Op basis van ervaringen uit het verleden zou je kunnen aannemen dat stroomtransformatoren worden beschouwd als een standaardcomponent in instrumenten en apparatuur en altijd worden gebruikt om nauwkeurige stromen te meten. Zelfs onder barre klimatologische en omgevingsomstandigheden is dit instrument uiterst nauwkeurig en eenvoudig te bedienen, dus laat me u leren hoe u stroomtransformatoren kiest.
In toepassingen zoals schakelende voedingen, detectie van motorstroombelasting, verlichting en instrumentgebruik worden stroomtransformatoren traditioneel gebruikt als besturings-, circuitbeveiligings- en bewakingsapparatuur. Vanwege de overproductie van stroomtransformatorproducten moet bij het kiezen van een gewenste stroomtransformator rekening worden gehouden met verschillende factoren. In dit artikel wordt hoofdzakelijk een reeks eenvoudig-te-bedienbare selectietechnieken geïntroduceerd, die zeer nuttig zijn voor het selecteren van kosten-effectieve componenten met hoge-prestaties in veel toepassingen. Hoewel kant-en-klare componenten-de-niet duur zijn, kunnen ze enkele functionele beperkingen in het gebruik hebben. Voor sommige toepassingen zijn mogelijk andere producten nodig en in sommige gevallen kan volledig maatwerk nodig zijn.
Figuur 1 Bij het selecteren van een stroomtransformator moet rekening worden gehouden met verschillende factoren, zoals grootte, frequentie, functie en stroombereik, enz.
Ingangsstroom
Bovendien, als de nominale waarde van een bepaalde stroomtransformator veel hoger is dan de "bemonsteringsstroom", zal de omvang van deze apparatuur onvermijdelijk zeer groot zijn, waardoor deze te duur wordt voor de toepassing ervan. Over het algemeen is het een juiste keuze om de nominale waarde van de stroomtransformator ongeveer 30% hoger te kiezen dan de maximale verwachte waarde van zijn "bemonsteringsstroom".
Ten eerste moeten bij het selecteren van een instrumenttransformator meerdere criteria duidelijk worden gedefinieerd en geverifieerd, zoals grootte, frequentie, functie en het bereik van de bemonsterde stroom. De nauwkeurigheid en efficiëntie zijn feitelijk afhankelijk van deze parameters. Afgezien van mogelijke compromissen- in de nauwkeurigheid van de instrumenttransformator, zal de bedrijfstemperatuur voortdurend stijgen en niet onder controle kunnen worden gehouden, als de stroom die wordt gebruikt tijdens de werking van de instrumenttransformator de door de fabrikant gespecificeerde nominale stroomnorm overschrijdt, wat uiteindelijk zal leiden tot een defect aan het circuit.
Draaiverhouding
Het is echter vermeldenswaard dat een te hoge getalsverhouding zal leiden tot een toename van de gedistribueerde capaciteit en lekinductie, waardoor de nauwkeurigheid van de stroomtransformator en zijn prestaties bij hoge frequenties (als gevolg van zelf-resonantie) afnemen. Niettemin kan het uitgangssignaal, als de getalsverhouding te laag is (met een lage inductantiecoëfficiënt), vervorming of "degradatie" vertonen (het ingangssignaal met één-trap zal zeker hellen), wat instabiliteit in het regelcircuit en onnauwkeurige meetresultaten kan veroorzaken.
De verhouding van het aantal windingen van gewone stroomtransformatoren varieert gewoonlijk van 1:10 tot 1:1000. Hoe hoger de verhouding (r=Nsec/Npri), hoe hoger de resolutie van de stroommeting.
Inductiecoëfficiënt en bemoedigende stroom
Om het maximale fouttolerantievermogen van de stroomtransformator te garanderen, moet de excitatiestroom meerdere malen kleiner zijn dan de amplitude van de bemonsterde stroom. Voor de meeste toepassingen waarbij schakelende voedingen en dergelijke betrokken zijn, is het raadzaam om de maximale waarde van de bekrachtigingsstroom in te stellen op 10% van de bemonsterde stroom. Als een bepaald circuit bijvoorbeeld een maximaal verlies van 10% moet garanderen voor een bemonsterde stroom van 1 tot 20 A bij 100 kHz, dan moet de maximale waarde van de bekrachtigingsstroom worden ingesteld op 100 mA (wat 10% is van de minimale bemonsterde stroomwaarde).
De secundaire inductiecoëfficiënt van de stroomtransformator bepaalt de betrouwbaarheid van het uitgangssignaal. De waarde van de inductiecoëfficiënt is omgekeerd evenredig met de excitatiestroom, die gewoonlijk de "geïnduceerde stroom" wordt genoemd.
De bemonsteringsstroom van 1A zal een fout van 10% hebben, terwijl de bemonsteringsstroom van 20A een fout van 0,5% zal hebben. Als het door de fabrikant verstrekte gegevensblad de aanbevolen stroom niet aangeeft, kan deze worden berekend met behulp van de volgende formule:
e=CLdI/dt
|dI/dt|=e/l
Gedurende deze periode vertegenwoordigt e de uitgangsspanning van de apparatuur (in volt), L vertegenwoordigt de inductantiecoëfficiënt (in henries) en |dI/dt| vertegenwoordigt de verhouding van de geïnduceerde stroom tot de tijd (in ampère per seconde).
Uitgangsspanning en belastingsweerstand
De uitgangsspanning (Vo) moet zo laag mogelijk worden afgesteld om het invoegverlies te minimaliseren. Als de meest redelijke secundaire uitgangsspanning voor een circuit 0,5 V is en de uitgangsstroom 20 A, dan zal een stroomtransformator met een windingsverhouding van 1:100 ongeveer 200 mA secundaire stroom genereren. Zoals weergegeven in afbeelding 2 moet de belastingsweerstand zijn: Ro=Vo/Is=0.5/0.2=2.5Ω.
