تحويل الطاقة الكهربائية

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
صورة لمصدر طاقة يعمل بنظام التبديل ذي الجهد الصفري.
يمكن لمصدر الطاقة ذي الوضع المبدل تحويل الطاقة الكهربائية إلى تيار مباشر (DC) باستخدام منظم تبديل .

في الهندسة الكهربائية ، تحويل الطاقة هو عملية تحويل الطاقة الكهربائية من شكل إلى آخر.

محول الطاقة هو جهاز كهربائي لتحويل الطاقة الكهربائية بين التيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC). كما يمكنه تغيير جهد التيار أو تردده .

تشمل محولات الطاقة أجهزة بسيطة مثل المحولات الكهربائية ، وأجهزة أكثر تعقيدًا مثل محولات الرنين . كما يُشير المصطلح إلى فئة من الآلات الكهربائية المستخدمة لتحويل تردد التيار المتردد إلى تردد آخر. غالبًا ما تتضمن أنظمة تحويل الطاقة أنظمة احتياطية وتنظيم الجهد .

تُصنّف محولات الطاقة أو مصادر الطاقة بناءً على نوع تحويل الطاقة الذي تقوم به. إحدى طرق تصنيف أنظمة تحويل الطاقة تعتمد على ما إذا كان التيار الداخل والخارج تيارًا متناوبًا أم تيارًا مستمرًا. [ 1 ]

تحويل الطاقة بالتيار المستمر

التيار المستمر إلى التيار المتردد

الأجهزة التي تحول التيار المستمر إلى تيار متردد (تنتج تيارًا مترددًا من مصدر تيار مستمر):

من التيار المستمر إلى التيار المستمر

الأجهزة التي تحول مستوى جهد/تيار مستمر إلى مستوى آخر: [ 2 ] [ 3 ]

تحويل الطاقة الكهربائية المترددة

تحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر

الأجهزة التي تحول التيار المتردد إلى تيار مستمر (التقويم + التنظيم): [ 4 ]

تيار متردد إلى تيار متردد

الأجهزة التي تحول التيار المتردد إلى تيار متردد (تغيير الجهد و/أو التردد): [ 5 ]

أنظمة أخرى

توجد أيضًا أجهزة وطرق للتحويل بين أنظمة الطاقة المصممة للتشغيل أحادي الطور وثلاثي الطور.

يختلف جهد وتردد التيار الكهربائي القياسي من بلد لآخر، وأحيانًا داخل البلد الواحد. ففي أمريكا الشمالية وشمال أمريكا الجنوبية، يكون الجهد عادةً 120 فولتًا والتردد 60 هرتز ، بينما في أوروبا وآسيا وأفريقيا والعديد من مناطق العالم الأخرى، يكون الجهد عادةً 230 فولتًا والتردد 50 هرتز. [ 6 ] غالبًا ما تستخدم الطائرات طاقة بتردد 400 هرتز داخليًا، لذا يلزم تحويل التردد من 50 أو 60 هرتز إلى 400 هرتز لاستخدامه في وحدة الطاقة الأرضية التي تُشغل الطائرة أثناء وجودها على الأرض. في المقابل، يمكن تحويل الطاقة الداخلية بتردد 400 هرتز إلى 50 أو 60 هرتز لتوفير منافذ طاقة مريحة للركاب أثناء الرحلة.         

يمكن اعتبار بعض الدوائر المتخصصة أيضًا محولات طاقة، مثل النظام الفرعي لمحول الارتداد الذي يقوم بتشغيل أنبوب أشعة الكاثود ، والذي يولد جهدًا عاليًا بتردد 15  كيلو هرتز تقريبًا.

تتضمن الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية عادةً محول تيار متردد (نوع من مصادر الطاقة ) لتحويل التيار المتردد ذي الجهد العالي إلى تيار مستمر منخفض الجهد مناسب للاستخدام في الإلكترونيات الدقيقة، أي الدوائر المتكاملة . تُستخدم محولات الجهد الاستهلاكية (المعروفة أيضًا باسم "محولات السفر") عند السفر بين الدول التي تستخدم جهدًا كهربائيًا يبلغ حوالي 120 فولت مقابل حوالي 240 فولت. (توجد أيضًا "محولات" استهلاكية تُشكل ببساطة وصلة كهربائية بين قابسين ومقبسين مختلفي الشكل ، لكنها لا تُغير الجهد ولا التردد).

