المحولات (الترانسفورمر) والدوائر الإلكترونية

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
المحولات:
المحولات هى وسيلة لتحويل الطاقة من صورة لأخرى لتلاءم حمل معين أو استخدام ما. وقد تظن عزيزى القارئ أنها تلك الأجسام المملوءة بالحديد، و لك الحق لشهرتها لكنها ليست الوحيدة.
فى الصوتيات مثلا، نجد أن البوق الملحق بالمذياع هو فى الواقع محول صوتى لتوفيق معاوقة الهواء وهى 41 أوم للمذياع لزيادة كفاءته،

attachment.php



وفى هوائى الرادار أو الأقمار الصناعية و الميكرو ويف عموما نجد Feed Horn أو قمع التغذية لنفس السبب.
attachment.php



و ستتعجب لو علمت أن الفوهات الضيقة أو الواسعة فى الموائع (سوائل أو غازات) تقوم بنفس الفكرة، وعلبة التروس فى الميكانيكا (فتيس أو ناقل السرعة فى السيارة) كلها صور متنوعة لأداء واحد، و إنما الاختلاف فقط بسبب تغير الوسط.

إذن ما هى المحولات؟
المحول هو وسيلة لتحويل الطاقة المارة من صورة لأخرى، و بمعنى أدق تزيد القوة على حساب السرعة أو العكس. فى الكهرباء الفولت هو القوة الدافعة الكهربية و السرعة هى للإلكترونات أى التيار، وفى الموائع سواء غاز أو سائل يكون الضغط مع معدل السريان و فى الموجات اللاسلكية المركبة الكهربية و المركبة المغناطيسية للموجة.
طبعا هناك أنواع عديدة من المحولات ولكننا هنا نقصر دراستنا على ما له علاقة بالدوائر الإلكترونية أما وحدات القدرات العالية و متعدد الأوجه (الفازات) فهذا مجال الهندسة الكهربية.

هناك قاعدة عامة أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم
إذن طاقة الدخول = طاقة الخروج لا تزيد إحداها ولا تقل
لكن قبل أن تعترض، طاقة الخروج عادة تتشتت فى أكثر من مسار مما يجعل طاقة الخروج المستفادة أقل من طاقة الدخول.
هذا يقودنا لتعريف ما يسمى "كفاءة التحويل" أو :كفاءة المحول" أو يكفى "الكفاءة" وهى ببساطة: كم من جملة الطاقة التى تدخل، أستطيع الاستفادة منها فى الخرج.
الكفاءة = طاقة الخرج المستفادة ÷ طاقة الدخول المستهلكة.
بالنسبة للكهرباء، يجب أن نتعامل مع الجهد والتيار. ولنقل التيار بدون توصيل، فأحد الوسائل هى المجال المغناطيسى، إذن نحول التيار إلى مجال مغناطيسى و نتقبله قى الجهة الأخرى بالصورة التى نحب.
لكن كلنا نذكر تلك التجربة البسيطة عن المغناطيس والملف المتصل بمقياس حيث لم يكن يكر تيار إلا عندما يتحرك المغناطيس، وأن التيار المتولد يزداد مع زيادة سواء السرعة أو المعدل (التردد)


attachment.php


كل هذه الأمور تضع لنا التصور كيف يجب أن يتركب المحول
ملف يدخل فيه التيار ليولد مجال مغناطيسى وآخر يتأثر بهذا المجال ليولد تيار الخرج
آه - لا تنسى أن التيار الداخل يجب أن يتغير باستمرار بدلا من جعل الملف هو الذى يتحرك - أليس كذلك؟
حسنا المرة القادمة إن شاء الله نتكلم عن تركيبه
 

المرفقات

  • coil and magnet.PNG
    coil and magnet.PNG
    608 بايت · المشاهدات: 3,615
  • feedhorn.png
    feedhorn.png
    1 KB · المشاهدات: 3,093
  • Horn_Speaker.jpg
    Horn_Speaker.jpg
    5.3 KB · المشاهدات: 3,217

مواضيع مماثلة

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
الشرح السابق وضع لنا تصور لتركيب المحول بأن يكون ملف متصل بالمصدر الكهربى المتغير (الأزرق) و حوله ملف أخر (البرتقالى) ليتلقى منه المجال المغناطيسى المتولد(الأخضر). حسنا لكى نستطيع أن نحافظ على تغير المصدر يجب أن يزيد و ينقص ولكى نعرف طبيعة هذا الجهد والتيار المار يفضل أن يكون متردد فتكون بذلك خواصه محددة.
لزيادة المجال أو الفيض المغناطيسى يفضل وضع مادة ذات ممانعة مغناطيسية أقل من الهواء فتزداد خطوط المجال و تنتقل طاقة أكثر، وهو قضيب الحديد.
attachment.php



