Трансформатор тока своими руками: Трансформатор своими руками: инструкция + фото

Содержание

Трансформатор своими руками: инструкция + фото

Принцип действия трансформатора

От устройства трансформатора перейдём к принципу его работы. Для этого рассмотрим трансформатор изображённый на рисунке ниже.

Данный трансформатор состоит из двух катушек (обмоток) I и II, находящихся на стержневом магнитопроводе. К катушке I подводится переменное напряжение u₁; это катушка называется первичной обмоткой. На выводах катушки II, называемой вторичной обмоткой, формируется напряжение u₂, которое передается приёмникам электрической энергии.

Работа трансформатора заключается в следующем. При протекании переменного тока i₁ в первичной обмотке I создаётся магнитное поле, магнитный поток, которого пронизывает не только создавшую его обмотку (магнитный поток Ф₁), но и частично вторичную обмотку (магнитный поток Ф). То есть обмотки трансформатора являются магнитно связанными, при этом степень связи зависит от взаимного расположения обмоток: чем дальше обмотки друг от друга, тем меньше магнитная связь между ними и меньше магнитный поток Ф.

Так как через первичную обмотку протекает переменный ток, то и создаваемый им магнитный поток непрерывно изменяет свою величину и свое направление. Согласно закону электромагнитной индукции, при изменении пронизывающего катушку магнитного потока, в катушке индуцируется переменная электродвижущая сила. Таким образом, в первичной обмотке индуцируется электродвижущая сила самоиндукции, а во вторичной обмотке – электродвижущая сила взаимноиндукции.

Если присоединить концы вторичной обмотки к приемнику электрической энергии (нагрузке), то через неё потечёт ток i₂. В тоже время в первичную обмотку будет поступать ток i₁ от источника энергии (генератора). Таким образом энергия от первичной обмотки во вторичную будет передаваться при помощи переменного магнитного потока Ф.

На рисунке видно, что часть магнитного потока первичной Ф₁ и вторичной Ф₂ обмотки не замыкается через магнитопровод. Они не участвуют в передаче энергии, а образуют так называемое магнитное поле рассеяния.

Одной из задач проектирования трансформаторов является сведение магнитного потока рассеяния к минимуму.

Трансформатор тока

Кроме стандартного типа трансформаторов напряжения существует особый вид, называемый трансформатором тока. Основное его назначение — изменять значение тока относительно своего входа. Другое название такого вида устройства — токовый.

Токовое устройство по виду ничем не отличается от трансформатора напряжения, его отличия — в подключении и количестве витков в обмотке. Первичка выполняется с помощью одного или пары витков. Эти витки пропускаются через тороидальный магнитопровод, и именно через них измеряется ток. Токовые устройства выполняются не только тороидального типа, но и могут быть выполнены и на других видах сердечниках. Главным условием является то, чтобы измеряемый провод совершил полный виток.

Вторичная обмотка при таком исполнении шунтируется низкоомным сопротивлением. При этом величина напряжения на этой обмотке не должна быть большого значения, так как во время прохождения наибольших токов сердечник будет находиться в режиме насыщения.

В некоторых случаях измерения проводятся на нескольких проводниках которые пропущены через тор. Тогда величина тока будет пропорциональна силе суммы токов.

Как изготовить самостоятельно

Понижающий трансформатор можно выполнить как отдельное устройство либо расположить в блоке питания техники. По сути, это радиоэлектронный элемент и его под силу смастерить своими руками.

Сначала стоит подготовить инструменты и материал, произвести предварительный расчет. Для работы потребуется:

ленточная изоляция высокого качества;
сердечник, снятый со старого телевизора;
провода с эмалевой изоляцией;
простой станок для намотки, например, из доски (ширина – 10 см, длина – 40 см).

