوي: 415 فولت

التيار الثانوي: 1000 أ

باستخدام النسبة الحالية:

يصل التيار الأولي إلى حوالي 37.7 أ.

تيار التدفقهو ذلك الارتفاع المفاجئ والمؤقت الذي تحصل عليه عند تشغيل المحول لأول مرة. لا يدوم لفترة طويلة، ولكن من الممكن أن يكون أعلى بعدة مرات من التيار المقدر-ويمكن أن يؤدي إلى إحداث فوضى في أنظمة الحماية.

لماذا يحدث ذلك؟ عندما يتم تطبيق الجهد لأول مرة، يمكن للتدفق المغناطيسي في القلب أن يتجاوز المستويات الطبيعية، خاصة إذا كان هناك بقايا مغناطيسية متبقية من آخر مرة تم تشغيلها.

لتجنب هذه المشاكل، يولي المهندسون اهتمامًا وثيقًا باختيار الكسارة، ومنحنيات الوقت-التيار، وتقنيات التبديل التي يتم التحكم فيها،تتابع الحمايةإعدادات.

كلاهما مغناطيسي بطبيعتهما، لكنهما ليسا نفس الشيء:

هل يسحب المحول تيار بدون حمل؟
نعم. هذا هو -تيار التحميل الذي تحدثنا عنه-وهو يحتاج إليه للحفاظ على التدفق وتغطية الخسائر الأساسية.

كيف يمكنك حساب التيار الابتدائي والثانوي؟
استخدم صيغ كيلو فولت أمبير والجهد أعلاه. وتذكر العلاقة:

لماذا يكون التيار الابتدائي منخفضا عندما يكون الثانوي مفتوحا؟
لأنه لا توجد قوة تتطلب التحميل. يوفر الأولي فقط تيار المغنطة الصغير والخسائر الأساسية.

هل يمكن للمحول أن يسحب أكثر من التيار المقنن؟
نعم، ولكن عادة لفترة وجيزة فقط. قد تكون الأحمال الزائدة المؤقتة مقبولة اعتمادًا على التصميم، ولكن التحميل الزائد المستمر هو مسار سريع لفشل العزل وقصر العمر.

تتحرك التيارات الأولية والثانوية في اتجاهين متعاكسين بالنسبة للجهد.

النسبة الحالية تتبع نسبة المنعطفات.

حتى بدون تحميل، يسحب المحول بعض التيار.

يمكنك حساب التيار المقنن من كيلو فولت أمبير والجهد.

الصيغ الكبيرة التي يجب تذكرها:

مرحلة واحدة-:

ثلاث-مراحل:

يعد تيار التدفق مؤقتًا ولكن يجب أخذه في الاعتبار عند تصميم الحماية.

إن الحصول على فكرة قوية عن تيار المحولات ليس أمرًا أكاديميًا فقط-إنه يساعدك على اختيار المعدات المناسبة والحفاظ على موثوقية الأنظمة واكتشاف المشكلات قبل أن تتحول إلى أعطال باهظة الثمن.

اتصل الآن