الحديد بهذه الصورة سيزيد المجال و يحسن الأداء لكن كلما زادت خطوط المجال زادت كفاءة النقل و لزيادة هذه الخطوط نقلل من ممانعة مسارها أى نقلل من المسار فى الهواء، لذا يجب أن يكون المسار المغناطيسى مغلق أيضا. لهذا فالحديد يصنع بهذه الصورة

attachment.php

حيث يكون بصورة تمثل مسار مغلق.
لكن الحديد بهذا الحجم يمثل أيضا ملف ثانوى يمر فيه تيار يسبب تسخين للحديد و يشكل فقد كبير للطاقة!
لهذا يصنع الحديد عادة من شرائح و تعزل عن بعضها بالورنيش أو ورق عازل أو طبقة من السيلكون و يسمى حديد سيليكونى كما بالصورة.

كيف نحسب القدرة التى يمكن نقلها؟
ببساطة كلما زادت خطوط المجال المغناطيسى زادت بالتبعية الطاقة التى يمكن نقلها و عدد هذه الخطوط يتناسب مع عدد اللفات مضربا فى قيمة التيار المار.
هذه هى القوة التى تولد المجال لكن عدد الخطوط فى الهواء أقل منها فى الحديد لأن للحديد ممانعة أقل، لذا تزداد هذه الخطوط بنسبة تعتمد على نوع هذا الحديد نسميها β النسبية و بضربها فى قيمة الهواء نحصل على β المطلقة وهى أقصى عدد للخطوط لكل سم مربع بدون تشبع.
هكذا نجد أن القدرة لها علاقة بهذه القيمة مضروبة فى مساحة مقطع الحديد، فكلما زاد مقطع الحديد تمكن من تحمل المزيد من الخطوط و مزيد من الطاقة.

كيف نحسب الفولت المناسب لكل لفة؟
اللفة هى ملف و لها حث و معاوقة و من قانون أوم نجد أن
الفولت = التيار × المعاوقة
حيث التيار هو الكافى لتمرير الخطوط السابق الحديث عنها
المعاوقة هى 2 × ط × التردد × الحث
حث الملف يعتمد على أبعاد هذه اللفة
مما سبق نجد أن المعادلة للفولت

V=4.44*F*N*β*A*10-4
4.44 × 10-4 هو ثابت ناتج من التعويض بقيم الحث للملف و باقى الثوابت السابق ذكرها
F التردد ذ/ث
N عدد اللفات للملف
β للحديد المستخدم
A مساحة مقطع الحديد

وهذه هى المعادلة العامة التى سنستخدمها فى حساب المحولات.
طبعا قد ترى أنها معقدة و بها كثير من القيم الغير مرغوبة، لكن لحسن الحظ بنظرة فاحصة تجد أنها ابسط مما تتصور فلا يوجد بها سوى معامل الحديد المستخدم وهو نوع واحد للكهرباء و بالتالى سنعوض بقيمة الحديد السيليكونى و نستخدم المرة القادمة إن شاء الله ناتج هذا التعويض.
 

المرفقات

  • Xfrmr basic.png
    Xfrmr basic.png
    1.4 KB · المشاهدات: 3,529
  • electrical-transformer-design.png
    electrical-transformer-design.png
    4.7 KB · المشاهدات: 3,578

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
لماذا تصنع المحولات من الشرائح؟

لو نظرنا لتركيب المحول من أعلى أو صنعنا قطاع فى منتصفه، سنجد الصورة كما يلى
attachment.php



فنجد أن كل من الملف الابتدائى و الثانوى محيط بالقلب الحديدى و المجال المغناطيسى المتولد من الملف الابتدائى يقطع الملف الثانوى و القلب الحديدى على السواء، فما يمنع تكون تيار أيضا فى القلب الحديدى باعتباره ملفا ثانويا؟!!
الحقيقة هذا ما يحدث بالفعل إلا أن المشكلة أن هذا الملف عليه قصر فلا يحد التيار المار به سوى مقاومة مادة الحديد وهى وإن كانت أعلى قليلا من النحاس إلا أنها و لكبر مقطع القلب تكون صغيرة جدا مشكلة ما يشبه القصر على المحول. هذه التيارات تسمى تيارات دوّاميه أو إعصارية Eddy Currents وهى من أكبر مسببات الفقد فى المحولات.
لتقليل هذه التيارات، يجب زيادة مقاومة مسارها و ذلك بعمل القلب من شرائح تقطع مسار هذه التيارات فتؤدى عملها بطريقتين معا، تقليل المساحة التى تولد الجهد المسبب لهذه التيارات و تقطيع مسار التيار مما يجعل من الصعب جدا أن يجد مسار دورة كاملة موازية للملفات والمجال المغناطيسى.