Пошаговые действия:

Изготовить каркас, вырезав из картона внутреннюю часть, немного большую в отличие от стержня сердечника. Если используется сердечник в виде буквы “О”, то потребуется 2 катушки. При сердечнике буквой “Ш” хватит одной катушки.
На круглый сердечник предварительно намотать изоляцию в 3 слоя после первичной обмотки.
Накрутить второй слой с и выведением наружу концов обмотки. Вторичная, равно как и первичная обмотка, прокладываются в идентичном направлении. Главное, не забывать выводить провода.
Вставить железные полоски в готовую катушку, обогнуть ими каркас с одной стороны, соединить внизу. Оставить между каркасом и сердечником воздушный зазор.
Сделать основание для трансформатора. На дощечку (толщина 5 см) прикрепить металлическими скобами 2 бруска (50х50 см) на расстоянии в 30 см друг от друга. Согнуть скобы так, чтобы огибали нижнюю часть сердечника.
Вывести на каркас концы обмоток, прикрепить к контактам.

На каждый Вольт должно прийтись по 10 витков. Рассчитать их нужное количество несложно. Сердечник можно вынуть из ненужного трансформатора любого типа или изготовить из жести. Подойдет консервная банка, из которой вырезается 80 полосок в длину 30 см, ширину – 2 см от. Отжигаются полоски их в печи, остужаются, очищаются от окалины и покрываются лаком. Можно с одной стороны оклеить тонкой бумагой.

Заметка! Все разметки и линии нельзя делать графитом.

Расчет конструкции производится по формуле P = U * I,. Из нее исчисляется мощность, которая выдержит вторичную обмотку.

Как организуется внеочередная проверка знаний?

Организует внеочередную проверку знаний:

служба ОТ;
непосредственный руководитель работ;
инспектор ГИТ или другой проверяющий;
специализированный центр по договору с компанией, сотрудники которой будут экзаменоваться. Нужно учитывать, что в центре можно проверять знания только тех сотрудников, которые там обучались. Например, по Положению 1/29 нельзя провести обучение силами предприятия, а на проверку знаний придти в специализированный центр.

Обучение по охране труда в специализированном центре имеет преимущество – в их комиссии по проверке знаний включаются представители надзорных органов. Поэтому к таким проверкам все готовятся особенно тщательно. Во время проверки состояния безопасности на предприятии удостоверение с подписью инспектора – дополнительный «+». В собственные комиссии предприятий их можно не включать – здесь достаточно руководителей и главных специалистов подразделений, специалистов по ОТ, представителей трудящихся. Минимальная численность комиссии – 3 человека. Включая должностных лиц в комиссию, нужно понимать сферу их деятельности и ответственности. Соответственно комплектуются группы. Например, включать в одну группу обучающихся грузчиков и электрослесарей нецелесообразно.

Перед экзаменом трудящимся можно и нужно раздавать билеты, списки контрольных вопросов, чтобы они могли лучше подготовиться к экзамену и не тратить время на изучение ненужного материала. А вот ответы на билеты раздавать нельзя. Эту информацию трудящиеся должны получить во время обучения. Можно проводить пробные проверки знаний, если есть время. Главная ценность такой подготовки – возможность проработать ошибочные ответы, детально разъяснить неправильно понятые положения

Нужно обращать внимание, чтобы трудящиеся не только знали требования правил, инструкций и норм, но и четко понимали, как реализовать их на практике. В этом помогает моделирование ситуаций в аудитории или при помощи автоматизированных обучающих комплексов

Как будет проводиться проверка, какой материал будет проверяться, решает ее инициатор. Поэтому, когда во внеплановую проверку вовлекается большое количество трудящихся, а срок плановой проверки знаний уже близок, можно совместить 2 вида обучения. При этом все вопросы можно проверить в рамках 1 экзамена с заполнением соответствующей документации. Называть мероприятие лучше плановой проверкой, потому что проведение внеплановой проверки ее не отменяет. Чтобы отметить расширенный формат мероприятия, можно назвать его, например «расширенной плановой проверкой знаний».

Материал, по которому проводилась внеплановая проверка знаний, включается в программы последующих обучений и инструктажей. Соответственно, устаревшие нормы из них убираются. Внесенные изменения утверждаются приказом или распоряжением.

Поскольку оперативно корректировать периодичность проверки знаний по охране труда в крупных организациях – дело не одного дня, при вводе новых нормативных документов государство дает специалистам по обучению время на адаптацию учебных программ. Например, документ утверждается и выкладывается в общий доступ в январе, а вступает в силу только в июле. За это время можно успеть организовать обучение трудящихся и избежать нарушений. Возможен другой путь, как это было сделано в ФЗ о спецоценке условий труда – документ был утвержден и сразу же введен в действие, но чтобы перестроиться под требования его положений, компаниям был дан определенный срок.

