أخبار

منذ ظهور محركات الاستقبال التلقائية ، كانت عملية المحول موجودة في شكل محولات. قم بتغيير سرعة المولد وتغيير تردده الخارجي.قبل ظهور الترانزستورات عالية السرعة، كانت هذه إحدى الطرق الرئيسية لتغيير سرعة المحرك ، ولكن لأن سرعة المولد تقلل من تردد الإخراج بدلاً من الجهد ، كان تغيير التردد محدودًا.

لذا دعونا نلقي نظرة على مكونات العاكس ونرى كيف يعملون معا في الواقع لتغيير تردد وتيرة المحرك.

01 مكونات المحولات - المُستقيم

نظرًا لأنه من الصعب تغيير تردد موجة الجيب التيار المتردد في وضع التيار المتردد ، فإن أول وظيفة للمحول هي تحويل شكل الموجة إلى التيار المتردد. لجعل الأمر يبدو مثل التيار المتردد ، فإن تشغيل التيار المتردد سهل نسبيًا.المكون الأول لجميع محولات التردد هو جهاز يسمى محول أو محولكما هو موضح أدناه:

دائرة المُستقيم تحوّل التيار المتناوب إلى التيار المستمر وتعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها شاحن البطارية أو لحام القوس.انها تستخدم جسر الديود للحد من موجة الجيب التيار المتردد للتحرك في اتجاه واحد فقطالنتيجة هي أن شكل موجة التيار المتردد المصلح بالكامل يتم تفسيره من قبل الدائرة المترددة كشكل موجة متردد محلي.عاكس ثلاثي المراحل يأخذ ثلاث مراحل مدخلات متغيرة منفصلة ويحولها إلى مخرج متردد واحد.

معظم المحولات ثلاثية المراحل يمكن أن تقبل أيضا مصدر طاقة أحادي المراحل (230 فولت أو 460 فولت) ، ولكن بما أن هناك فرعين فقط لدخول،يجب تخفيض قوة إنبعاث العاكس (HP) لأن التيار المباشر المولد ينخفض نسبياً.من ناحية أخرى، عاكس أحادي المرحلة الحقيقي (عاكس أحادي المرحلة الذي يتحكم في محرك أحادي المرحلة) يستخدم مدخل أحادي المرحلة وينتج مخرج DC متناسب مع المدخل.

عندما يتعلق الأمر بتشغيل سرعة متغيرة ، يتم استخدام محركات ثلاثية المراحل بشكل أكثر شيوعاً من مكونات العداد أحادي المراحل لسببين. أولاً ، لديهم نطاق طاقة أوسع. المحركات أحادية المراحل ،من ناحية أخرى، عادة ما تتطلب بعض التدخل الخارجي لبدء التدوير.

02 مكونات المحولات - محطة التيار المباشر

الجزء الثاني من حافلة التيار المباشر (الذي يظهر بواسطة حافلة التيار المباشر في الشكل) غير مرئي في جميع المحولات لأنه لا يؤثر بشكل مباشر على عملية تحويل التردد.انها دائما موجودة في محركات الأقراص ذات الجودة العالية الغرض العاميستخدم حافلة التيار المباشر مكثفات ومحفزات لتصفية الجهد الترددي المتردد في التيار المباشر المتحول ثم في قسم المحول.كما أنه يتضمن مرشح الذي يحجب التشوهات الهارمونية ويمكن تغذيتها مرة أخرى إلى مصدر الطاقة العاكسمحولات قديمة ومصفات خطوط منفصلة مطلوبة لإكمال هذه العملية.

03 مكونات المحولات - المحولات

إلى اليمين من الرسم التوضيحي هو "المعدة" من عاكس (يظهر في عاكس).يستخدم المحول ثلاث مجموعات من ترانزستورات التبديل عالية السرعة (التي تظهر في IGBT) لإنشاء "نبض" DC يحاكي جميع المراحل الثلاث لموجة الجانبية التيار المترددهذه النبضات لا تحدد فقط الجهد من الموجة، ولكن أيضا ترددها. المصطلح عاكس أو عاكس يعني "التحول" و هو ببساطة تحرك صعودا وهبوطا من شكل الموجة الناتجة.تستخدم محولات المحولات الحديثة تقنية تسمى "تعديل عرض النبض" (PWM) لتنظيم الجهد والتردد.