لنصمم الآن محول بالحديد السيليكونى، سنعوض بقيم الحديد فى المعادلة السابقة و التردد = 50 ذ/ث و نصل لعدة معادلات مختصرة
نبدأ أولابالقدرة المطلوبة للحمل
الطاقة = تيار الحمل × جهد الحمل = كذا وات.مساحة مقطعحديد المحول = الجذر التربيعى للقدرة
مثلا لنصمم محول 100 وات يحول من 220 فولت إلى 12 فولت.
محول 100 وات جذرها 10 نستخدم 10سم2
لكن الفراغات لعزل رقائق الحديد تقلل المساحة الفعلية لذلك نفترض المساحة الفعلية 0.9 المساحة المحسوبة فتكون 10 ÷ 0.9 = 11.11 سم2طبيعى قد لا نجد المقاس المطلوب لذا نختار المقاس الأكبر مباشرة أو إذا كناسنصنع البكرة التى سنلف عليها الملف يمكن أن نختار المساحة المحسوبة أو أكبر قليلا لتعويض الفراغات.نفترض أنالمساحة التى وجدناها هى 3سم×4سم=12 سم مربع وهى أكبر قليلا من المطلوب وهذا أفضل
عدد اللفات لكل واحد فولت = 50 ÷ مساحة المقطعن = 50 ÷ 4.16667 = 12 لفة لكل فولت طبعا يمكننا استخدام 4.2 لفة لكل فولت أو أكثرملف 220 يحتاج 220 × 4.2 = 924 لفةملف 12 فولت يحتاج 12 × 4.2 = 50.2 لفة طبعا هنا إما نستخدم 50 لفة أو 51 لفةالآن التيار فى الملف الثانوىقلنا أنه 100 وات و الخرج 12 فولت يكونالتيار = 100 ÷ 12 = 8.333 أمبيريحسب قطر السلك على أساس الفقد الحرارى به كمقاومة بالأوم وهو لسلك النحاس
قطر السلك = 0.8 جذر التيار إن كان داخلى غير جيد التهوية و يمكن أن نصل إلى
قطر السلك = 0.6 جذر التيار إن كان خارجى و جيد التهوية.
[FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]ق = 0.8 × جذر 8.333 = 0.8 × 2.887=2.3 مللى متر أو 23 ديزيم[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]إذا كان ملف جيد التهوية لكونه آخر ملف من[/FONT][FONT=&quot]الخارج و يمكن تهويته أو تبريده يمكن تقلل 0.8 إلى 0.6 أو حتى 0.5[/FONT][FONT=&quot]

[/FONT][FONT=&quot]الآن[/FONT][FONT=&quot]الملف الابتدائى[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT]
[FONT=&quot]نعلم أن الدخول أكبر من الخروج لوجود الفقد وفى المحولات[/FONT][FONT=&quot]الصغيرة نفترض الكفاءة 80%[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]إذن الدخول 100 ÷ 0.8 =125 وات[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]لو الدخول مثلا 220[/FONT][FONT=&quot]فولت يكون التيار 125 ÷ 220 = 0.57 أمبير[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]قطر السلك = 0.8 جذر 0.57 = 0.8 ×[/FONT][FONT=&quot] 0.75= 0.6 [/FONT][FONT=&quot]مم أو 6 ديزيم[/FONT][FONT=&quot]

[/FONT][FONT=&quot]هذه العلاقات الرياضية مشتقة من العلاقات الصحيحة[/FONT][FONT=&quot]الكاملة للمحولات مع التعويض فى معاملاتها بالآتى[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]التردد = 50 ذ/ث[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]القلب =[/FONT][FONT=&quot]حديد سيليكونى - شرائح[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]السلك من النحاس لأن الألومنيوم له مقاومة نوعية[/FONT][FONT=&quot]أعلى[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]نوع المحول ملفان منفصلان ابتدائى و ثانوى ملفوفان على مشكل واحد أو ثلاث[/FONT][FONT=&quot]أزواج من الملفات على ثلاث قلوب (3 فاز)[/FONT][FONT=&quot]

[/FONT][FONT=&quot]لو صححنا بنسبة التردد يمكن أن[/FONT][FONT=&quot]نستخدمها لأى تردد نشاء وهذا ما سنفعله المرة القادمة إن شاء الله[/FONT][FONT=&quot]

[/FONT]
 

المرفقات

  • Eddy Currents.png
    Eddy Currents.png
    2.5 KB · المشاهدات: 3,039
التعديل الأخير:

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
ترانسفورمر 400 هيرتز

ترانسفورمر 400 هيرتز:
فى الأجهزة المحمولة جوا (أى بالطائرات) عادة تستخدم تردد 400 ذ/ث وذلك لتقليل حجم ووزن كل المعدات المستخدمة للحديد و منها المحولات عموما، لهذا فمن المجدى دراسة هذا النوع فالبعض قد يتعرض له.

