شرح التوفيقات.( Harmonics )

التوافقيات (Harmonics).

حيث تؤثر التوافقيات على جميع المعدات في الشبكه الكهربيه ويمكن هذا التاثير في زياده درجات حرارة المعدة كذلك حدوث ايجهادات على العزل وفي بعض الاحيان يؤدي ذلك الى حدوث اعطال بالمعدة ونقص في العمر الافتراضي للمعدة.

لذلك دراسة  التوفيقات وكيفيه السيطرة عليها كان لابد من عمل دراسه لها حيث انها لا تقل اهميه في الشبكه الكهربيه عن حسابات القصر فى الشبكات الكهربيه.

وفى البدايه نتعرف على التوفيقيات (Harmonics).

حيث يمكن تحليل موجه الجهد والتيار العاديه الى عديد من الموجات الجيبيه لتغيير شكل الموجه الاصليه.

(.  Pure Sin waves  ).

هذه الموجه الجيبيه لها ترددات متعدده تسمى التوفيقات باضافه هذه الترددات او التوفيقات الى الموجه الجيبيه الاصليه يؤدي هذا الى تشوه الموجه الاصليه.

(.harmonic distortion ).

والرسم يوضح موجه ترددها 150 هرتز اي التوافقيه الثالثه حيث اضيفت الى الموجه الاصليه 50 هرتز ونتج عن ذلك الموجه المشوهه الموجودة بالرسم .

مصادر التوفيقات (Harmonic).

اولا  المحولات الكهربائية Transformers .

تعتبر مصدر من مصادر التوفيقات اذا تم تحميلها اكثر من الحمل المقنن وكذلك اذا تم وضعها تحت جهد اعلى من الجهد المقنن لها .

ثانيا الالات الدوارة(.Ratating machinery  ).

حيث تقوم الالات الدواره بتوليد التوفيقيات وذلك بسبب المجاري الموجوده سواء بالعضو الثابت او المتحرك حيث ان هذه المجاري تسبب تغيير في المجال المغناطيسي وتشمل هذه الالات المحركات المتزامنه

( Synchronous motors ).

ثالثا الافران ومعدات اللحام بالقوس الكهربي

(. arc furnaces and welding equipment ).

حيث تعتبر افران القوس الكهربي ومعدات اللحام بالقوس الكهربي من اشهر المعدات التي تولد التوفيقيات وايضا توجد اجهزه تعتمد على القوس الكهربي كثيرا جدا منها لمبات الفروسنت وكذلك بعض انواع اخرى من الاضاءه وقد تصل نسبه التشويه في هذه الحالات من 10 الى 30% من شكل الموجه الاصليه.

رابعا اشباه الموصلات وموحدات التيار.

( semiconductors and static power converters ) 

حيث ان اشباه الموصلات وموحدات التيار هذه اما ان تقوم بتحويل التيار المتردد الى تيار مستمر وذلك لتشغيل محركات التيار المستمر او البطاريات او العمليات الكيميائيه اما ان تقوم بتحويل التيار المتغير الى مستمر ثم الى متغير مره اخرى وذلك بهدف تغيير التردد كل هذه العمليات تولد توافقيات تؤدي الى تشويه الموجه الاصليه.

وبشكل عام تاثير التوفيقات على المحولات  (transformes  ).

تنقسم تاثير التوفيقيات على المحولات الى قسمين.

توافقيات التيار تسبب زياده في المفاقيد النحاسيه ومفاقيد الفيض الشارده.

اما توافقيات الجهد فتسبب زياده في المفاقيد الحديديه ومجموع النوعين يؤدي الى زياده في درجه حراره المحول ويعتمد مفاقيد التوفيقات السابقه مع التردد وكلما زاد التردد كلما زادت المفاقيد السابقه.

تاثير التوأفيقات على الالات الدواره ( Rotating machines  ).

وايضا في الالات الدواره تؤدي التوفيقات الى ارتفاع درجه حراره المعدة بسبب المفاقيد النحاسيه والحديدية اضافه الى ذلك تقلل من كفاءه المحرك وعزمه وتقلل العمر الافتراضي للمعدة.

تاثير التوأفيقيات على مجموعه المفاتيح..

