اختراعات

كيفية ربط مصدرين من كهرباء متناوبة وجعلهما مصدرا واحد ؟

كيفية ربط مصدرين من كهرباء متناوبة وجعلهما مصدرا واحد ؟


كما توقعت أنت فالتيار المتناوب أعقد في مسألة توصيله سواء على التوازي أو على التوالي وذلك بسبب التردد والتوافق بصور رئيسية. المقصود بالتردد أنه يمكن أن يكون هناك مولد بتردد 50 هرتز وآخر بتردد 60 هرتز أو حتى 50.5 هرتز وهذا كافي لخلق مشكلة بينما المقصود بالتوافق هو زاوية فرق الطور بين موجتي كلا المولدين. قد يكون المولدان بتردد 50 هرتز تماماً مثلاً ولكن قد يتقدم أحدهما في موجته المتناوبة عن الآخر وهذا أمر خطر.http://sub.allaboutcircuits.com/images/02046.png
الحالة الأخيرة يمكن دراستها نظرياً أي أنه يمكن توصيل مولدات بنفس الترددات ولكن مع اختلاف الزاوية الطورية كما في الصورة المقابلة. لمعرفة ما سيحدث في الحالة المستقرة للدائرة الكلية تحتاج لتعلم الحسابات الطورية أو المتجهات. مثلاً المولد الأول بجهد 22 فولت متناوب وبزاوية طور مرجعية قدرها -64 درجة، الثاني 12 فولت متناوب بزاوية طورية مرجعية قدرها 35 درجة الثالث 15 فولت متناوب بزاوية مرجعية قدرها 0 درجة. ويصبح إجمالي الأحمال بالصورة
ET=E1+E2+E3=(2264)+(1235)+(150)=36.805220.5018

عملياً ستحدث مضاعفات على كل مولد وقد تتلف المنوبة (نطلق أحياناً على مولد التيار المتناوب اسم منوبة alternator) كلياً.
http://sub.allaboutcircuits.com/images/02048.png
عملياً أيضاً لا نفيد كثيراً من توصيل المنوبات على التوالي وإنما نفيد فعلاً من توصيلها على التوازي وهذا يحدث في غالبية مراكز الطاقة لزيادة كمية القدرة مع الحفاظ على نفس جهد الشبكة. لفعل ذلك يجب أن تتحقق الشروط التالية:
  • أن تكون جهود المنوبات بنفس القيم (يعني إذا كانت أحدها تعطي 220 فولت متردد فيجب أن تكون الباقيات كذلك).
  • أن يكون التردد نفسه لجميع المنوبات (يعني إذا كانت أحدها 50 هرتز فالباقي يجب أن يكون كذلك). السرعة الدورانية مقياس أو شرط آخر مكافئ.
  • أن تتحقق لحظة التوافق وهذا يعني أن تكون الزاوية الطورية المرجعية موحدة لجميع المنوبات.
  • في المنوبات ثلاثية الطور يجب أن يكون التعاقب الطوري نفسه.
في الوقت الحاضر أصبحت هناك دوائر تحكم متقدمة لتوفير هذه الشروط وخاصة ما يعرف بالتزامن Synchronization وتديرها منظومة تعرف بمنظومة إدارة القدرة Power Management System وتختصر PMS.
لكن قديماً كانت تتم عملية التوصيل كما يلي:http://sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00491x01.png
  • يتم تشغيل المنوبة الأولى حتى تصل إلى سرعتها الإسمية وترددها الإسمي وتعطي الجهد الإسمي للشبكة.
  • يتم تشغيل المنوبة الثانية حتى تصل إلى سرعتها الإسمين وترددها الإسمي وبنفس الجهد الذي تعطيه المنوبة الأولى.
  • يتم اكتشاف لحظة التوافق بين المنوبتين إما عبر جهاز كشف التوافق أو عبر توصيل لمبات إضاءة بين نقاط التوصيل. هذا يعني أنه وإذا كنت سأوصل النقطة 1 من المنوبة الأولى بالنقطة 2 من المنوبة الثانية فسأوصل أولاً بينهما بلمبة إضاءة قادرة على تحمل ضعف جهد المنوبة الواحدة. في هذه الحال وإذا كانت المنوبتان متوافقتين فسوف يكون فرق الجهد بين طرفي اللمبة عند أية لحظة صفراً ولن تضيء اللمبة. في حال كان لا يزال هناك فرق طور بين المنوبتين فسوف تضي اللمبة بما يتناسب مع فرق الطور (الذروة 180 درجة وتعني جهد مضاعف كأنك وصلت بطاريتين على التوالي). لحل مشكلة عدم التوافق هنا نتلاعب بشكل طفيف في سرعة المنوبة الثانية زيادة ونقصاناً لضمان الحفاظ على قيمة التردد وهذا بدورة يؤدي إلى الاقتراب أو الابتعاد من لحظة التوافق كما يلاحظ من شدة إضاءة اللمبات. حين تتحقق لحظة التوافق ستكون لمبات الإضاءة غير مضيئة (يفضل أن يكون المكان حالك الظلمة لاكتشاف أبسط فرق أو يفضل إبدال اللمبات بجهاز قياس الجهد).
  • عندما تتحقق لحظة التوافق يمكننا حينها توصيل المنوبيتني على التوازي عبر إغلاق سكينة الوصل بينهما.
هذا الفلاش يساعدك في فهم ما لخصناه. اضغط الأسهم للمتابعة.