المعادلة العامة للمحول هى
v=4.44*f*n*β*a*10-4
حيث v هو الفولت و f التردد و n عدد اللفات و a مساحة المقطع و β هو الفيض لنوع الحديد المستخدم
و المعادلة السابقة حسبت بالتعويض عن التردد = 50 و β بالقيمة الخاصة بالحديد السيليكونى ثم وجدنا النسبة
n÷ v= 10000÷ (4.44 × 50 × β × a ) ≈ 50/ مساحة المقطع لفة لكل فولت
لنفترض أننا نريد عمل نفس المحول السابق ولكن للتردد 400 هيرتز وهو تردد الشائع فى عالم الطيران لتقليل وزن الأجهزة المحمولة جوا
مساحة المقطع = جذر القدرة= جذر 100 = 10
الآن برفع التردد من 50 إلى 400 يزداد معدل تغيير المجال بنفس النسبة و بالتالى ينقل قدرة أكبر بنفس النسبة وهى = 400 ÷ 50 = 8
إذن إما اعتبار أن المحول ينقل 800 وات أو نقلل المقطع فيصبح 10 ÷ 8 = 1.25 سم مربع
عدد اللفات / فولت من المعادلة السابقة بالتعويض عن التردد بالقيمة الجديدة و مساحة المقطع بالقيمة الجديدة
وهى تساوى 50 ÷ ( 8 × 1.25)=50 ÷ 10 = 5 لفات لكل فولت

مما سبق نرى أن مساحة مقطع الحديد نقصت و بالتالى الوزن و عدد اللفات أيضا قل بنفس النسبة مما يقلل وزن النحاس أو سيبقى عدد اللفات مع صغر محيط اللفة محققا أيضا نفس النتيجة وهذا طبعا حسب ما إذا استخدمت نفس القلب للحصول على قدرة أعلى أو قلب أصغر لنفس القدرة.
نفس الكلام يمكن تطبيقه لأى تردد آخر كما سنرى لاحقا فى تطبيقات أخرى
جدير بالذكر أن الحديد السيليكونى يمكن استخدامه حتى 2000 ذ/ث قبل أن تزداد نسبة الفقد بصورة معوقة لكن هذا لا يمنع استخدامه على كافى النطاق الصوتى 20000 ذ/ث.
لتقليل الفقد فى محولات الترددات الأعلى من 50ذ/ث، تصنع من شرائح أقل سمكا من المعتاد.
 
التعديل الأخير:

Omar Mekkawy

عضو جديد
إنضم
24 يونيو 2010
المشاركات
821
مجموع الإعجابات
17
النقاط
0
السلام عليكم
شكراً لك على المعلومات القيمة
جزاك الله خيراً و جعله الله في ميزان حسناتك​
 

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
المحول الذاتى Auto Transformer

المحول الذاتى Auto Transformer
هو محول مكون من ملف واحد حيث يشترك الابتدائى و الثانوى فى جزء من الملف
إن استخدم كمحول رافع فجهد المصدر يكون جزء من جهد الحمل وعلى المحول أن يولد فقط فرق الجهد بين المنبع والحمل
و إن استخدم كمحول خافض ، فإن التيار من المصدر يعبر للحمل و عليه فالمحول عليه أن يولد فرق التيار بين الابتدائى والثانوى
attachment.php


K = N1:N2=V1:V2
النقطة a هى النقطة المشتركة بين الابتدائى و الثانوى ، A هى دخول المصدر ، x النقطة المشتركة بين الابتدائى والثانوى ’ P هى القدرة للكل أو جزء حسب التسمية و الرموز المضافة لها – من الرسم نجد
P1=V1*I1= V2*I2=P2
النقطة تقسم الملف لجزأين الجزء A-x المشترك والجزء A-a على التوالى مع الدخول
من اتجاه التيار كما بالرسم نجد أن الملف المشترك به تيار يساوى الفرق بين تيار الحمل و تيار المنبع
I2-I1
وهذه نقطة هامة جدا عند حساب مقطع السلك حيث توفر كثيرا جدا فى قطر السلك و من ثم الكلفة
و بحساب القدرة
PA-a = (V1–V2)I1=V1*I1-V2*I1
و الجزء المشترك
P a-x=V2(I2-I1)=V2*I2-V2*I1
بما أن
P1=V1*I1= V2*I2=P2
إذن القيمتان للقدرة متساويتان