Как повысить силу тока в цепи?

Бывают ситуации, когда требуется повысить I, который протекает в цепи, но при этом важно понимать, что нужно принять меры по защите электроприборов, сделать это можно с помощью специальных устройств. Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов

Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов.

Для выполнения работы потребуется амперметр.

По закону Ома ток равен напряжению (U), деленному на сопротивление (R). Простейший путь повышения силы I, который напрашивается сам собой — увеличение напряжения, которое подается на вход цепи, или же снижение сопротивления. При этом I будет увеличиваться прямо пропорционально U.

К примеру, при подключении цепи в 20 Ом к источнику питания c U = 3 Вольта, величина тока будет равна 0,15 А.

Если добавить к цепи еще один источник питания на 3В, общую величину U удается повысить до 6 Вольт. Соответственно, ток также вырастет в два раза и достигнет предела в 0,3 Ампера.

Подключение источников питания должно осуществляться последовательно, то есть плюс одного элемента подключается к минусу первого.

Для получения требуемого напряжения достаточно соединить в одну группу несколько источников питания.

В быту источники постоянного U, объединенные в одну группу, называются батарейками.

Несмотря на очевидность формулы, практические результаты могут отличаться от теоретических расчетов, что связано с дополнительными факторами — нагревом проводника, его сечением, применяемым материалом и так далее.

В итоге R меняется в сторону увеличения, что приводит и к снижению силы I.

Повышение нагрузки в электрической цепи может стать причиной перегрева проводников, перегорания или даже пожара.

Вот почему важно быть внимательным при эксплуатации приборов и учитывать их мощность при выборе сечения. Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление

К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер

Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление. К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер.

Если уменьшить сопротивление до 15 Ом, сила тока, наоборот, возрастет в два раза и достигнет 0,2 Ампер. Нагрузка снижается почти к нулю при КЗ возле источника питания, в этом случае I возрастают до максимально возможной величины (с учетом мощности изделия).

Дополнительное снизить сопротивление можно путем охлаждения провода. Такой эффект сверхпроводимости давно известен и активно применяется на практике.

Чтобы повысить силу тока в цепи часто применяются электронные приборы, например, трансформаторы тока (как в сварочниках). Сила переменного I в этом случае возрастает при снижении частоты.

Если в цепи переменного тока имеется активное сопротивление, I увеличивается при росте емкости конденсатора и снижении индуктивности катушки.

В ситуации, когда нагрузка имеет чисто емкостной характер, сила тока возрастает при повышении частоты. Если же в цепь входят катушки индуктивности, сила I будет увеличиваться одновременно со снижением частоты.

Чтобы повысить силу тока, можно ориентироваться на еще одну формулу, которая выглядит следующим образом:

I = U*S/(ρ*l). Здесь нам неизвестно только три параметра:

S — сечение провода;
l — его длина;
ρ — удельное электрическое сопротивление проводника.

Чтобы повысить ток, соберите цепочку, в которой будет источник тока, потребитель и провода.

Роль источника тока будет выполнять выпрямитель, позволяющий регулировать ЭДС.

Подключайте цепочку к источнику, а тестер к потребителю (предварительно настройте прибор на измерение силы тока). Повышайте ЭДС и контролируйте показатели на приборе.

Как отмечалось выше, при росте U удается повысить и ток. Аналогичный эксперимент можно сделать и для сопротивления.

Для этого выясните, из какого материала сделаны провода и установите изделия, имеющие меньшее удельное сопротивление. Если найти другие проводники не удается, укоротите те, что уже установлены.

Еще один путь — увеличение поперечного сечения, для чего параллельно установленным проводам стоит смонтировать аналогичные проводники. В этом случае возрастает площадь сечения провода и увеличивается ток.

Если же укоротить проводники, интересующий нас параметр (I) возрастет. При желании варианты увеличения силы тока разрешается комбинировать. Например, если на 50% укоротить проводники в цепи, а U поднять на 300%, то сила I возрастет в 9 раз.

