تحويل القدرة الكهربائية

في الهندسة الكهربائية وهندسة الطاقة وصناعة الطاقة الكهربائية ، تحويل الطاقة هو تحويل الطاقة الكهربائية من شكل إلى آخر مثل التحويل بين التيار المتردد والتيار المستمر ؛ أو تغيير الجهد أو التردد ؛ أو مزيج من هؤلاء. محول الطاقة هو جهاز كهربائي أو كهروميكانيكي لتحويل الطاقة الكهربائية. قد يكون هذا بسيطًا مثل محول لتغيير جهد طاقة التيار المتردد ، ولكنه يتضمن أيضًا أنظمة أكثر تعقيدًا. يمكن أن يشير المصطلح أيضًا إلى فئة من الآلات الكهربائية تُستخدم لتحويل تردد واحد من التيار المتردد إلى تردد آخر.

غالبًا ما تتضمن أنظمة تحويل الطاقة مضاعفة وتنظيم الجهد.

تتمثل إحدى طرق تصنيف أنظمة تحويل الطاقة في ما إذا كان الإدخال والإخراج التيار المتردد (AC) أو التيار المستمر (DC).

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تحويل قدرة التيار المستمر

التيار المستمر-التيار المستمر

يمكن للأجهزة التالية تحويل DC إلى DC:

التيار المستمر-التيار المتردد

يمكن للأجهزة التالية تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد:

تحويل طاقة التيار المتردد

التيار المتردد-التيار المستمر

يمكن للأجهزة التالية تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر:

التيار المتردد-التيار المتردد

يمكن للأجهزة التالية تحويل التيار المتردد إلى تيار متردد:

أنظمة أخرى

هناك أيضًا أجهزة وطرق للتحويل بين أنظمة الطاقة المصممة لعملية أحادية وثلاثية الطور.

يختلف جهد الطاقة القياسي والتردد من بلد إلى آخر وأحيانًا داخل البلد. في أمريكا الشمالية وشمال أمريكا الجنوبية عادة ما تكون 120 فولت و 60 هرتز (هرتز) ، ولكن في أوروبا وآسيا وأفريقيا وأجزاء أخرى كثيرة من العالم ، عادة ما تكون 230 فولت و 50 هرتز.^[1] غالبًا ما تستخدم الطائرات طاقة 400 هرتز داخليًا ، لذلك يلزم تحويل التردد من 50 هرتز أو 60 هرتز إلى 400 هرتز للاستخدام في وحدة الطاقة الأرضية المستخدمة لتشغيل الطائرة أثناء وجودها على الأرض. على العكس من ذلك ، قد يتم تحويل الطاقة الداخلية الداخلية 400 هرتز إلى 50 هرتز أو 60 هرتز لتوفير منافذ الطاقة الملائمة للركاب أثناء الرحلة.

يمكن أيضًا اعتبار بعض الدوائر المتخصصة محولات طاقة ، مثل النظام الفرعي لمحول flyback الذي يقوم بتشغيل CRT ، مما يولد جهدًا عاليًا عند حوالي 15 كيلو هرتز.

عادةً ما تشتمل الإلكترونيات الاستهلاكية على محول تيار متردد (نوع من مزود الطاقة) لتحويل تيار التيار المتردد للجهد الرئيسي إلى تيار مستمر منخفض الجهد مناسب للاستهلاك بواسطة الرقائق الدقيقة. تُستخدم محولات جهد المستهلك (المعروفة أيضًا باسم "محولات السفر") عند السفر بين البلدان التي تستخدم ~ 120 فولت مقابل ~ 240 فولت تيار متردد. (هناك أيضًا "محولات" للمستهلكين والتي تشكل مجرد اتصال كهربائي بين قابس ومآخذ طاقة تيار متردد مختلفين الشكل ، ولكنها لا تغير الجهد ولا التردد.)

لماذا تستخدم المحولات في محولات الطاقة

تستخدم المحولات في محولات الطاقة لدمج:

العزل الكهربائي
تقليل الجهد أو رفعه

الدائرة الثانوية تعوم ، عندما تلمس الدائرة الثانوية ، فأنت تسحب فقط جهدها إلى جهد جسمك أو جهد الأرض. لن يكون هناك تيار يتدفق عبر جسمك. لهذا السبب يمكنك استخدام هاتفك المحمول بأمان أثناء شحنه ، حتى لو كان هاتفك المحمول به غلاف معدني ومتصل بالدائرة الثانوية.

تعمل محولات الطاقة بتردد عالٍ وتوفر طاقة منخفضة ، وتحتوي على محولات أصغر بكثير مقارنةً بالمحولات الأساسية ، وتطبيقات الطاقة العالية. عادة ، في أنظمة الطاقة ، تنقل المحولات الطاقة في وقت واحد ، بدون شحن! يلعب التيار في اللف الأبتدائي للمحول دورين:

يقوم بإعداد التدفق المتبادل وفقًا لقانون أمبير.
إنه يوازن بين تأثير إزالة المغناطيسية لتيار الحمل في الملف الثانوي.

يعمل محول محول Flyback بشكل مختلف ، مثل الملف. في كل دورة ، يتم شحن محول محول flyback أولاً ثم يطلق طاقته إلى الحمل. وفقًا لذلك ، تحتوي فجوة الهواء في محول flyback على وظيفتين. إنه لا يحدد الحث فحسب ، بل يخزن الطاقة أيضًا. بالنسبة لمحول flyback ، يمكن أن يكون لفجوة المحول وظيفة نقل الطاقة من خلال دورات الشحن والتفريغ.

W_{e}={\frac {1}{2}}BH={\frac {1}{2}}{\frac {B^{2}}{\mu }}

النفاذية النسبية للقلب $\mu _{r}$ يمكن ان يكون > 1,000, حتى > 10,000. بينما تتميز فجوة الهواء بنفاذية أقل بكثير ، وبالتالي فهي تتميز بكثافة طاقة أعلى.

انظر أيضاً

المصادر

^ Electric Power Around the World Archived 2009-09-06 at the Wayback Machine, Kropla.com

Abraham I. Pressman (1997). Switching Power Supply Design. McGraw-Hill. ISBN 0-07-052236-7.
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins (2002). Power Electronics: Converters, Applications, and Design. Wiley. ISBN 0-471-22693-9.
Fang Lin Luo, Hong Ye, Muhammad H. Rashid (2005). Digital Power Electronics and Applications. Elsevier. ISBN 0-12-088757-6.
Fang Lin Luo, Hong Ye (2004). Advanced DC/DC Converters. CRC Press. ISBN 0-8493-1956-0.
Mingliang Liu (2006). Demystifying Switched-Capacitor Circuits. Elsevier. ISBN 0-7506-7907-7.

وصلات خارجية

الكلمات الدالة:

[1] Electric Power Around the World Archived 2009-09-06 at the Wayback Machine, Kropla.com

[1]