PA-a = P a-x
لا تنزعج وتقول ما نجنى من هذا ، فقط تذكر أن الجزء المشترك به فرق التيارين وليس أحدهما أى أن المحول أصبح محول ابتدائى ثانوى لنقل فرق التيار وليست التيار كله و بالتالى نسبة مناظرة من القدرة ونسبة الوفر K
attachment.php


حيث K نسبة الجهد الأعلى للجهد الأقل (بصرف النظر أيهما دخول أو خروج)
المرة القادمة بإذن الله نحسب محول لنرى النتيجة
 

المرفقات

  • AutoXfrmr.png
    AutoXfrmr.png
    2.7 KB · المشاهدات: 2,925
  • autuXrEqs.png
    autuXrEqs.png
    3 KB · المشاهدات: 3,902

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
لنحسب الآن محول ذاتى لنرى الفرق

مثلا لنفترض نفس المحول السابق 100 وات
مساحة المقطع كانت جذر القدرة = 10 سم2
فى حال استخدام محول ذاتى للتحويل من 200 إلى 220 مثلا نجد نسبة الوفر = 220-200 مقسوما على 220
أى = 20 ÷220 = 0.09 أو تقريبا 0.1
أى تعمل تصميم لمحول قدرته 100 × 0.1 = 10 وات فقط
فتكون مساحة المقطع = جذر 10 = 3.2 سم2
تيار الدخول = 100 ÷ 220 = 0.45 أمبير
قطر السلك = 0.8 جذر التيار = 0.8 × 0.67=0.54 أو 5.5 ديزيم
هذا القطر للفات 20 فولت فقط أى الفرق بين 220 – 200
تيار الخرج = 100 ÷ 200 = 0.5 أمبير
فرق التيارين = 0.5- 0.45 = 0.05 أمبير فقط

قطر السلك = 0.8 جذر 0.05 = 0.8 × 0.22 = 0.18 أو 1.8 ديزيم و أقرب قيمة هى 2 ديزيم
وهذه للملف 200 فولت وواضح الفرق فى القطر والوزن و الثمن فى استخدام 2 بدلا من 5.5 و أيضا وزن وحجم الحديد

نلاحظ هنا أن كلما زاد الفرق بين جهد الدخول و جهد الخروج قلت نسبة الوفر لذلك هو جيد فى الاستخدامات مثل التحويل من 110 إلى 220 أو ضبط الجهد لتعويض التغير مثلا 220 ± نسبة ما للتصحيح عبر أطراف نقل
لكنه غير مجدى فى حالات مثل 220 : 12 فولت لسببين
أولا نسبة الوفر = 220-12= 208 بالقسمة على الجهد الأعلى 220 تصبح
208 ÷ 220 = 0.95 أى أن المحول 100 وات يعتبر 95 وات وهى نسبة لا تذكر بل فى الواقع إن بدأت بحمل 95 وات ستقربه إلى 100 لسهولة الحساب إن لم ترفع القيمة أكثر من قبل معامل أمان
السبب الثانى خطير جدا أن الجهد 220 له مرجع الأرض لذا لو لمست السلك "الحى" كفاك الله و عافاك لذلك يستخدم دوما محول يسمى محول عزل وهو 220 : 220 لتوفير العزل الكهربى عن الأرض للحماية فيكون لمس طرف واحد غير خطر و للأسف المحول الذاتى لا يوفر هذه الميزة
لكن هذا لا يعنى أن هذا الأسلوب لا يستخدم بل العكس كان يستخدم كثيرا فى محول الجهد العالى لشاشات التلفاز لتوفير جهد تغذية الفتيلة أو جهود أخرى متنوعة حيث كافة جهود الخرج معزولة عن الأرضى

أنواع أخرى من المحولات والتى نستخدمها كثيرا فى المرة القادمة بإذن الله
 

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
الآن نتكلم عن أنواع خاصة من المحولات وهى كاوية المسدس محولات اللحام و محولات صهر المعادن
كلها تشترك فى شىء واحد وتختلف فى آخر
تشترك فى كونها محول له ملف ابتدائى 220 فولت أو 3 فاز 380 فولت و ملف ثانوى مكون من لفة واحدة فقط
تختلف فى نوعية الحمل
سنتكلم الآن عن النوع الأول كاويات اللحام
attachment.php


وهى عبارة عن ملت ابتدائى ملفوف على بكرة ذات مقطع طويل و ملف ثانوى لفة واحدة من قضيب من النحاس قطرة حوالى 5 مم و الحمل هو طرف اللحام وهو من السلك النحاس الأحمر ذو قطر أقل حوالى 1- 1.5 مم
القلب الحديد عبارة عن شريط طويل من الحديد السيليكونى المعزول و يلف فى قلبيهما كما بالرسم
attachment.php


