ما هي استخدامات المحولات ذات مجموعات التوصيل D/Y؟
في المحولات ثلاثية الطور، يتم دائمًا توصيل أحد جانبي الملف الابتدائي أو الثانوي بشكل دلتا. وذلك لتجنب وجود مكونات التوافقيات الثالثة في الفيض المغناطيسي الرئيسي، مما يقلل من التيارات الدوامية والتسخين الموضعي، ويحسن كفاءة المحول وموثوقيته. لفهم المبدأ، نحتاج أولاً إلى فهم أساسيات المحولات ثلاثية الطور.
1. هناك نوعان من المحولات ثلاثية الطور:
النوع الأول هو المحول ثلاثي الطور من النوع المجمع (الشكل 1):
النوع الآخر هو المحول ثلاثي الطور من النوع ذي القلب الحديدي (الشكل 2):
المحول ثلاثي الطور من النوع المجمع يتكون من ثلاثة محولات أحادية الطور متصلة بواسطة ملفات لتشكيل محول ثلاثي الطور. خاصيته أن الدوائر الكهرومغناطيسية ثلاثية الطور مستقلة، ويمكن لفيض التوافقية الثالثة أن يتدفق. نادرًا ما تستخدم المحولات ثلاثية الطور الكبيرة هذا النوع المجمع، لذا لن يتم مناقشته أكثر.
محولات الطاقة الكبيرة عادة ما تكون من النوع ذي القلب الحديدي ثلاثي الطور. خاصيتها أن الدوائر المغناطيسية ثلاثية الطور مترابطة. بالنسبة للدائرة المغناطيسية لقلب حديدي ثلاثي الأرجل، لا يوجد مسار مباشر لفيض التوافقية الثالثة. لذلك، يمكن لفيض التوافقية الثالثة فقط تشكيل حلقة عبر الدائرة المغناطيسية للتسرب، مثل غلاف المحول. غلاف المحول عادة ما يكون مصنوعًا من ألواح فولاذية، ووجود فيض التوافقية الثالثة سيسبب تسخينًا شديدًا.
مسار الدائرة المغناطيسية للتوافقية الثالثة في محول ثلاثي الطور من النوع ذي القلب الحديدي (الشكل 3)
2. أشكال موجات الجهد (الجهد الكهربائي)، تيار الإثارة، والفيض المغناطيسي تحت هياكل الدائرة المغناطيسية والدائرة الكهربائية المختلفة.
2.1 تيار إثارة جيبي يولد فيضًا مغناطيسيًا ذا قمة مسطحة (الشكل 4).
عندما يكون القلب مشبعًا: عندما يكون الفيض المغناطيسي موجة ذات قمة مسطحة، يكون تيار المغنطة موجة جيبية.
2.2 تيار إثارة ذو قمة حادة يولد فيضًا مغناطيسيًا جيبيًا (الشكل 5).
شكل موجة تيار الإثارة بدون حمل.
2.3 يمكن تحليل كل من الموجات ذات القمة المسطحة والقمة الحادة إلى الموجة الأساسية والتوافقية الثالثة (الشكل 6).
شكل موجة القوة الدافعة الكهربائية بدون حمل لمحول ثلاثي الطور. عندما تكون الدائرة المغناطيسية مشبعة، للحصول على فيض مغناطيسي جيبي، يجب أن يكون تيار الإثارة موجة ذات قمة حادة.
عندما تكون الدائرة المغناطيسية مشبعة، إذا كان تيار الإثارة موجة جيبية، فإن الفيض المغناطيسي الرئيسي يكون موجة ذات قمة مسطحة.
3. بعد فهم المعرفة الأساسية المذكورة أعلاه، سننتقل الآن إلى التحليل. إذا كان كلا الجانبين الابتدائي والثانوي متصلين بشكل نجمة (Y)، فلا يوجد مسار للتوافقية الثالثة للتيار. لذلك، في توصيلة Y/Y، يمكن لتيار الإثارة أن يكون فقط تيارًا جيبيًا. هذا التيار الجيبي للإثارة يمكنه فقط توليد فيض مغناطيسي ذي قمة مسطحة، والذي يمكن تحليله إلى فيض أساسي وفيض توافقية ثالثة.
هذه الفيوضات للتوافقية الثالثة في المجال المغناطيسي الرئيسي متساوية في المقدار والطور. لا يمكنها الإغلاق عبر القلب ويمكنها فقط تشكيل حلقات في الدائرة المغناطيسية للتسرب، مثل في الزيت، جدران الخزان، والنير، مما يولد تيارات دوامية، ويسبب تسخينًا موضعيًا، ويقلل من كفاءة المحول.
لذلك، المحولات ثلاثية الطور ذات السعة الكبيرة والجهد العالي غير مناسبة لتوصيلات Y/Y.
في المقابل، عندما تكون الملفات متصلة بشكل دلتا/نجمة (Δ/Y) أو نجمة/دلتا (Y/Δ)، يتم توفير مسار حلقة للمكون التوافقي الثالث لتيار الإثارة في توصيلة دلتا على الجانب الابتدائي أو الثانوي. لذلك، يكون تيار الإثارة في الملف المتصل بدلتا موجة ذات قمة حادة. التيار ذو القمة الحادة يحافظ على الفيض المغناطيسي الرئيسي جيبيًا دون مكون توافقي ثالث.
خاصة عندما تكون الملفات متصلة بشكل Y/Δ، على الرغم من أن التوافقية الثالثة في تيار الإثارة على الجانب الابتدائي لا يمكنها المرور، يتم توليد تيار دائري توافقي ثالث في توصيلة دلتا على الجانب الثانوي. هذا التيار الدائري، مع تيار الإثارة الجيبي على الجانب الابتدائي، يضمن أن الفيض المغناطيسي الرئيسي جيبي، وبالتالي يتجنب التسخين الموضعي الناتج عن التيارات الدوامية للتوافقية الثالثة.
باختصار، يتم توصيل الملفات الابتدائية أو الثانوية للمحول ثلاثي الطور بشكل دلتا لضمان أن الفيض المغناطيسي الرئيسي قريب قدر الإمكان من موجة جيبية، وتجنب مشاكل التيارات الدوامية والتسخين الناتجة عن التوافقيات الثالثة، وبالتالي تحسين كفاءة التشغيل وموثوقية المحول.
