ما هي خسائر المحولات؟

يشمل فقدان محولات الطاقة بشكل أساسي فقدان النحاس وفقدان الحديد. وذلك لأن أي معدات كهربائية سوف تنتج خسائر خلال فترة طويلة من التشغيل، و محولات الطاقة ليست استثناء.

ما هي أضرار الحديد؟

على عكس فقدان النحاس، فإن فقدان الحديد في المحول يكون مستقلاً عن عوامل مثل حجم الملف والتيار. من وجهة نظر الاسم، يرتبط تلف الحديد ارتباطًا وثيقًا بالحديد، ويتم إنتاجه بواسطة قلب الحديد. يُعرف فقدان الحديد للمحول أيضًا باسم 'خسارة عدم التحميل'، وذلك لأن فقدان الحديد موجود دائمًا في المحول، سواء كان الحمل الكامل أو الحمل صفر، وينتمي إلى الخسارة الثابتة للمحول. ومع ذلك، أثناء عملية التحميل، سوف ينخفض ​​فقدان الطاقة مع انخفاض شدة المجال الكهربائي.

تصنيف فقدان الحديد المحولات

ينقسم فقدان الحديد للمحول إلى فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي.

فقدان التباطؤ

يعتمد مبدأ عمل المحول على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتحقيق ارتفاع وانخفاض الجهد والتغيرات الحالية. يتدفق التدفق المغناطيسي في المحول على القلب الحديدي. يتمتع قلب الحديد بمقاومة مغناطيسية للتدفق المغناطيسي، تمامًا كما يتمتع الموصل بمقاومة للتيار. وبالمثل، سيتم أيضًا توليد الحرارة، وتسمى هذه الخسارة 'فقدان التباطؤ'.

إيدي الخسارة الحالية

عندما يتم تطبيق تيار على الملف الأولي للمحول، فإن التدفق المغناطيسي الناتج عن الملف يتدفق في القلب الحديدي. ونظرًا لأن القلب نفسه موصل، فإنه يتم إحداث جهد كهربائي في مستوى متعامد مع خط المجال المغناطيسي. تخلق هذه الإمكانية حلقة مغلقة في المقطع العرضي للقلب، والتي بدورها تولد تيارًا كهربائيًا. يعمل هذا التيار كدوامة دوارة، ومن هنا جاء اسم 'الدوامة'. الخسارة الناجمة عن التيار الدوامي تسمى 'خسارة التيار الدوامي'. ولأن النواة تخلق تيارات دوامية، فإنها تتحول إلى طبقة رقيقة. لأنه كلما كان القلب أرق، كلما زادت المقاومة، انخفض التيار.

العوامل المؤثرة على فقدان الحديد المحولات

• جهد التشغيل والتردد: ترتبط خسائر الحديد بجهد التشغيل وتردد المحول لأن هذه العوامل تؤثر على قوة المجال المغناطيسي والتباطؤ في القلب.

• المواد الأساسية: سوف تؤثر خصائص التباطؤ للمادة الأساسية على حجم فقدان الحديد. إذا لم يتم اختيار المادة الأساسية بشكل جيد، فسوف يزيد فقدان التباطؤ.

• عملية التصنيع: إن عملية تصنيع المحول لها أيضًا تأثير معين على فقدان الحديد. على سبيل المثال، ستؤثر طريقة التصفيح الأساسية ومعالجة العزل وما إلى ذلك على حجم فقدان الحديد.

كيفية تقليل فقدان الحديد المحولات？

• حدد المواد الأساسية الحديد عالية الجودة: يمكن أن يؤدي اختيار مادة الحديد الأساسية مع فقدان التباطؤ الصغير إلى تقليل فقدان الحديد للمحول.

• تحسين عملية التصنيع: تقليل فقدان الحديد عن طريق تحسين طريقة التصفيح الأساسية ومعالجة العزل وعمليات التصنيع الأخرى.

• تصميم معقول: في مرحلة تصميم المحولات، يتم تقليل فقد الحديد عن طريق تحسين التصميم الهيكلي واختيار المعلمات.

فقدان النحاس

يلعب النحاس دورًا مهمًا في المحولات. عادة ما تستخدم الأسلاك النحاسية في لفات المحولات. ''خسارة النحاس'' في المحول هي الخسارة الناجمة عن الأسلاك النحاسية. يُطلق على 'خسارة النحاس' للمحول أيضًا اسم خسارة الحمل. ما يسمى بخسارة التحميل هو خسارة متغيرة وتغييرات.

يتغير مع تغير التيار، فقدان النحاس (فقد الحمل) هو خسارة متغيرة، وهو أيضًا الخسارة الرئيسية في تشغيل المحولات.

العوامل المؤثرة على فقدان النحاس المحولات

• الحجم الحالي: كما ذكرنا أعلاه، فإن فقدان النحاس يتناسب مع مربع التيار، وبالتالي فإن حجم التيار هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على فقدان النحاس.

• مقاومة اللف: تؤثر مقاومة اللف بشكل مباشر على فقدان النحاس. كلما زادت المقاومة، زاد فقدان النحاس.

• عدد طبقات الملف: كلما زاد عدد طبقات الملف، زاد طول مسار تدفق التيار في الملف، وستزداد المقاومة وفقًا لذلك، مما يؤدي إلى زيادة فقدان النحاس.

• تردد التبديل: يرتبط تأثير تردد التبديل على فقدان النحاس في المحولات ارتباطًا مباشرًا بمعلمات التوزيع وخصائص الحمل للمحول. عندما تكون خصائص الحمل ومعلمات التوزيع حثية، يقل فقدان النحاس مع زيادة تردد التبديل؛ عندما تكون سعوية، يزداد فقدان النحاس مع زيادة تردد التبديل.

• تأثير درجة الحرارة: يتأثر فقدان الحمل أيضًا بدرجة حرارة المحول. في الوقت نفسه، فإن تدفق التسرب الناجم عن تيار الحمل سوف ينتج خسائر تيار إيدي في اللف وخسائر طائشة في الأجزاء المعدنية خارج اللف.

كيفية الحد من فقدان النحاس المحولات؟

• زيادة مساحة المقطع العرضي للملف للمحول: تقليل مقاومة الموصل، وبالتالي تقليل فقدان النحاس للمحول بشكل فعال.

• استخدام مواد موصلة عالية الجودة: مثل رقائق النحاس أو رقائق الألومنيوم لتقليل مقاومة اللف.

• تقليل وقت تشغيل المحول الخفيف: إن الحد من نسبة وقت تشغيل المحول الخفيف سيساعد على تقليل فقدان النحاس للمحول.