عند توصيل التيار يتولد تيار فى الملف الثانوى شديد جدا لدرجة أنها تصهر القصدير (380 – 400 درجة مئوية) فى ثانيتين أو ثلاث
لحساب هذا النوع من المحولات ، لا نتبع الأسلوب التقليدى السابق ولكن نحسب تحويل المعاوقة أو المقاومة
attachment.php


عندما يكون محول موصل بحمل R فلو كان ذو نسبة تحويل N إلى 1 فسنجد
جهد الحمل = جهد المصدر ÷ N
تيار الحمل = تيار المصدر × N
يمكننا القول أن مقاومة الحمل = جهد الحمل ÷ تيار الحمل =
( جهد المصدر ÷ N ) مقسوما على تيار المصدر × N
أى = مقاومة الحمل مقسومة على مربع نسبة التحويل
إن كانت نسبة اللفات 100 إلى1 تضرب المقاومة فى 10000
لذا يكون الحساب كالآتى :
أريد كاوية 110 وات إذن التيار = القدرة ÷ الفولت = 110 ÷ 220 = 0.5 أمبير
مقاومة الدخول = الفولت ÷ التيار = 220 ÷ 0.5 = 440 Ω
سأستخدم سلك لحام من النحاس طوله مثلا 10 سم و مساحة مقطعه مثلا 2 مم2
ستكون مقاومة هذه القطعة = المقاومة النوعية للنحاس × الطول ÷ مساحة المقطع
لنفترض أنها كانت 0.01 Ω
نسبة المقاومات هى 440 ÷ 0.01 = 44000
نسبة اللفات = جذر 44000 = 210 لفة للملف الابتدائى و لفة واحدة للثانوى
سلك الابتدائى يحسب كما سبق = 0.8 جذر التيار = 0.8 جذر 0.5 = 0.57
المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن باقى الأنواع
 

المرفقات

  • SolderGun.jpg
    SolderGun.jpg
    10 KB · المشاهدات: 3,761
  • XfrmrResist.PNG
    XfrmrResist.PNG
    572 بايت · المشاهدات: 3,787
  • SolderGunInside.PNG
    SolderGunInside.PNG
    2.1 KB · المشاهدات: 3,568

Omar Mekkawy

عضو جديد
إنضم
24 يونيو 2010
المشاركات
821
مجموع الإعجابات
17
النقاط
0
الآن نتكلم عن أنواع خاصة من المحولات وهى كاوية المسدس محولات اللحام و محولات صهر المعادن
كلها تشترك فى شىء واحد وتختلف فى آخر
تشترك فى كونها محول له ملف ابتدائى 220 فولت أو 3 فاز 380 فولت و ملف ثانوى مكون من لفة واحدة فقط
تختلف فى نوعية الحمل
سنتكلم الآن عن النوع الأول كاويات اللحام
attachment.php


وهى عبارة عن ملت ابتدائى ملفوف على بكرة ذات مقطع طويل و ملف ثانوى لفة واحدة من قضيب من النحاس قطرة حوالى 5 مم و الحمل هو طرف اللحام وهو من السلك النحاس الأحمر ذو قطر أقل حوالى 1- 1.5 مم
القلب الحديد عبارة عن شريط طويل من الحديد السيليكونى المعزول و يلف فى قلبيهما كما بالرسم
attachment.php


عند توصيل التيار يتولد تيار فى الملف الثانوى شديد جدا لدرجة أنها تصهر القصدير (380 – 400 درجة مئوية) فى ثانيتين أو ثلاث
لحساب هذا النوع من المحولات ، لا نتبع الأسلوب التقليدى السابق ولكن نحسب تحويل المعاوقة أو المقاومة
attachment.php


عندما يكون محول موصل بحمل r فلو كان ذو نسبة تحويل n إلى 1 فسنجد
جهد الحمل = جهد المصدر ÷ n
تيار الحمل = تيار المصدر × n
يمكننا القول أن مقاومة الحمل = جهد الحمل ÷ تيار الحمل =
( جهد المصدر ÷ n ) مقسوما على تيار المصدر × n
أى = مقاومة الحمل مقسومة على مربع نسبة التحويل
إن كانت نسبة اللفات 100 إلى1 تضرب المقاومة فى 10000
لذا يكون الحساب كالآتى :
أريد كاوية 110 وات إذن التيار = القدرة ÷ الفولت = 110 ÷ 220 = 0.5 أمبير
مقاومة الدخول = الفولت ÷ التيار = 220 ÷ 0.5 = 440 Ω
سأستخدم سلك لحام من النحاس طوله مثلا 10 سم و مساحة مقطعه مثلا 2 مم2
ستكون مقاومة هذه القطعة = المقاومة النوعية للنحاس × الطول ÷ مساحة المقطع
لنفترض أنها كانت 0.01 Ω
نسبة المقاومات هى 440 ÷ 0.01 = 44000
نسبة اللفات = جذر 44000 = 210 لفة للملف الابتدائى و لفة واحدة للثانوى
سلك الابتدائى يحسب كما سبق = 0.8 جذر التيار = 0.8 جذر 0.5 = 0.57
المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن باقى الأنواع

