يجب اختبار المحولات في ظروف قريبة قدر الإمكان من التشغيل الحقيقي لتقييم أدائها بدقة. اختبار سامبنر، المعروف أيضا باختبار الظهر الظهري، يسمح لمحولات متطابقتين بالعمل تحت ظروف تحميل كامل محاكاة دون الحاجة إلى حمل خارجي كبير. يساعد في تحديد فقدان الحديد، وفقدان النحاس، والكفاءة، وتنظيم الجهد، وسلوك التسخين. تقدم هذه المقالة معلومات عن عملها، وإعداد الدائرة، وإجراءاتها، وحساباتها.
نظرة عامة على اختبار سامبنر
اختبار سامبنر، المعروف أيضا باسم اختبار التحميل المتتالي، هو طريقة عملية لاختبار المحول تحت ظروف تحميل كامل محاكاة دون حمل خارجي. يستخدم لتحديد قيم الأداء الأساسية مثل فقدان الحديد، وفقدان النحاس، والكفاءة، وتنظيم الجهد، وسلوك التسخين.
في هذا الاختبار، يتم توصيل محولين متطابقين بحيث يدور تيار كامل الحمل بينهما، بينما يوفر المصدر فقط الطاقة اللازمة لتغطية الخسائر. وبسبب هذا الترتيب، يكون اختبار سومبنر مفيدا عندما يكون التحميل المباشر مكلفا أو غير فعال أو غير عملي.
لماذا اختبار سامبنر اقتصادي للمحولات الكبيرة
بالنسبة للمحولات الكبيرة، غالبا ما يكون التحميل المباشر غير اقتصادي لأن هناك حاجة إلى حمل خارجي كبير لامتصاص الطاقة الخارجية الكاملة أثناء الاختبار. وهذا يؤدي إلى هدر طاقة عالي، وتكلفة أعلى، وترتيبات اختبار أكثر صعوبة. يتجنب اختبار سامبنر ذلك من خلال خلق ظروف تحميل كامل مع سحب الطاقة المطلوبة فقط لتزويد خسائر المحول. وهذا يجعله طريقة عملية واقتصادية لاختبار المحولات ذات السعة الكبيرة.
أساسيات العمل في اختبار سامبنر
يعيد اختبار سامبنر إنتاج ظروف تشغيل شبه كاملة الحمل من خلال جعل محولين متطابقين يختبران جهدا مصنفا وتيارا مصنفا في نفس الوقت، بينما يوفر التيار فقط إجمالي الخسائر. عندما يتم تنشيط الأساسيات عند الجهد المصنف، يطور كلا المحولين تدفقا طبيعيا في النواة، وبالتالي يحدث فقدان الحديد كما في الخدمة العادية. عندما يتم تدوير التيار الموحد عبر اللفائف، ينتج أيضا فقدان النحاس الكامل في الحمولة. وبهذه الطريقة، يحاكي الاختبار ظروف التشغيل الفعلية بشكل أوثق مقارنة باختبارات الدائرة المفتوحة والقصيرة التي تجرى بشكل منفصل.
متطلبات وإعداد الدائرة لاختبار سامبنر
متطلبات وإعداد الدائرة لاختبار سامبنر
المتطلبات الرئيسية لاختبار سامبنر
للحصول على نتائج دقيقة، يتطلب اختبار سومبنر وجود محولين بنفس التصنيف، ونفس نسبة الجهد، والقطبية الصحيحة، والممانعة وخصائص التشغيل المتطابقة بشكل وثيق.
إعداد الحلبة القياسية لاختبار سامبنر
في الترتيب القياسي، يتم توصيل اللفات الأولية للمحولات بشكل متوازي عبر مصدر الطاقة المصنف بحيث يعمل كلاهما عند الجهد المصنف. اللفات الثانوية متصلة على التوالي في معارضة. ثم يتم حقن جهد منخفض قابل للتعديل في الحلقة الثانوية لتدوير التيار المصنف. يتم توصيل أجهزة القياس لتسجيل قراءات الجهد المطبق، والتيار الدوراني، وقياس الواط أثناء الاختبار.
