Виходячи з минулого досвіду, можна припустити, що трансформатори струму розглядаються як стандартний компонент у приладах і обладнанні та завжди використовуються для вимірювання точних струмів. Навіть у суворих кліматичних умовах і навколишньому середовищі цей інструмент надзвичайно точний і простий у експлуатації, тож дозвольте мені навчити вас вибирати трансформатори струму.
Наприклад, у таких додатках, як імпульсні джерела живлення, визначення струмового навантаження двигуна, освітлення та використання приладів, трансформатори струму традиційно використовуються як пристрої керування, захисту ланцюга та моніторингу. Через перевиробництво трансформаторів струму, вибір потрібного трансформатора струму вимагає врахування різних факторів. Ця стаття в основному представляє набір простих-у-керуванні методами вибору, які є дуже корисними для вибору-рентабельних високо-компонентів у багатьох програмах. Незважаючи на--стандартні компоненти недорогі, вони можуть мати деякі функціональні обмеження у використанні. Для деяких програм можуть знадобитися інші продукти, а в деяких випадках може знадобитися повна настройка.
Малюнок 1 При виборі трансформатора струму необхідно враховувати різні фактори, такі як розмір, частота, функції та діапазон струму тощо.
Вхідний струм
Крім того, якщо номінальне значення певного трансформатора струму набагато вище його «струму вибірки», то розмір цього обладнання неминуче буде дуже великим, що робить його занадто дорогим для його застосування. Загалом, правильним вибором є вибір номінального значення трансформатора струму приблизно на 30% вищим за максимальне очікуване значення його «струму вибірки».
По-перше, при виборі вимірювального трансформатора необхідно чітко визначити та перевірити кілька критеріїв, таких як розмір, частота, функція та діапазон вимірюваного струму. Саме від цих параметрів залежить його точність і ефективність. Крім можливих-компромісів у точності вимірювального трансформатора, якщо струм, який використовується під час роботи вимірювального трансформатора, перевищує стандарт номінального струму, визначений виробником, його робоча температура постійно зростатиме, і її неможливо буде контролювати, що зрештою призведе до виходу з ладу ланцюга.
Коефіцієнт повороту
Однак варто зазначити, що надмірно високе числове співвідношення призведе до збільшення розподіленої ємності та індуктивності витоку, тим самим зменшуючи точність трансформатора струму та його продуктивність на високих частотах (через власний -резонанс). Тим не менш, якщо числове відношення занадто низьке (з низьким коефіцієнтом індуктивності), вихідний сигнал може демонструвати спотворення або «погіршення» (одно-каскадний вхідний сигнал обов’язково стане нахиленим), що може спричинити нестабільність у схемі керування та неточні результати вимірювань.
Коефіцієнт кількості витків звичайних трансформаторів струму зазвичай коливається від 1:10 до 1:1000. Чим вище співвідношення (r=Nsec/Npri), тим вище роздільна здатність вимірювання струму.
Коефіцієнт індуктивності та струм заохочення
Щоб забезпечити максимальну-відмовостійкість трансформатора струму, струм збудження має бути в кілька разів меншим за амплітуду вимірюваного струму. Для більшості додатків, пов’язаних із імпульсними джерелами живлення тощо, бажано встановити максимальне значення струму збудження на рівні 10% струму вибірки. Наприклад, якщо певна схема повинна забезпечити максимальні втрати 10% для вибіркового струму від 1 до 20 А при 100 кГц, тоді максимальне значення струму збудження має бути встановлено на 100 мА (що становить 10% від мінімального значення струму вибірки).
Коефіцієнт вторинної індуктивності трансформатора струму визначає точність вихідного сигналу. Величина коефіцієнта індуктивності обернено пропорційна струму збудження, який прийнято називати «індукційним струмом».
Струм вибірки 1 А матиме похибку 10%, тоді як струм вибірки 20А матиме похибку 0,5%. Якщо в техпаспорті, наданому виробником, не вказано рекомендований струм, то його можна розрахувати за такою формулою:
e=CLdI/dt
|dI/dt|=е/л
Протягом цього періоду e являє собою вихідну напругу обладнання (у вольтах), L являє собою коефіцієнт індуктивності (у Генрі), а |dI/dt| являє собою відношення індукційного струму до часу (в амперах на секунду).
Вихідна напруга і опір навантаження
Вихідна напруга (Vo) повинна бути відрегульована якомога нижче, щоб мінімізувати внесені втрати. Якщо найбільш прийнятна вторинна вихідна напруга для схеми становить 0,5 В, а вихідний струм становить 20 А, то трансформатор струму з коефіцієнтом витків 1:100 генеруватиме приблизно 200 мА вторинного струму. Як показано на малюнку 2, опір навантаження має становити: Ro=Vo/Is=0.5/0.2=2.5Ω.