السلام عليكم
شكراً لك على المعلومات القيمة
جزاك الله خيراً و جعله الله في ميزان حسناتك
:20::20::20::20::20::20::20::20:​
 

saad_srs

عضو جديد
إنضم
9 أكتوبر 2010
المشاركات
1,125
مجموع الإعجابات
140
النقاط
0
مشكورررررررررررر
جعله الله في ميزان حسناتك
 

imaazh

عضو جديد
إنضم
11 مارس 2010
المشاركات
17
مجموع الإعجابات
0
النقاط
0
شكرا أخوي ، صراحة المحولات صارت ضرورة لا يستغنى عنها
 

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
محولات صهر المعادن بالحث

لنبنى فرن كهربى فالقضية متشابهة كاوية اللحام السابقة إلا أننا لا نعرف الحمل مسبقا و قد يتغير أثناء العملية تغيرا كبيرا حيث وضع الخامات فى المستوعب تكون ذات مقاومة أكبر من بعد صهرها لأن القطع الصلبة ليست على اتصال كهربى كسائل منصهر فدائما تتلامس القطع فى نقط لذلك كلما صغر حجمها كان ذلك أفضل
لو أردت صهر معادن ذات درجة انصهار متوسطة مثل البرنز أو الرصاص أو القصدير الخ يمكنك عمل جهاز كما بالرسم و تستخدم مستوعب من الحديد الذى يسخن و تصهر ما بداخله


attachment.php



أما إن أردت صهر الحديد فعادة تكون البوتقة موضوعة فى وسط الملف لأنها تصنع من مواد غير موصله للكهرباء و الحرارة ولكنها تتحمل الدرجات العالية
أيضا البوتقة داخل الملف و يترك خلوص بينهما حتى لا تحرق الحرارة العالية الملف

للحساب نبدأ بأقصى ظروف تشغيل حيث الكمية القصوى سائلة فى المستودع أو البوتقة
يمكن حساب مساحة المقطع و من ثم المقاومة و بتحديد الطاقة التى ستستخدمها بالوات أو كيلو وات يمكنك هنا تحديد عدد لفات الملف كما حسبناها المرة الماضية
هنا لا يجب التوصيل المباشر للتيار العمومى حيث النتائج غير متوقعة لعدم معرفة طبيعة الحمل لحظيا
لذا يفضل استخدام محول ذاتى يغير جهد الدخول تدريجيا مع مراقبة التيار المار فى الملف و ضبطه فى حدود آمنة


attachment.php


هذه الطريقة مضمونة و سهلة الحساب و التوقع، وتتميز بأنها بدون حمل عبارة عن محول بدون حمل يتصل ملفه الابتدائى بالتغذية، ولهذا فهو لا يستهلك تيار ولكنه ملف أى حث و معامل القدرة Power Factor له يقترب من الصفر. وعند وضع الحمل المراد صهره، يبدأ فى سحب التيار وهو مثالى من هذه الجهة إلا أنه قد يعيبه بعض النقاط منها أن الكتل الكبيرة أنسب من الكتل الصغيرة فالضغط الناجم عن الوزن، يساعد على جودة التوصيل و زيادة مرور التيار مما يساعد على سرعة التسخين.
attachment.php

لعلاج هذه الظاهرة، لجأ البعض لاستخدام ترددات أعلى من 50 ذ/ث وهى بالطبع تساعد على نقل الطاقة عبر المجال المغناطيسى للخام المراد صهره و لكن التردد العالى أيضا له مشاكله فلابد من عمل دائرة الكترونية تتحمل هذا القدر من الطاقة و تتحمل أيضا معامل القدرة السيئ و ربما تحتاج لعشرة أمثال الطاقة الفعلية.
وهذا موضوع المرة القادمة إن شاء الله
 

المرفقات

  • ElecFurnace.PNG
    ElecFurnace.PNG
    3.3 KB · المشاهدات: 942
  • AutoXfrmerS.jpg
    AutoXfrmerS.jpg
    8.5 KB · المشاهدات: 878
  • induction_heaters.jpg
    induction_heaters.jpg
    9.4 KB · المشاهدات: 873
التعديل الأخير:

ماجد عباس محمد

عضو جديد
إنضم
3 سبتمبر 2006
المشاركات
5,325
مجموع الإعجابات
197
النقاط
0
أفران التردد العالى

أفران التردد العالى:

فى البدء يمكن رفع التردد حتى 2000 ذ/ث حيث لا يختلف تركيب الفرن كثيرا عما سبق.