فحص القطبية في اختبار سامبنر
قبل بدء الاختبار، يجب فحص الاتصالات الثانوية بعناية. إذا كان الجهد عبر الأطراف الحرة للثواني المتصلة بالتسلسلات شبه معدوم، فإن القطبية صحيحة والاتصال المعارض صحيح. إذا كان الجهد المقاس تقريبا ضعف الجهد الثانوي المصنف، فإن الاتصال غير صحيح ويجب إعادة ترتيب الأطراف قبل متابعة الاختبار.
الإجراءات وقراءات العدادات في اختبار سامبنر
قبل بدء الاختبار، تحقق من جميع وصلات الأجهزة وتأكد من القطبية الصحيحة للملفات الثانوية. بعد ذلك، قم بتطبيق الجهد المصنف على الملفات الأساسية لكلا المحولات. في هذه الحالة، يعمل كلا المحولين عند التدفق المصنف، ويقيس مقياس الواط الجانبي الأساسي W1 فقدان الحديد المشترك بين المحولين.
بعد ذلك، حقن جهد صغير قابل للتعديل في الحلقة الثانوية عبر المحول المنظم. زد هذا الجهد المحقون تدريجيا حتى يظهر مقياس التيار الثانوي لحمل كامل التيار المصنف. في تلك المرحلة، يقيس مقياس الواط W2 الخسارة المشتركة للنحاس الكامل في المحولين.
إذا كان من المقرر مراقبة أداء التدفئة، يمكن متابعة الاختبار لفترة أطول تحت نفس الظروف. ثم تستخدم القراءات المسجلة لتحديد الخسائر والكفاءة وتنظيم الجهد وسلوك ارتفاع درجة الحرارة للمحولات تحت تشغيل محاكاة بكامل الأحمولة.
| الآلة الموسيقية | ما الذي يقيس |
|---|---|
| فولتميتر الأساسي | جهد الإدخال المصنف |
| مقياس التيار الأساسي | إجمالي التيار بدون حمل لكلا المحولين |
| مقياس الواطع W1 | فقدان الحديد/النواة المشترك لكلا المحولات |
| مقياس التيار الثانوي | تيار دوار كامل الحمل |
| فولتمتر ثانوي | الشرط الثانوي للقطبية والاختبار |
| مقياس الواطع W2 | خسارة النحاس الكاملة المجمعة لكلا المحولين |
حسابات الأداء من اختبار سامبنر
حساب الخسارة في اختبار سومبنر
إذا:
• W1 = فقدان الحديد المشترك لكلا المحولين
• W2 = فقدان إجمالي للنحاس الكامل في كلا المحولين
ثم لأحد المحولات:
• فقدان الحديد لكل محول = W1 / 2
• فقدان النحاس الكامل لكل محول = W2 / 2
هاتان القيمتان تمثلان الخسائر الرئيسية في ظروف التشغيل العادية وتستخدمان لتقييم الأداء الإضافي.
الكفاءة وتنظيم الجهد في اختبار سامبنر
إذا كان أحد المحولات يمنحك مخرجا من:
الإخراج = V2 × I2 × cosφ
حينها تكون الكفاءة عند الحمل الكامل هي:
الكفاءة = الإخراج / (الخرج + فقدان الحديد + فقدان النحاس في الحمل الكامل)
باستخدام القيم المستخلصة من الاختبار، يصبح هذا:
الكفاءة = الإخراج / [الإخراج + (W1 / 2) + (W2 / 2)]
عند جزء حمل x، يتغير فقدان النحاس تقريبا عند x²، لذا:
الكفاءة عند الحمل x = الإخراج عند حمل x / [الإخراج عند حمل x + (W1 / 2) + x²(W2 / 2)]
وهذا يسمح بتقدير الكفاءة عند مستويات أحمال وعوامل قوة مختلفة.
