عمل وتطبيق مثبت الجهد (منظم الجهد التلقائي)

الجهد التلقائيمنظميُنظّم جهد الشبكة الكهربائية، أو المولد، أو المحول، أو وحدة التغذية. عندما يسحب حمل كهربائي تيارًا من الشبكة، أو المولد، أو المحول، يحدث انخفاض في الجهد في خط النقل أو الكابل. يمتلك وسيط النقل مقاومة معينة، ويؤدي انخفاض الجهد تحت الأحمر في خط النقل إلى انخفاض الجهد عند الطرف المستقبل. يعتمد انخفاض الجهد في الخط على معامل قدرة الحمل. تستهلك الأحمال ذات معامل القدرة المنخفض تيارًا أكبر، مما يؤدي إلى انخفاض أكبر في الجهد.

من الضروري الحفاظ على الجهد الكهربائي وفقًا للجهد المُصنّف للحمل الكهربائي. إذا لم يكن جهد التغذية ضمن نطاق الجهد المُصنّف، فسيتدهور أداء المعدات الكهربائية. مُنظّم الجهد هو جهاز يتحكم في جهد الخرج ويحافظ عليه ضمن الحدود المُحدّدة.

1. هناك طرق مختلفة تستخدم لتنظيم جهد التيار المتردد والتيار المستمر:

يتم تنظيم جهد المغذيات المتساوية الطول في نظام التيار المستمر بواسطة مولدات مركبة. ومع ذلك، إذا كانت أطوال المغذيات غير متساوية، فيتم تنظيم الجهد بواسطة معززات التغذية. المحولات الرافعية، منظمات الجهد الحثية، مكثفات التحويل، منظمات الجهد الأوتوماتيكية (جهاز التحكم الصوتي المتقدمتُنظّم منظمات الجهد (s) جهد التيار المتردد. بعد فهم أهمية منظمات الجهد، سنناقش كيفية الحفاظ على الجهد المطلوب.

2. مبدأ عمل منظم الجهد:

يقارن مُتحكم مُنظم الجهد الأوتوماتيكي الجهد الفعلي بنقطة الضبط، ويُصدر إشارة خطأ تُتحكم في مصدر طاقة المُثير. يُؤخذ الخرج من خرج المولد بعد خفض الجهد عبر مُحول الجهد. يتحكم مُقوِّم التحكم بالسيليكون (SCR) في جهد خرج المُثير.

عندما يكون الجهد المُولَّد أقل من نقطة الضبط، تُصدر وحدة التحكم إشارة خطأ مُضخَّمة، مما يُقلِّل زاوية إطلاق مُنظِّم الجهد التحفيزي الانتقائي (SCR)، مما يُؤدِّي إلى زيادة جهد المُثير. تُؤدِّي زيادة جهد المُثير إلى زيادة تيار المجال وتدفقه. وبالتالي، يرتفع جهد المولد أيضًا حتى يصل إلى نقطة الضبط لمنظم الجهد الأوتوماتيكي. يحدث هذا عند زيادة الحمل على المولد.

إذا كان المولد يعمل بحمل خفيف أو بدون حمل، فقد يتجاوز جهده القيمة المحددة. لحل هذه المشكلة، تُصدر وحدة التحكم إشارة خطأ مُضخّمة، مما يزيد من زاوية إشعال المُخفّض التحفيزي الانتقائي (SCR)، مما يؤدي إلى انخفاض جهد المُثير. يؤدي انخفاض جهد المُثير إلى انخفاض تيار المجال وتدفقه، مما يُقلل بدوره من جهد خرج المولد.

للحفاظ على خرج جهد ثابت، يجب أن يتكيف نظام الإثارة في مولد التيار المتردد مع التغيرات المفاجئة في الحمل. وهنا يأتي دور منظم الجهد التلقائي (AVR). يتحكم منظم الجهد التلقائي في تيار مجال المُثير ويُعدِّل جهد الخرج. مع ذلك، من المهم ملاحظة أنه في حالة التقلبات الشديدة، قد لا يستجيب منظم الجهد التلقائي بالسرعة المطلوبة.

يُستخدم منظم جهد سريع الاستجابة، قائم على مبدأ تجاوز الحمل، لتحقيق استجابة سريعة. ووفقًا لهذا المبدأ، يرتفع جهد الإثارة مع زيادة الحمل. ومع ذلك، قبل أن يصل الجهد إلى القيمة المقابلة لزيادة الإثارة، يُخفّض منظم الجهد الإثارة إلى القيمة المناسبة. هذا يضمن بقاء الجهد ضمن النطاق المطلوب ويمنع أي ضرر للنظام.

3. تطبيق منظم الجهد التلقائي:

يقوم بتنظيم جهد النظام لجعل الماكينة أقرب إلى التشغيل المستقر.

عندما يتم تشغيل عدة مولدات كهربائية بالتوازي، فإنها تتقاسم الحمل التفاعلي فيما بينها.

يعمل منظم الجهد الأوتوماتيكي على تقليل الجهد الزائد الناتج عن فقدان الحمل المفاجئ في النظام.

في ظروف الخطأ، فإنه يعزز إثارة النظام لضمان توفر الحد الأقصى من الطاقة المتزامنة أثناء إزالة الخطأ.