Выбор инструментов

Чтобы сделать намотку для трансформатора максимально правильно, следует приобрести нужные для работы приспособления:

Часто для подобных целей применяют колодку из натурального массива, в которой делают отверстие для необходимой оси, а также подгоняют под требуемые каркасные размеры. Легче сделать всё это посредством дрели.

Её следует укрепить таким образом, чтобы размещение было параллельно настольной поверхности, в патрон вставляется непосредственно прут, на который заблаговременно нужно надеть колодку с трансформаторным каркасом. Желательно выбрать прут, который имеет резьбу. В данном варианте колодка просто фиксируется посредством гаек.

Также к элементу, без которого невозможно составить схему для собственноручного создания трансформатора, считается приспособление для размотки. Как правило, подобного типа устройства функционируют, как и приспособления для размотки, разница состоит в том, что в этом варианте можно не использовать ручку вращения.

Чтобы определиться с количеством требуемых витков, потребуется специальный прибор, к примеру, водяной счётчик. Для бесперебойной работы прибора необходимо соединить его со станком наматывающего типа посредством гибкого валика. При отсутствии данного приспособления можно подсчитать витки в уме.

Принцип функционирования

Провод, а также катушку необходимо закрепить в приборе намотке, при этом основу прибора – в приспособлении намотки. Следует проводить спокойные без срывов движения. Опустить провод на каркасную часть.

Между поверхностью, а также проводом должно оставаться 20 сантиметров, чтобы разместить руку на столе для удержания провода. Помимо этого на настольной поверхности должны располагаться дополнительные материалы, без которых невозможно создать собственными руками повышающий трансформатор.

Правой рукой нужно умеренно вращать устройство для намотки, а другой – держать провод

Важно ровная укладка провода. Далее нужно провести изоляцию каркаса, при этом имеющийся на проводе конец следует продеть через отверстие, чтобы быть зафиксированным в области оси прибора намотки.

Начало намотки следует проводить не спеша, максимально аккуратно: важно уметь навыки, чтобы обороты ложились максимально ровно.

Установить счётный прибор на ноль. Склеить изолирующий элемент, либо плотно прижать резиновым кольцом

Все обороты важно делать на пару витков уже в сравнении с предыдущими.

Конструкция и схема трансформатора тока

Обычно трансформаторы тока и амперметры используются вместе как согласованная пара, в которой конструкция трансформатора тока такова, чтобы обеспечить максимальный вторичный ток, соответствующий полномасштабному отклонению амперметра. В большинстве трансформаторов тока существует приблизительное соотношение обратных витков между двумя токами в первичной и вторичной обмотках. Вот почему калибровка трансформатора тока обычно для определенного типа амперметра.

Большинство трансформаторов тока имеют стандартную вторичную номинальную мощность 5 А, при этом первичные и вторичные токи выражаются в таком соотношении, как 100/5. Это означает, что ток первичной обмотки в 20 раз больше, чем ток вторичной обмотки, поэтому, когда в первичном проводнике протекает 100 ампер, во вторичной обмотке будет протекать 5 ампер. Трансформатор тока, скажем, 500/5, будет производить 5 А во вторичной обмотке при 500 А в первичной обмотке, что в 100 раз больше.

Увеличивая количество вторичных обмоток Ns, ток вторичной обмотки можно сделать намного меньшим, чем ток в измеряемой первичной цепи, потому что, когда Ns увеличивается, Is уменьшается пропорционально. Другими словами, число витков и ток в первичной и вторичной обмотках связаны обратно пропорционально.

Трансформатор тока, как и любой другой трансформатор, должен удовлетворять уравнению ампер-виток, и мы знаем из нашего учебника по трансформаторам напряжения с двойной обмоткой, что это отношение витков равно:

из которого мы получаем:

Коэффициент тока устанавливает коэффициент витков, и, поскольку первичный обычно состоит из одного или двух витков, тогда как вторичный может иметь несколько сотен витков, соотношение между первичным и вторичным может быть довольно большим. Например, предположим, что номинальный ток первичной обмотки составляет 100А. Вторичная обмотка имеет стандартный рейтинг 5А. Тогда соотношение между первичным и вторичным токами составляет 100А-5А или 20: 1. Другими словами, первичный ток в 20 раз больше вторичного тока.

