في الأحمال loads التي تعمل على AC power يتم التحكم بها عن طريق تغيير الزوايا الجيبية أو مايعرف ب Phase Shift Control فإذا كان المصدر عبارة عن Sinwave كاملة يمكن ل load أن يأخذ جزء منها بحيث يصبح معدل average الطاقة المستهلكة في load أقل من أو مساوي للمصدر
كيف يتم ذلك؟ لو أخذنا الدائرة👇وهي عبارة عن مصدر AC موصل بمقاومة ك load وهناك قاطع switch بينهما،فإذا كان مغلق فإن الجهد على المقاومة يكون مساوي للجهد المصدر، وعند فتح القاطع يصبح صفر في المقاومة، ولو كررنا هذه العملية(فتح وقفل)عدة مرات نحصل على جهد متقطع أو عدةcycles في المقاومة
متقطعة، ولو جمعناهم average نحصل على جهد أقل من المصد وبالتالي حولنا جهد عالي من المصدر إلى أقل منه في ال load.
في الدائرة السابقة قمنا بفتح وغلق القاطع عند بداية ونهاية كل دورة cycle من المصدر ولكن نستطيع أن نفتح ونغلق القاطع بشكل متأخر delay لنكون waves ...يتبع
في الدائرة السابقة قمنا بفتح وغلق القاطع عند بداية ونهاية كل دورة cycle من المصدر ولكن نستطيع أن نفتح ونغلق القاطع بشكل متأخر delay لنكون waves ...يتبع
ذات معدلات مختلفة في ال load، بل ونستطيع التحكم في مدة فتح وقفل القاطع duty cycle كذلك. هذه هي الفكرة البدائية للتحكم في كمية الطاقة الواصلة ل load ولكن بشكل تطبيقي أكثر نستطيع استبدال القاطع بقطع الكترونية لها مميزات يمكن التحكم بها آليا. ومن أشهر أنواع هذه الالكترونيات 👇
Thyristor، وهو Silicon Controlled Rectifire SCR ويعمل تحديدا بمبدأ ال Diod أي لا يسمح بمرور التيار إلا في اتجاه واحد ولكن الميزة له أنه يمكن التحكم به ليعمل مثل القاطع Switch من خلال Pulse Width Modulation PWM وهي اشارة digital تأتي من Microcontroller
لتحدد مدة فتح وقفل هذا ال Thyristor بحسب كمية الطاقة المراد ايصالها لload
الآن لو ماكان عندي controller وأردت التحكم به يدويا فيمكن الاستعانة بمقاومة متغيرة متوصلة على التوالي مع مكثف لتكون Low pass filter والخارج output لهذا الفلتر هو جهد(وتيار مصاحب) له ثابت متناسب مع كمية المقاومة المتغيرة والمكثف (ثابت الزمن و هو المقاومة في المكثف)
وهو مقدار الزمن الذي يأخذه المكثف ليشحن. والفكرة هنا سهلة للغاية فعندما يكون S1 مفتوح لا يمر تيار وبالتالي لا يوجد اشارة لتفعيل ال thyristor وبكذا تكون اللمبة طافية. لما نشغل S1 يبدأ الجهد يشحن المكثف بسرعة تتناسب مع ثابت الزمن وعندما يكون الجهد على diod أعلى من diod threshold
يبدأ يمر التيار تدريجيا حتى يفتح thyristor ليمرر التيار وتبدأ تشتغل اللمبة. كلما كان شحن المكثف سريع كلما فتح ال thyristor بشكل سريع أيضا ليكون الجهد على load والمصدر يأخذ نفس الشكل بدون تأخير، وكلما كان شحن المكثف بطيء كلما تأخر ال load عن المصدر في الوصول لنفس الجهد
وذلك بسبب تأخر firing angle، الديوود في هذه الدائرة يعمل مثل PWM في حال استخدام ال microcontroller ويسمى trigger لأن يولد ال pulses اللي تفتح وتقفل ال thyristor. وفي الحقيقة أن المفتاح المستخدم في الأباجورات ماهو الا مقاومة متغيرة لتغيير شدة الاضاءة بنفس المبدأ
المشكلة هنا أن ال thyristor يعتبر نصف موجي half wave rectifier أي لا نستطيع التحكم إلا في ٥٠٪ من الطاقة الواصلة للمبة والسبب أنه لايسمح بمرور التيار الا في اتجاه واحد يعني اتجاه السالب ماراح يمر من خلال ال thyristor وبالتالي نحتاج طريقة أخرى للتحكم بكامل الطاقة من خلال التحكم في
كامل الموجة في الاتجاهين (السالب والموجب). الحل هنا باستخدام ما يعرف ب Triac وهو عبارة عن 2 thyristor في اتجاهين متعاكسين بمدخل تحكم واحد للسماح بمرور كامل الموحة في الاتجاهين👇
في هذه الدائرة استبدلنا thyristor ب Triac ولكننا أيضا أضفنا قطعة أخرى وهي Diac بدلا من diod لتقول بعمل triggering لل triac بنفس طريقة الديوود اللي شرحناها سابقا. هناك قطعة تسمى quadrac وهي تجمع ال Triac و ال Diac في قطعة واحدة👇
هذه الدائرة تستخدم في تطبيقات كثيرة مثل التحكم في شدة الاضاءة وهي مايعرف ب dimmer circuit أو التحكم في سرعة المحركات الكهربائية أو التحكم في السخان Heater وغيرها الكثير من الاستخدامات التي تعتمد على تقنين وصول الطاقة لل loads
تمرين: هل تستطيع بناء الدائرة السابقة باستخدام microcontroller ثل الأردوينو؟
@Rattibha
@Rattibha
جاري تحميل الاقتراحات...