موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس 
المحولات من المعروف أن المحول ثلاثية الأوجه أفضل المحولات الموجودة فى الأسواق نظرا لما تتمتع به مميزات لا تتوفر فى سواها, وسنتناول فى هذا المقال أنواع المحولات ثلاثية الأوجه وطرق توصيل الملفات بها ومجال الاستخدام وطرق التبريد
م. مصطفى نصر
عملية التحويل للجهد تتم باستخدام إما ثلاثة محولات متماثلة كل منها ذو وجه واحد وتوصل معا بطريقة خاصة أو عن طريق استخدام محول واحد ثلاثى الأوجه (three phase transformers) ويفضل هذا الأخير نظرا لأن حجمه وكذلك ثمنه أقل من حجم ثلاثة محولات لها نفس القدرة الكلية.
محول ذو ثلاثة أوجه, وثلاثة أفرع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير . من النوع ذى القلب الملفوف . حيث تنقسم المحولات الثلاثية الأوجه إلى نوعين , كما هو الحال فى المحولات الأحادية وهذا النوع القلبى والنوع الهيكلى (القشرى) .
النوع القلبى Core type
2- محول قلبى ثلاثى الأوجه, ويحتوى على ملف ابتدائى وملف ثانوى لكل وجه ملفوفين معا على نفس الساق, حيث ترمز الأحرف الكبيرة V-U لبداية ونهاية الملف الابتدائى, أما الأحرف الصغيرة v-u فترمز لبداية ونهاية الملف الثانوى , وتوصل الملفات للثلاثة أوجه بطرق خاصة سوف تعرض فى الفقرة القادمة. أما نظرية التشغيل وكذلك الدائرة المتكافئة والاختبارات فهى نفسها كما فى حالة المحول الأحادى الوجه مع مراعاة علاقات الجهد والتيار فى حالة الثلاثة أوجه.
النوع الهيكلى (القشرى) Shell type
3- النوع الهيكلى لمحول ثلاثى الأوجه, حيث تلف ملفات الابتدائى والثانوى لكل وجه فى القشرة الداخلية , وبالتالى فهلا تشبه ثلاثة محولات أحادية من هذا النوع مرتبة فى صف واحد.
توصل الملفات
توجد طرق كثيرة لتوصيل الملفات الابتدائية والملفات الثانوية وذلك للحصول على خواص تشغيل تلبى احتياجات الحمل الذى يعمل عليه المحول, ويمكن تلخيص أهم الطرق الشائعة لتوصيل المحولات ثلاثية الأوجه كالتالى:
– توصيل الابتدائى نجمة –الثانوى نجمة Y-Y Star-Star
– توصيل الابتدائى دلتا –توصيل الثانوى دلتا ∆-∆ Delta-Delta
– توصيل الابتدائى نجمة –الثانوى دلتا ∆-Y Star-Delta
– توصيل الابتدائى دلتا –توصيل الثانوى نجمة Y-∆ Delta-star
توصيل Y-Y
طريقة التوصيل نجمة-نجمة , حيث توصل ملفات الابتدائى على شكل Y وتوصل ملفات الثانوى أيضا على شكل Y . فى هذا النوع من التوصيل, لا يوجد مسار مغلق للتوافقية الثالثة فى التيار (Third-harmonic) حيث إن نقطة التعادل معزولة , وبالتالى يحتوى تيار المغنطة على التوافقية الثالثة بالإضافى إلى الموجه الأساسية , ويعمل هذا على تشوه شكل موجة الجهد مما ينتج عنه ضجيج يؤثر على خطوط الاتصالات. ولهذا السبب لا يستخدم هذا النوع من التوصيل إلا فى حالات خاصة.
توصيل دلتا – دلتا ∆–∆
فى هذا النوع من التوصيل, يوصل كل من ملفات الابتدائى والثانوى على شكل دلتا, حيث توصل نهاية كل ملف ببداية الملف الآخر ويطبق هذا لكلا الابتدائى والثانوى, وهذه الطريقة للتوصيل تجعل جهد الخط مساويا لجهد ملفات المحول, ويجب مراعاة ذلك عند التصميم.
ويمتاز هذا النوع من التوصيل, إنه يوجد مسار مغلق لمرور التوافقية الثالثة داخل توصيلة الدلتا وبالتالى لا تنعكس على تيار الخط, مما يجعل شكل موجة الجهد جيبية.
توصيل نجمة – دلتا ∆-Y
يتم فى هذه الطريقة توصيل ملفات الابتدائى على شكل نجمة أما ملفات الثانوى فتوصل دلتا, ويلاحظ هنا أن توصيلة دلتا للملف الثانوى تنشىء مساراً للتوافقيات فى التيار, مما ينتج عنه جهد جيبى. أيضا جهد الخط للثانوى يساوى جهد الوجه. وهذا التوصيل من أكثر الأنواع شيوعا حيث يستخدم عند تخفيض الجهد فى نهاية خط نقل القدرة الكهربائية.
توصيل دلتا – نجمة Y-∆
توصل ملفات الابتدائى على شكل دلتا وبالتالى فإن جهد الوجه يساوى جهد الخط ولذلك يجب أن تصمم ملفات الابتدائى لتحمل جهد الخط. أما ملفات الثانوى فتوصل نجمة.
مجال الاستخدام وطرق التبريد
يعتبر المحول الثلاثى الأوجه أخف فى الوزن وأرخص فى التكلفة مقارنة باستخدام ثلاثة محولات أحادية الوجه. وكذلك يحتاج إلى مساعدة للتثبيت أقل. أيضا تعتبر كفاءة هذا المحول أعلى من استخدام ثلاثة محولات أحادية ولذلك يستخدم المحول الثلاثى فى محطات توليد القدرة الكهربائية لرفع جهد التوليد إلى جهد النقل. كما يستخدم أيضا فى محطات توزيع القدرة الكهربائية لخفض جهد النقل إلى جهد الاستهلاك عند تحميل المحول يمر به تيار ويحدث فقد نحاس بالإضافة إلى فقد الحديد المتواجد حتى فى حالة عدم وجود الحمل, وينتج عن ذلك ارتفاع درجة الحرارة إلى أن تصل قيمة ثابتة تعرف بدرجة الحرارة النهائية. وهذه يجب ألا تزيد على الدرجة المسموح بها للمواد العازلة المستخدمة. إن ارتفاع درجة الحرارة يؤثر على كفاءة المحول وكذلك عمره الافتراضى لذلك يتم استخدام وسائل تبريد مختلفة.