ثم نتحدث عن IGBT، والتي تعني "ترانزستور ثنائي القطب معزول البوابة"، والذي هو التبديل (أو نبض) مكون من العاكس.الترانزستورات (بدلاً من أنابيب الفراغ) تؤدي وظيفتين في عالمنا الإلكترونييمكن أن تعمل كمضخم مثل المضخم وتزيد من الإشارة، أو يمكن أن تعمل كمفتاح ببساطة عن طريق تشغيل الإشارة وإغلاقها.IGBT هو نسخة حديثة توفر سرعات تشغيل أعلى (3000-16000 هرتز) وتخفيض توليد الحرارةيمكن أن تحسن سرعة التبديل العالية دقة محاكاة موجات التيار المتردد وتقلل من ضوضاء المحرك. الحرارة المنخفضة التي يتم إنتاجها تعني أن حوض الحرارة أصغر ،لذا فإن محول التردد لديه بصمة أصغر.

04 عاكس PWM شكل الموجة

يظهر الشكل التالي شكل الموجة المنتج من قبل عاكس مع محول PWM مقارنة بموجة الصين الحقيقي.إنتاج المحول يتكون من سلسلة من نبضات مستطيلة مع ارتفاع ثابت وعرض قابلة للتعديلفي هذه الحالة الخاصة، هناك ثلاث مجموعات من النبضات - مجموعة واسعة في الوسط ومجموعة ضيقة في بداية ونهاية الأجزاء الإيجابية والسلبية من دورة التيار المتردد.

مجموع مناطق النبضات يساوي الجهد الفعلي لموجة التيار المتردد الحقيقية.إذا كنت ستقطع النبضات فوق (أو أسفل) شكل الموجة الفعلي التيار المتردد وملء المساحة الفارغة تحت المنحنى معهم، ستجدون أنها تتطابق بشكل مثالي تقريباً. وبهذه الطريقة يمكن أن يسيطر عاكس الكهرباء على محرك.

يحدد مجموع أبعاد النبضات والأعمال الفارغة بينها تردد شكل الموجة الذي يراه المحرك (ومن ثم PWM أو تعديل عرض النبض). إذا كانت النبضات مستمرة (أي ،لا توجد فجوات)، فإن التردد لا يزال صحيحا، ولكن الجهد سيكون أكبر بكثير من موجة الصين الحقيقي. اعتمادا على الجهد المطلوب والتردد،محول التردد سوف تغير ارتفاع وعرض النبض وعرض المساحة الفارغة بينهما.

قد يتساءل بعض الناس كيف يعمل هذا التيار المتردد "الزائف" (في الواقع التيار المتردد) على محرك تحفيز التيار المتردد.هل تحتاج إلى تيار متبادل ل "الشعور" بالتيار في الدوار من المحرك وحقل المغناطيسي المقابلةثم، سيؤدي التيار المتردد بشكل طبيعي إلى الحث، لأنه يتغير الاتجاه باستمرار، من ناحية أخرى، لن يتصرف التيار المتردد بشكل طبيعي بمجرد تفعيل الدائرة.

ومع ذلك ، إذا كان DC مفتوحًا ومطفىءً ، فيمكن أن يؤدي DC إلى حدوث تيار. بالنسبة لأولئك الأكبر سناً ، كانت أنظمة إشعال السيارات (قبل إشعال الحالة الصلبة) تحتوي على مجموعة من النقاط في الموزع.الغرض من هذه النقاط هو "النبض" من البطارية إلى الملف (المحول)هذا يسبب شحنة كهربائية في الملف، والذي يزيد بعد ذلك من الجهد إلى مستوى يسمح لمصباح الشعلة لإطلاق النار.النبضات المباشرة العريضة التي نراها في الشكل أعلاه تتكون في الواقع من مئات النبضات الفردية، وتسمح هذه الحركة التشغيل والإيقاف من انبعاث العاكس لهذا أن يحدث من خلال حث DC.

05 الجهد الفعلي

أحد العوامل التي تجعل التيار المتردد معقداً هو أنه يغير الجهد باستمرار، من الصفر إلى بعض الجهد الإيجابي الأقصى، ثم مرة أخرى إلى الصفر، ثم إلى بعض الجهد السلبي الأقصى،ثم نعود إلى الصفر مرة أخرى. كيفية تحديد الجهد الفعلي المطبق على الدائرة؟ الرسم التوضيحي أدناه هو موجة سينية 60 هرتز ، 120 فولت. لاحظ ، ومع ذلك ، أن ذروة الجهد هي 170 فولت. إذا كان الجهد الفعلي هو 170 فولت ، فستكون الموجة العليا من 170 فولت.كيف نسميها موجة 120 فولت?