التطبيق في أنظمة الطاقة المتجددة

يلعب تحويل الطاقة الكهربائية الحديث دورًا حاسمًا في دمج الطاقة المتجددة. وتُعدّ محولات إلكترونيات الطاقة ضرورية لربط مصادر الطاقة ذات القدرة المتغيرة، مثل الألواح الشمسية الكهروضوئية وتوربينات الرياح، بشبكة الكهرباء أو بالبطاريات لتخزين الطاقة. وتستخدم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية عادةً محولات التيار المستمر إلى التيار المستمر ومحولات التيار المستمر إلى التيار المتردد المتصلة بالشبكة لمطابقة إنتاج الطاقة الشمسية مع متطلبات الشبكة، بينما تتطلب توربينات الرياح عادةً تحويل التيار المتردد إلى التيار المتردد وتنظيم التردد لإنتاج طاقة مستقرة وقابلة للاستخدام. وتُدير المحولات المتقدمة التقلبات، وتُحسّن جودة الطاقة، وتُمكّن عمليات الشبكة الذكية، مما يجعل التبني واسع النطاق للطاقة المتجددة ممكنًا. [ 7 ] [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بتروتشيلي، ر. (2015). "محولات الطاقة ذات الوضع التبديل أحادي الربع". في: بيلي، ر. (محرر). وقائع مدرسة CAS-CERN للمسرعات: محولات الطاقة . جنيف: CERN . ص  15. arXiv : 1607.02868 . doi : 10.5170/CERN-2015-003 . ISBN 9789290834151. S2CID 125663953 . 
  2. ↑ شركة تكساس إنسترومنتس، "الحساب الأساسي لمرحلة الطاقة في محول باك"، ملاحظة التطبيق SLVA057.
  3. ↑ "أساسيات محول التيار المستمر" . www.powerdesigners.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-12-2005 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 09-07-2026 .
  4. ↑ بريتانيكا، "المقوم".
  5. ↑ بريتانيكا، "المتحول".
  6. ↑ "الكهرباء حول العالم" . www.kropla.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2009-09-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-07-09 .
  7. ↑ كاراسكو، ج.م.؛ فرانكيلو، ل.ج.؛ بيالاسيفيتش، ج.ت.؛ غالفان، إ.؛ بورتيلوغيسادو، ر.س.؛ براتس، م.أ.م.؛ ليون، ج.إ.؛ مورينو-ألفونسو، ن. (2006). "أنظمة إلكترونيات الطاقة لدمج مصادر الطاقة المتجددة في الشبكة: دراسة استقصائية". معاملات IEEE في الإلكترونيات الصناعية . 53 (4): 1002-1016 . Bibcode : 2006ITIE...53.1002C . doi : 10.1109/TIE.2006.878356 . ISSN 1557-9948 . 
  8. ↑ أبو رب، هيثم؛ مالينوفسكي، ماريوس؛ الحداد، كمال (2014). إلكترونيات الطاقة لأنظمة الطاقة المتجددة والنقل والتطبيقات الصناعية . تشيتشستر، غرب ساسكس، المملكة المتحدة. هوبوكين، نيو جيرسي: جون وايلي وأولاده. ISBN 978-1-118-75552-5.

للمزيد من القراءة

  • بريسمان، أبراهام آي. (1997). تصميم مزودات الطاقة التبديلية . ماكجرو هيل. ISBN 0-07-052236-7.
  • موهان، نيد؛ توري إم. أنديلاند؛ ويليام ب. روبنز (2002). إلكترونيات القدرة: المحولات، والتطبيقات، والتصميم . وايلي. ISBN 0-471-22693-9.
  • لو، فانغ لين؛ هونغ يي (2004). محولات التيار المستمر/المستمر المتقدمة . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 0-8493-1956-0.
  • لو، فانغ لين؛ هونغ يي؛ محمد ح. رشيد (2005). إلكترونيات الطاقة الرقمية وتطبيقاتها . إلسيفير. ISBN 0-12-088757-6.
  • ليو، مينغليانغ (2006). تبسيط دوائر المكثفات المبدلة . إلسيفير. ISBN 0-7506-7907-7.