Baseret på tidligere erfaringer vil man antage, at strømtransformatorer betragtes som en standardkomponent i instrumenter og udstyr og altid bruges til at måle præcise strømme. Selv under barske klimatiske og miljømæssige forhold er dette instrument ekstremt nøjagtigt og nemt at betjene, så lad mig lære dig, hvordan du vælger strømtransformatorer.
For eksempel i applikationer såsom omskiftning af strømforsyninger, registrering af motorstrømbelastning, belysning og instrumentbrug, anvendes strømtransformatorer traditionelt som kontrol-, kredsløbsbeskyttelses- og overvågningsenheder. På grund af overproduktionen af strømtransformatorprodukter kræver valget af en ønsket strømtransformer, at der tages hensyn til forskellige faktorer. Denne artikel introducerer hovedsageligt et sæt let-at-udvælgelsesteknikker, som er meget fordelagtige til at vælge omkostningseffektive-effektive-højtydende komponenter i mange applikationer. Selvom-hyldekomponenter er billige, kan de have nogle funktionelle begrænsninger i brug. Nogle applikationer kan kræve forskellige produkter, og i nogle tilfælde kan fuldstændig tilpasning være nødvendig.
Figur 1 Når du vælger en strømtransformator, skal der tages hensyn til forskellige faktorer, såsom størrelse, frekvens, funktion og strømområde osv.
Indgangsstrøm
Desuden, hvis den nominelle værdi af en bestemt strømtransformator er meget højere end dens "samplingstrøm", så vil størrelsen af dette udstyr uundgåeligt være meget stort, hvilket gør det for dyrt til dets anvendelse. Generelt er det et korrekt valg at vælge den nominelle værdi af strømtransformatoren til at være ca. 30 % højere end den maksimale forventede værdi af dens "samplingstrøm".
For det første, når du vælger en instrumenttransformator, skal flere kriterier klart defineres og verificeres, såsom størrelse, frekvens, funktion og rækkevidden af samplet strøm. Dens nøjagtighed og effektivitet afhænger faktisk af disse parametre. Bortset fra mulige afvejninger i instrumenttransformatorens nøjagtighed, hvis den strøm, der bruges under driften af instrumenttransformatoren, overstiger den nominelle strømstandard specificeret af producenten, vil dens driftstemperatur konstant stige og kan ikke kontrolleres, hvilket i sidste ende vil føre til kredsløbsfejl.
Drejeforhold
Det er dog værd at bemærke, at et alt for højt talforhold vil føre til en stigning i distribueret kapacitans og lækageinduktans og derved reducere nøjagtigheden af strømtransformatoren og dens ydeevne ved høje frekvenser (på grund af selv-resonans). Ikke desto mindre, hvis talforholdet er for lavt (med en lav induktanskoefficient), kan udgangssignalet udvise forvrængning eller "forringelse" (enkelt-indgangssignalet vil helt sikkert blive tilbøjeligt), hvilket kan forårsage ustabilitet i styrekredsløbet og unøjagtige måleresultater.
Antallet af omdrejninger for almindelige strømtransformatorer varierer normalt fra 1:10 til 1:1000. Jo højere forholdet er (r=Nsec/Npri), jo højere opløsning er den aktuelle måling.
Induktanskoefficient og opmuntrende strøm
For at sikre strømtransformatorens maksimale-fejltolerante evne bør excitationsstrømmen være flere gange mindre end amplituden af den samplede strøm. Til de fleste applikationer, der involverer omskiftning af strømforsyninger og lignende, er det tilrådeligt at indstille den maksimale værdi af excitationsstrømmen til 10 % af den samplede strøm. For eksempel, hvis et bestemt kredsløb skal sikre et maksimalt tab på 10% for en samplet strøm på 1 til 20A ved 100kHz, så skal den maksimale værdi af excitationsstrømmen indstilles til 100mA (hvilket er 10% af den minimale samplede strømværdi).
Den sekundære induktanskoefficient for strømtransformatoren bestemmer udgangssignalets pålidelighed. Værdien af induktanskoefficienten er omvendt proportional med excitationsstrømmen, som almindeligvis omtales som den "inducerede strøm".
Samplingstrømmen på 1A vil have en 10% fejl, mens prøvetagningsstrømmen på 20A vil have en 0,5% fejl. Hvis databladet fra producenten ikke angiver den anbefalede strøm, kan den beregnes ved hjælp af følgende formel:
e=CLdI/dt
|dI/dt|=e/L
I denne periode repræsenterer e udstyrets udgangsspænding (i volt), L repræsenterer induktanskoefficienten (i henries), og |dI/dt| repræsenterer forholdet mellem den inducerede strøm og tid (i ampere pr. sekund).
Udgangsspænding og belastningsmodstand
Udgangsspændingen (Vo) skal justeres så lavt som muligt for at minimere indføringstabet. Hvis den mest rimelige sekundære udgangsspænding for et kredsløb er 0,5V, og udgangsstrømmen er 20A, vil en strømtransformator med et vindingsforhold på 1:100 generere cirka 200mA sekundærstrøm. Som vist i figur 2 skal belastningsmodstanden være: Ro=Vo/Is=0.5/0.2=2.5Ω.
