נושא : משנה תדר ומתח מסתובב

בס"ד ‏יום שני 22 מאי 2023

מהו משנה תדר מסתובב?

ממירי תדר מסתובבים נקראים גם "משנה תדר רוטטיבי" הם למעשה ממירים מתח חילופין אשר נכנס למערכת לצורך סיבוב מנוע אשר גורם לאנרגיה מכאנית ,והוא מעביר את האנרגיה המכנית הזו לצורך סיבוב גנרטור, הממיר את הספק המכני שלו להספק חשמלי.

תמונה מספר 1 : מערכת מנוע גנרטור

סוגים של משנה תדר מסתובבים

1. מנוע וגנרטור מונחים האחד ליד השני ואת האנרגיה המכאנית מעבירים באמצעות רצועה או שרשרת לא רק להעביר את האנרגיה מהמנוע לגנרטור, אלא גם לשנות את התדר לפי יחס הגלגלות.
2. מנוע וגנרטור מופנים האחד לשני והאנרגיה המכאנית מועברת ממנוע חשמלי לגנרטור באמצעות מקשר (coupling) ,התאמת מהירות מנוע ההנעה כדי לשנות את מהירות הסיבוב של הגנרטור, ובכך לשנות את תדר המוצא.
3. מנוע החשמלי וגנרטור אשר נבנו כיחידה אחת ולא מופרדים. במקרה זה, שינוי התדר נעשה על ידי ייצור של המנוע במספר שונה של קטבים חשמליים מאשר הגנרטור. לדוגמה, מנוע 10 קטבים וגנרטור 12 קטבים יניבו המרה של 50 ל-60 הרץ.

תמונה מספר 2 : סוגים שונים של משנה תדר מסתובבים

מהו משנה תדר ומתח מסתובבים ?

למעשה הם שתי מכונות חשמליות מחוברות ביניהן למכונה החשמלית הראשונה אנו מספקים הזנת חשמל ובשל כך המכונה הראשונה מתנהגת כמנוע , בשל הקשר המכאני בין המכונות כאשר מתחיל סיבוב של המכונה הראשונה המכונה השנייה מתחילה להסתובב והאנרגיה המכאנית מומרת לאנרגיה חשמלית ולמעשה המכונה החשמלית השנייה משמשת אותנו כגנרטור.

סוגים שונים של המרות אנרגיה

מערכת מנוע מקושר גנרטור משמש להמרת אנרגיה חשמלית. זה אומר שהוא משמש להמרת סוג אחד של אנרגיה חשמלית סוג אחר של אנרגיה חשמלית נמנה מספר דוגמאות אפשריות

1. אספקת מתח חד פאזית ואילו צרכן תלת פאזי – במצב זה נשתמש במנוע למתח חילופין המקושר לגנרטור תלת פאזי.
2. אספקת חילופין בתדר של 50 הרץ ואילו צרכן 400 הרץ – במצב זה נשתמש בנוסחה הידועה של היחס בין מספר הקטבים למהירות השדה

במצב זה לצורך הדוגמה נניח כי תדר המקור שלנו הוא 50 הרץ מהירות הסיבוב של המנוע הינה 3000 סל"ד מהמשוואה של הייחס בניהם נקבל כי עבור תדר של 50 יש לנו זוג אחד של קטבים , ואילו עבור 400 הרץ נקבל כי

3000=(60×400)/p

נחלץ את P ונקבל

זוגות קטבים P=(60×400)/3000=8

כלומר מנוע עם זוג אחד של קטבים מסתובב ומסובב עימו גנרטור עם 8 קטבים והסיבוב המשותף גורם להמרת התדר ל 400 הרץ.

1. אספקת אנרגית מתח ישר ואילו צרכן של מתח חילופין – במצב זה נשתמש במנוע מתח ישר המקושר לגנרטור למתח חילופין.
2. אספקת אנרגיה זמינה של מתח חילופין ואילו צרכן של ישר – במצב זה נשתמש במנוע במתח חילופין וגנרטור מתח ישר.

סוגים שונים של שימושים במערכות אלו

1. להתגבר על בעיות באיכות חשמל שעלולות לנבוע מהרשת.
2. הפרדה גלוונית של מתח הרשת ממתח הצרכן במקומות שנזקקים בכך
3. ניתן להשתמש בו במקום אביזרים אלקטרונים היות ומערכות אלו יכולות להתמודד עם עומסי יתר גדולים לזמן קצר בהשוואה למוצרים מבוססי אלקטרוניקה כדוגמת משנה תדר.
4. ניתן לבצע המרות לתדרים ומתחים שונים בקלות יחסית.

יתרונות וחסרונות של מערכות משולבות אלו

יתרונות

1. זהו מכשיר עצמאי (בעל התנעה עצמית).
2. יכול לשמש גם כמכשיר לשיפור מקדם הספק בנוסף לתפקידו.
3. בעל מבנה פשוט ואמין באופן כללי.
4. ניתן להשיג מגוון רחב של תצורות מתח ישר.
5. אין סיכון של קוטביות הפוכה
6. מתח היציאה יחסית קבועה.

חסרונות

1. הפסדים גדולים בשל העובדה כי משתמשים ב 2 מכונות חשמליות , הפסדים אלו קשורים לעבודתם הרגילה של המכונות החשמליות הפסדים אלו גדולים יותר בהשוואה לטכניקות המרה אחרות.
2. המערכת רועשת.
3. נדרשת תחזוקה שוטפת קפדנית יותר שכן היא מכילה חלקים מסתובבים.
4. במהלך הפרעות רשת קשות המכונה תאט , זה עלול להשפיע על מתח המוצא והתדר.
5. מערכת זו כבדה יותר וכן תופסת יותר מקום בהשוואה לטכניקות אחרות.
6. מערכת זו גורמת למקדם הספק נמוך אם משתמשים במנועי אינדוקציה.

בהצלחה.