В иктор Х рипченко
I
пос. Октябрьский Белгородской обл.
I
Занимаясь расчетами мощного источ-
ника питания, я столкнулся с пробле-
мой - мне понадобился трансформа-
тор тока, который бы точно измерял ток.
Литературы по этой теме не много. А в
Интернете только просьбы - где найти
такой расчет. Прочитал статью [1]; зная,
что ошибки могут присутствовать, я де-
тально разобрался с данной темой.
Ошибки, конечно, присутствовали:
нет согласующего резистора Яс (см.
рис. 2) для согласования на выходе
вторичной обмотки трансформатора
(он и не был рассчитан) по току. Вто-
ричная цепь трансформатора тока рас-
считана как обычно у трансформатора
напряжения (задался нужным напряже-
нием на вторичной обмотке и произвел
расчет).
Немного теории
Итак, прежде всего немного тео-
рии [4]. Трансформатор тока работает
как источник тока с заданным первич-
ным током, представляющим ток защи-
щаемого участка цепи. Величина это-
го тока практически не зависит от на-
грузки вторичной цепи трансформато-
ра тока, поскольку его сопротивление
с нагрузкой, приведенное к числу вит-
ков первичной обмотки, ничтожно мало
по сравнению с сопротивлениями эле-
ментов электрической схемы. Это об-
стоятельство делает работу трансфор-
матора тока отличной от работы сило-
вых трансформаторов и трансформа-
торов напряжения.
На рис. 1 показана маркировка кон-
цов первичной и вторичной обмоток
трансформатора тока, навитых на маг-
нитопровод в одном и том же направ-
лении (I, - ток первичной обмотки, 12 -
ток вторичной обмотки). Ток вторичной
обмотки 12 пренебрегая малым током
намагничивания, всегда направлен так,
чтобы размагничивать магнитопровод.
Стрелками показано направление
токов. Поэтому если принять верхний
конец первичной обмотки за начало
Н,
РЛ ТЕХНОЛОГИИ
[}
Расчет трансф орм аторов тока
собирается ставить защиту, применяя
трансформатор тока), и схемой защи-
ты установить порог ее срабатывания
по току. Если пользователю требуется
схема измерения тока, то как раз эти
тонкости должны быть обязательно со-
блюдены.
На рис. 2 (точки - начало намоток)
показан резистор Ис, который являет-
ся неотьемпимой частью трансформа-
тора тока для согласования токов пер-
вичной и вторичной обмотки. То есть
Ис задает ток во вторичной обмотке. В
качестве Яс не обязательно применять
резистор, можно поставить амперметр,
реле, но при этом должно соблюдаться
обязательное условие - внутреннее со-
противление нагрузки должно быть
равным рассчитанному Нс.
Если нагрузка не согласованная по
току - это будет генератор повышен-
ного напряжения. Поясняю, почему так.
Как уже было ранее сказано, ток вто-
ричной обмотки трансформатора на-
правлен в противоположную сторону от
направления тока первичной обмотки.
И вторичная обмотка трансформатора
работает как размагничивающая. Если
нагрузка во вторичной обмотке транс-
форматора не согласованная по току
то началом вторичной обмотки
н
также
является ее верхний конец. Принятому
правилу маркировки соответствует та-
кое же направление токов, учитывая
знак. И самое главное правило: усло-
вие равенства магнитных потоков.
Алгебраическая сумма произведе-
ний I, ■
- 12 ■
\Л/2 = 0 (пренебрегая ма-
лым током намагничивания), где \Л/, -
количество витков первичной обмотки
трансформатора тока, \Л/2 - количество
витков вторичной обмотки трансфор-
матора тока.
Пример. Пусть вы, задавшись током
первичной обмотки в 16 А, произвели
расчет и в первичной обмотке 5 вит-
ков - рассчитано. Вы задаетесь током
вторичной обмотки, например, 0,1 А и
согласно вышеупомянутой формулы
= 12ЛМ2 рассчитаем количество
витков вторичной обмотки трансфор-
матора.
\Л/2 = 1 ,^ , / 12-УУ2 = 16-5/0,1 = 800.
Далее произведя вычисления 12 -
индуктивности вторичной обмотки, ее
сопротивление
мы вычислим Ц, и
потом Ис. Но это чуть позже. То есть
вы видите, что задавшись током во вто-
ричной обмотке трансформатора 12, вы
только тогда вычисляете количество
витков. Ток вторичной обмотки транс-
форматора тока 12 можно задать любой
- отсюда будет вычисляться Нс. И еще
- 12 должен быть больше тех нагрузок,
которые вы будете подключать
Трансформатор тока должен рабо-
тать только на согласованную по току
нагрузку (речь идет о Нс).
Если пользователю требуется
трансформатор тока для применения в
схемах защиты, то такими тонкостями
как направление намоток, точность
резистивной нагрузки Яс можно пре-
небречь, но это уже будет не трансфор-
матор тока, а датчик тока с большой по-
грешностью. И эту погрешность мож-
но будет устранить, только создав на-
грузку на устройстве (я и имею в виду
источник питания, где пользователь
или будет отсутствовать, первичная
обмотка будет работать как намагни-
чивающая. Индукция резко Возраста-
ет, вызывая сильный нагрев магнито-
провода за счет повышенных потерь в
стали. Индуктируемая в обмотке ЭДС
будет определяться скоростью измене-
ниями потока во времени, имеющей
наибольшее значение при прохождении
трапецеидального (за счет насыщения
магнитопровода) потока через нулевые
значения. Индуктивность обмоток рез-
ко уменьшается, что вызывает еще
больший нагрев трансформатора и в
конечном итоге - выход его из строя.
Литература
1. Б. Лавров. Симисторный регуля-
тор с защитой от перегрузки. - Радио,
2003, N88, стр. 45-46.
2. Релейная защита электроэнер-
гетических систем. Под редакцией
М.А. Федосеева. - Энергоиздат, 1964 г.
Рис. 2
4 ^
Окончание в №6/2007
Радиолюбитель - 0 5 /2 0 0 7 [|
61
предыдущая страница 61 Радиолюбитель 2007-05 читать онлайн следующая страница 63 Радиолюбитель 2007-05 читать онлайн Домой Выключить/включить текст