عند رفع التردد خارج حدود الحديد العادى للمحول، لا يمكن استخدام الأسلوب السابق فلا يوجد فيرايت كبير بهذا القدر فضلا عن كونه سهل الكسر ولا يتحمل الحرارة العالية، لذا يكتفى بالفرايت فى عمل المذبذب إن احتاج الأمر.

الآن نضطر لاستخدام ملفات هوائية، و طبعا ذات قطر كبير لتمرير الجسم بداخلها، وهذا يجعل الحث قليل، كما سنضطر لتبريدها، لذا ستصنع من مواسير نحاسية يمر الماء بداخلها.
attachment.php


الحث القليل يخلق مشكلة أخرى وهى أن استخدام التردد الأعلى ليناسب الحث المنخفض، يتسبب فى قلة سمك الطبقة التى تسخن وذلك بتأثير السطح Skin Effect و انخفاض التردد لا يناسب الحث المنخفض، لهذا تستخدم عادة دوائر رنين لمحاولة معالجة هذا التناقض.

دوائر الرنين المعروفة إما توالى أو توازى، وسبق شرحها تفصيلا فى سلسلة "تصميم الدوائر الإلكترونية" و كلا النوعين مستخدم فى هذا التطبيق وذلك حسب رؤية المصمم و حاجته من الآلة.
دائرة التوازى يكون التيار فيها أضعاف التيار المار فى المصدر، ويسحب من المصدر فقط ما يفقد فى الحمل وهو هنا مقاومة ماسورة الملف النحاسية و المادة المعالجة أى الشيء الذى نقوم بتسخينه. هذه الخاصية تجعل منها أكثر قبولا لقلة التأثير على المكبر فى حالة لا حمل، فضلا عن أن دائرة الرنين تعمل كمكبر تيار أو "مركز أو مجمع" تيار و بهذا فحتى عند الحمل نتوقع أن يكون تيار الدائرة أكبر من تيار المكبر أو المهتز.
attachment.php



دائرة رنين التوالى تعمل بالعكس فيكون التيار موحدا فى الملف و المكثف و المكبر أو المهتز ولكن الجهد هو الأكبر عدة مرات.
من قوانين دائرة التوالى نجد أن جهد الملف سيساوى جهد المكثف و مضاد له فى الوجه، و من ثم يتطلب الأمر مكثفات ذات جهود عالية جدا مما يشكل عبئا ماديا.
فى جميع الأحوال لا يمكن استخدام مكونات متغيرة لضبط التردد لتحقيق الرنين، وعلى هذا فتغيير تردد المهتز هو الأسلوب المعتمد.

لهذا نجد أن استخدام التيار ذو التردد العالى لأغراض صناعية متعددة أخرى غير صهر المعادن مثل المعالجة الحرارية لأسطح المعادن (التقسية) أو أجزاء منها دون تسخين باقى المعدن أو تركيب كتلة على محور فبتسخين الكتلة، يتسع الثقب ليمرر المحور و بمجرد أن يبرد، تثبت القطعتان معا بالضغط الشديد الناجم عن الانكماش.
attachment.php


هذا رابط لموقع شركة تصنع هذه الوحدات طبقا للاستخدام
http://www.ceia-power.com/applications.aspx
حيث تتنوع القدرة و التردد وشكل الملف المستخدم حسب حاجة التطبيق.
المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن وحدة توليد القدرة Inverter و طبعا لسنا بهدف التصميم النهائى ولكن فقط لفتح الطريق أمام من يريد أن يقوم بعمل تصميم أن يأخذ فى اعتباره بعض النقاط.
 

المرفقات

  • induction_heating_cap.jpg
    induction_heating_cap.jpg
    11.6 KB · المشاهدات: 885
  • induction_heating_cap-bank.jpg
    induction_heating_cap-bank.jpg
    7.5 KB · المشاهدات: 865
  • induction_heating_systems.jpg
    induction_heating_systems.jpg
    41.8 KB · المشاهدات: 872

tunisienman

عضو جديد
إنضم
11 أبريل 2011
المشاركات
10
مجموع الإعجابات
0
النقاط
0
مشكورررررررررررررررررررررررر
 
أعلى