في دورة واحدة، تبدأ عند 0 فولت، ترتفع إلى 170 فولت، ثم تنخفض إلى 0 مرة أخرى. تستمر إلى -170 ثم ترتفع مرة أخرى إلى 0.مساحة المستطيل الأخضر الأصلي مع الحدود العليا في 120 فولت يساوي مجموع مساحات الأجزاء الإيجابية والسلبية من المنحنىاذا 120 فولت هو المتوسط؟

حسناً، إذا كنت ستقوم بمعدل جميع قيم الجهد في كل نقطة خلال الدورة، فإن النتيجة ستكون حوالي 108 فولت، لذلك لا يمكن أن تكون الإجابة.هذا له علاقة بما نسميه "الجهد الفعلي". "

إذا كنت ستقيس الحرارة التي يولدها التيار المشترك الذي يتدفق عبر المقاومة، ستجد أنها أكبر من الحرارة التي يولدها التيار المتردد المعادل.هذا يرجع إلى حقيقة أن AC لا يحافظ على قيمة ثابتة طوال الدورةإذا تم إجراؤه في المختبر، في ظل ظروف خاضعة للرقابة، يُكتشف أن تيار متواصل معين ينتج زيادة 100 درجة في الحرارة،7 درجة زيادة أو 700.7% من قيمة التيار المباشر. اذاً القيمة الفعلية للاتجاه المتردد هي 70.7% من التيار المباشر.ويمكن أيضا أن نرى أن القيمة الفعلية لجهد التيار المتردد تساوي الجذر التربيعي لجمع الجهد التربيعي من النصف الأول من المنحنى.

إذا كان الجهد القصوى هو 1 والجهود الفردية من 0 درجة إلى 180 درجة يجب قياسها، فإن الجهد الفعلي سيكون الجهد القصوى من 0-707.707 مضروبة في ذروة الجهد من 170 في الشكل يساوي 120 فولتهذا الجهد الفعلي يعرف أيضا باسم الجذر المتوسط مربع أو الجهد RMS. لذلك، فإن الجهد القصوى هو دائما 1.414 من الجهد الفعلي.التيار المتردد 230 فولت لديه فولتاج ذروة 325 فولت في حين أن 460 لديه فولتاج ذروة 650 فولت.

بالإضافة إلى تغيرات التردد، حتى لو كان الجهد مستقلًا عن سرعة تشغيل محرك التيار المتردد، يجب أن يغير المحول أيضًا الجهد.

يظهر الرسم البياني موجات 460 فولت AC sin. الأحمر هو منحنى 60 هرتز ، والأزرق هو 50 هرتز. كلاهما لديه ذروة الجهد 650 فولت ، ومع ذلك ، 50 هرتز أوسع بكثير.يمكنك أن ترى بسهولة أن المنطقة داخل النصف الأول من منحنى 50 هرتز (0-10ms) أكبر من النصف الأول من منحنى 60 هرتز (0-8علاوة على ذلك ، نظرًا لأن المساحة تحت المنحنى متناسبة مع الجهد الفعلي ، فإن الجهد الفعلي أعلى. مع انخفاض التردد ،زيادة في الجهد الفعلي يصبح أكثر دراماتيكية.

إذا تم السماح لمحركات 460 فولت بالعمل عند هذه الجهد العالي، يمكن أن تقل عمرها بشكل كبير.يجب أن يغير المحول باستمرار "قمة" الجهد النسبي للتردد للحفاظ على الجهد الفعلي الثابتكلما انخفضت تردد التشغيل، انخفضت فولتاج الذروة، والعكس صحيح.

يجب أن يكون لديك الآن فهم جيد لكيفية عمل العاكس وكيفية التحكم في سرعة المحرك.معظم المحركات تسمح للمستخدم بتعيين سرعة المحرك يدويًا باستخدام مفتاح متعدد المواقف أو لوحة المفاتيح، أو أتمتة العملية باستخدام أجهزة الاستشعار (الضغط، التدفق، درجة الحرارة، المستوى، الخ).