تنظيم الجهد من اختبار سامبنر
لا يقيس اختبار سامبنر تنظيم الجهد مباشرة باستخدام بنك الأحمال، لكنه يوفر بيانات الفقدان اللازمة لتقدير أداء الحمل الكامل. في الممارسة العملية، يتم عادة تحديد تنظيم الجهد بمساعدة مقاومة ومفاعلة مكافئة يتم الحصول عليها من بيانات اختبار المحول. لهذا السبب، يقدر اختبار سومبنر بشكل رئيسي لتقييم الخسارة والتسخين الواقعي، بينما يتم تقدير التنظيم عادة من المعاملات المكافئة المقابلة.
مزايا وقيود وتطبيقات اختبار سامبنر
مزايا اختبار سامبنر
• يسمح بالاختبار تحت ظروف تحميل شبه كامل دون حمل خارجي كبير
• ينتج فقدان الحديد وفقدان النحاس في الحمل الكامل في نفس الوقت
• يجعل مراقبة ارتفاع درجة الحرارة ممكنة في ظروف تشغيل واقعية
• يستهلك طاقة إدخال أقل بكثير من التحميل المباشر
• يوفر بيانات أداء عملية أكثر من اختبارات الدائرة المفتوحة والقصيرة المنفصلة
القيد الرئيسي
• يتطلب محولا بنفس التصنيف ونسبة الجهد
• يتطلب قطبية صحيحة وخصائص مقاومة متطابقة بشكل وثيق
• قد يعطي ظروف تيار دوران غير دقيقة إذا لم يكن المحولان متطابقين بشكل جيد
تطبيقات اختبار سومبنر
• يتطلب محولا بنفس التصنيف ونسبة الجهد
• يتطلب قطبية صحيحة وخصائص مقاومة متطابقة بشكل وثيق
• قد يعطي ظروف تيار دوران غير دقيقة إذا لم يكن المحولان متطابقين بشكل جيد
الخاتمة
يعد اختبار سومبنر طريقة فعالة لتقييم أداء المحول تحت ظروف الحمل الكامل المحاكاة. عندما يتم تدوير تيار محولين متطابقين، تحدث خسائر الحديد والنحاس في نفس الوقت، بينما يوفر المصدر فقط الطاقة اللازمة لتغطيتهما. وهذا يسمح بقياس دقيق للكفاءة، وتنظيم الجهد، وسلوك التسخين. وبسبب تشغيله الاقتصادي، لا يزال اختبار الاختبار المتكرر يستخدم في اختبار المحولات.
الأسئلة الشائعة [الأسئلة الشائعة]
لماذا يستخدم محولون في اختبار سامبنر؟
لتدوير تيار الحمل الكامل بينهما بينما يوفر المصدر فقط الطاقة اللازمة للخسائر.
هل يمكن لاختبار سامبنر استخدام محولات غير متطابقة؟
يتم تنفيذه بشكل أفضل مع محولات لها نفس التصنيف، ونسبة الجهد، والممانعة المتشابهة للحفاظ على نتائج دقيقة.
ما هي المحولات التي يتم اختبارها باستخدام اختبار سامبنر؟
يستخدم بشكل رئيسي للمحولات ذات السعة المتوسطة والكبيرة حيث يكون التحميل المباشر غير عملي.
ما هي فحوصات السلامة المطلوبة قبل بدء اختبار سامبنر؟
تحقق من القطبية الصحيحة، وتحقق من وصلات الأجهزة، وزد الجهد المحقون تدريجيا.
كم يمكن أن يستمر اختبار سامبنر؟
يمكن أن يعمل لفترة طويلة لأن طاقة الإمداد تساوي فقط فقدان المحول.
كيف يتم تقييم ارتفاع درجة الحرارة في اختبار سامبنر؟
تحدث خسائر الحديد والنحاس في نفس الوقت، مما ينتج ظروف تسخين مشابهة لتلك الموجودة في ظروف التشغيل الحقيقية.