( Swith gear  ).

كما في التوافقيات السابقه فان تاثير التوفيقات على مجموعه المفاتيح الكهربائيه مثل اغلب المعدات فان التوأفيقيات التيار تزيد من درجه الحرارة 

والمفاقيد في مجموعه المفاتيح.

تاثير التوافيقيات على نوع توصيل ملفات المحول.

اولا توصيله النجمه نجمه Y.  Y

حيث وصل كل من الملف الابتدائي والملف الثانوي على شكل نجمه فتكون زاويه الوجه صفر بين الملف الابتدائي والملف الثانوي وحيث يكون رقم المجموعه التوصيل 12 او 0

وتكون نسبه التحويل بتساويN1/N2=V1/V2.

حيث ان  N1هو عدد ملفات الملف الابتدائي.

وN2 هو عدد لفات الملف الثانوي.

وV1 هو جهد الملف الابتدائي وV2 هو جهد الملف الثانوي وتتميز هذه التوصيله بالاتي

تستخدم في دوائر الجهد العالي وايضا تستخدم في الاحمال الصغيره المتزنه ويمكن الحصول منها على اكثر من جهد وعيوبها يجب توصيل سلك الارض جيدا لتجنب المتاعب التي تحدث عند عدم تثبيته جيدا بالارض ايضا لا تستخدم في الاحمال غير المتزنه وايضا ظهور التوافقيه الثالثه.

ثانيا توصيله الدلتا دلتا.

حيث وصل كل من الملف الابتدائي والثانوي على شكل دلتا وتكون زاويه الوجه صفر بين الملف الابتدائي والملف الثانوي وتكون مجموعه التوصيل 12 او صفر

ونسبه التحويل بتساوي N1/N2=V1/V2.

من مميزات هذه التوصيله اقتصاديه عند الحمل المنخفض ايضا تخمد  فيها التوافقيه الثالثه يمكن استخدامها عند الاحمال الكبيره غير المتزنه.

ومن عيوبها لا يمكن الحصول منها على اكثر من جهد ولذلك لا تستخدم في التوزيع لعدم وجود طرف رابع

ثالثا توصيله النجمه دلتا.

حيث يوصل الملف الابتدائي للمحول على شكل نجمه ويوصل الملف الثانوي للمحول على شكل دلتا فتكون زاويه الوجه 150 درجه او 330 درجه اي رقم المجموعه التوصيل 11/5

وتكون نسبه التحويل تساويN1/N2=V1/V2.

مميزات توصيله النجمه دلتا

تخمد فيها التوفيقيه الثالثه.

تعمل على استقرار نقطه الحياد وايضا تستخدم في المحولات الخفض لتغذيه المحركات الثلاثيه المتزنه.

وعيوب توصيله النجمه دلتا لا يمكن الحصول منها على اكثر من جهد  اى لا يمكن خرج طرف رابع من الملف الثانوي.

رابعا توصيله الدلتا نجمه.

في هذه التوصيله يوصل ملفات المحول الابتدائيه على شكل دلتا ويوصل ملفات الثانوي للمحول على شكل نجمه

وتكون مجموعه التوصيل رقم 11/5.

وتكون الزاويه بين الملف الابتدائي للمحول والملف الثانوي للمحول 150 درجه او٣٣٠درجة.

ونسبه التحويل بتساويN1/N2=V1/V2.

حيث تستخدم هذه التوصيله في التوزيع بكثرة لانه يمكن الحصول فيها على اكثر من جهد وايضا لا اثر  للتوافقيه.

وعموما الجديد في التوصيل تم اضافه ملف ثالث للمحول بخلاف الملف الابتدائي والملف الثانوي حيث يكون عباره عن مجموعه من الملفات مغلقه على نفسها للتغلب على التوفيقيه الثالثه حيث تستخدم في الاحمال المتزنه والغير متزنه حيث توصل خاصة مع توصيله النجمه نجمه وذلك للتغلب على التوافقيه الثالثه .

وايضا ممكن ان تستخدم بخلاف التوافقيات لخروج قدرة تساوي حوالي ثلث خارج الملف الثانوي للمحول.

تستخدم في بعض المحولات لتغذيه بعض الاحمال.