المحول العازل هو مصدر طاقة آمن. ويُستخدم عادةً في صيانة وإصلاح الآلات، وأداؤه يشمل الحماية وحماية من الصواعق والترشيح.
مبدأ عمل المحول العازل مماثل لمبدأ المحول العادي، وكلاهما يستندان إلى مبدأ الاستقراء الكهرومغناطيسي. وغالبًا ما يكون المحول العازل (وليس كلّها) محولًا بنسبة ١:١. وبما أن اللفّة الثانوية غير متصلة بالأرض، فلا يوجد فرق جهد بين أي من أسلاك اللفّة الثانوية والأرض، ما يجعل استخدامه آمنًا. ويُستخدم عادةً كمصدر طاقة للصيانة.
تُعَدُّ مصادر الطاقة الخاصة بمحوّلات التحكُّم والمعدات ذات الأنبوب الفراغي أيضًا محوّلات عزل. ومن أمثلتها مُضخِّمات الأنبوب الفراغي، وأجهزة الراديو ذات الأنبوب الفراغي، وأجهزة القياس المُتذبذبة (أوسيلوسكوب)، إضافةً إلى محوّلات التحكُّم المستخدمة في المخارط وغيرها. فعلى سبيل المثال، يُستخدم محوّل العزل ذي النسبة ١:١ عادةً لصيانة أجهزة التلفزيون الملوَّن بأمان. كما يستخدم في مكيَّفات الهواء.
عادةً ما يكون جهد مصدر التغذية الكهربائية المتناوبة الذي نستعمله بحيث تكون إحدى أسلاكه متصلةً بالأرض، بينما يكون للسلك الآخر فرق جهد قدره ٢٢٠ فولت بالنسبة للأرض. وقد يؤدي التلامس مع هذا السلك إلى صدمة كهربائية. أما الجانب الثانوي لمحوّل العزل فلا يتصل بالأرض، وبالتالي لا يوجد فرق جهد بين أي من سلكَيه والأرض. ولذلك، عند لمس شخصٍ لأيٍّ من هذين السلكين، لا تحدث صدمة كهربائية، ما يجعل استخدامه أكثر أمانًا بكثير.
ثانياً، تكون الطرفان المُخرَج والمدخل لمحوّل العزل معزولين تماماً عن بعضهما البعض. وهذا يُرشّح فعّالياً الطرف المدخل لمحوّل العزل (جهد التغذية من الشبكة)، موفّراً تأثيراً جيّداً في ترشيح طاقة التغذية الداخلة. وبالتالي، يوفّر جهداً نقياً لتغذية المعدات الكهربائية.
وتتمثّل تطبيقاً آخر في منع التداخلات الكهرومغناطيسية. ويمكن استخدامه على نطاق واسع في أماكن مثل قطارات الأنفاق، والمباني الشاهقة، والمطارات، والمحطات، والمراسي، والمنشآت الصناعية والتعدينية، وأنظمة توزيع الطاقة في الأنفاق.
محوّل العزل هو نوع من المحولات يكون فيه اللفّة الداخلة واللفّة الخارجة معزولتين كهربائيًّا عن بعضهما. ويُستخدَم لمنع الخطر الذي قد ينتج عن ملامسة أجزاء حيّة (أو مكونات معدنية قد تصبح حيّة بسبب فشل العزل) والأرض عن طريق الخطأ. ومبدؤه مماثل لمبدأ المحول الجاف الشائع، الذي يستخدم أيضًا مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. ووظيفته الرئيسية هي عزل دائرة التغذية الأولية وجعل الدائرة الثانوية عائمة بالنسبة إلى الأرض لضمان السلامة الكهربائية.
الوظيفة
الوظائف الرئيسية لمُحول العزل هي: عزل المكونات الكهربائية في الجانب الأولي والجانب الثانوي عزلًا تامًّا، وعزل الدائرة ككلٍّ. بالإضافة إلى ذلك، وباستغلال خاصية فقدان التردد العالي في قلب المحول، يمكنه كبح انتقال الضوضاء ذات التردد العالي إلى دائرة التحكم. وباستخدام محول العزل، يصبح الجانب الثانوي عائمًا بالنسبة للأرض، ويمكن استخدامه فقط في الحالات التي يكون فيها نطاق مصدر الطاقة صغيرًا وطول الخط قصيرًا. وفي هذه الحالة، يكون تيار السعة الأرضي للنظام صغيرًا جدًّا لدرجة أنه لا يكفي لإحداث ضررٍ في جسم الإنسان. أما وظيفةٌ أخرى بالغة الأهمية فهي حماية سلامة الأشخاص! وذلك عبر عزل الجهود الخطرة.
مع التطور المستمر لنظام الطاقة، تؤدي المحولات، بوصفها معدات رئيسية في هذا النظام، دوراً متزايد الأهمية. ويؤثر تشغيلها الآمن تأثيراً مباشراً على مدى اعتمادية تشغيل نظام الطاقة ككل. ويشير تشوه لفائف المحول إلى التغيرات التي تطرأ على الأبعاد المحورية والشعاعية لللفائف، أو إلى إزاحة هيكل المحول، أو إلى الالتواء الذي يصيب اللفائف عند تعرضها لقوى خارجية. أما الأسباب الرئيسية لتشوه لفائف المحول فهي سببان: الأول أن المحولات تتعرض حتماً لأعطال قصر خارجية أثناء التشغيل؛ والثاني وقوع حوادث مثل الاصطدامات أثناء نقل المحولات أو رفعها.
الطاقة
يتعلّق تدفّق القلب المحوري للمحوِّل بالجهد المطبَّق. ولا يزداد تيار الاستثارة في التيار مع ازدياد الحمل. وعلى الرغم من أن القلب المحوري لن يشبع بسبب ازدياد الحمل، فإن فقدان المقاومة في الملف سيزداد، متجاوزًا السعة المُصنَّفة. وبما أن الحرارة الناتجة عن الملف لا يمكن تبديدها في الوقت المناسب، فسيتضرّر الملف. وإذا كان الملف مكوَّنًا من مواد فائقة التوصيل، فإن ازدياد التيار لن يؤدي إلى تسخين، لكن ستبقى هناك حقول مغناطيسية متسربة تسبّب مقاومة داخل المحوِّل. ويؤدي ازدياد التيار إلى انخفاض جهد الإخراج. وكلما زاد التيار، انخفض جهد الإخراج أكثر. ولذلك، لا يمكن أن يكون القدرة الخارجة من المحوِّل غير منتهية. وإذا لم يمتلك المحوِّل أي مقاومة، فعند مرور التيار فيه، سيتكوَّن قوة كهرومغناطيسية كبيرة جدًّا قد تُتلف ملف المحوِّل بسهولة. وعلى الرغم من أن القدرة تكون غير منتهية، فإنه لا يمكن استخدامها. ويمكن القول فقط إن تطوّر مواد الموصلات الفائقة ومواد القلب المحوري سيؤدي إلى زيادة القدرة الخارجة من المحوِّل ذي الحجم أو الوزن نفسه، لكنها لن تكون غير منتهية!
EN