Однако следует отметить, что трансформатор тока с номиналом 100/5 не совпадает с трансформатором с номиналом 20/1 или подразделениями 100/5. Это связано с тем, что отношение 100/5 выражает «номинальный ток на входе / выходе», а не фактическое соотношение первичных и вторичных токов. Также обратите внимание, что число витков и ток в первичной и вторичной обмотках связаны обратно пропорционально. Но относительно большие изменения в соотношении витков трансформаторов тока могут быть достигнуты путем изменения первичных витков через окно трансформатора ток, где один первичный виток равен одному проходу, а более одного прохода через окно приводит к изменению электрического соотношения

Но относительно большие изменения в соотношении витков трансформаторов тока могут быть достигнуты путем изменения первичных витков через окно трансформатора ток, где один первичный виток равен одному проходу, а более одного прохода через окно приводит к изменению электрического соотношения.

Так, например, трансформатор тока с отношением, скажем, 300 / 5А можно преобразовать в другой из 150 / 5А или даже 100 / 5А, пропустив основной первичный проводник через его внутреннее окно два или три раза, как показано ниже. Это позволяет более высокому значению трансформатора тока обеспечивать максимальный выходной ток для амперметра, когда используется на меньших первичных линиях тока.

Ссылки по теме

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
/ Нормативный документ от 9 февраля 2007 г. в 02:14
Библия электрика
/ Нормативный документ от 14 января 2014 г. в 12:32
Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 10
/ Нормативный документ от 2 марта 2009 г. в 18:12
Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели
/ Нормативный документ от 1 октября 2019 г. в 09:22
Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ с самонесущими изолированными проводами
/ Нормативный документ от 30 апреля 2008 г. в 15:00
Маньков В.Д. Заграничный С.Ф. Защитное заземление и зануление электроустановок
/ Нормативный документ от 27 марта 2020 г. в 09:05
Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
/ Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36

Монтаж составных частей, требующих разгерметизации бака трансформатора

После выполнения подготовительных работ трансформатор подается по рельсовому пути либо в мастерскую ТМХ, либо в машзал на фундамент или монтажную крестовину.
Монтаж составных частей силового трансформатора ведут без ревизии активной части и подъема «колокола», если не было нарушений условий транспортировки, выгрузки с повреждениями внутри бака трансформатора и хранения их.
Разгерметизацию силового трансформатора для установки составных частей (вводов, цилиндров, ТТ) следует производить в ясную сухую погоду. До этого следует подготовить рабочее место: установить подмости, стеллажи, ограждения. При разгерметизации принимаются меры к предохранению изоляции от увлажнения в процессе монтажа.
Очень эффективным устройством, значительно замедляющим процесс увлажнения изоляции при разгерметизации, является установка осушки воздуха «Суховей». Установка «Суховей» служит для глубокой осушки и очистки от механических примесей воздуха, используемого для подачи в бак трансформатора при его вскрытии, и производстве ревизии активной части. Опыт применения такой установки показывает, что воздух, прошедший через установку «Суховей», во много раз меньше увлажняет твердую изоляцию активной части трансформатора

Время разгерметизации в этом случае может быть значительно увеличено, но при этом не должно превышать 100 ч, а допустимое время разгерметизации больших люков под трансформаторы тока и вводы – 3 ч на каждый.
Работы во время разгерметизации силового трансформатора следует вести по разработанному часовому графику и выполнять с большой осторожностью и аккуратностью во избежание загрязнения внутреннего объема бака и падения внутрь инструментов и посторонних предметов. Монтаж составных частей силового трансформатора производят в следующем порядке

Удаляют из бака бакелитовые цилиндры вводов и крепеж к ним. Снимают транспортные детали и детали крепления отводов Проводят внешний осмотр креплений активной части и состояния механизма и контактов устройства РПН. Устанавливают патрубки вводов, встроенные ТТ. При установке вводов 110 кВ силовых трансформаторов мощностью до 100 МВА масло сливать не требуется.
Для установки ввод следует застропить, поднять, произвести центровку над патрубком, опустить, закрепить его и присоединить токоведущий стержень к отводу обмотки

При монтаже герметичных вводов перед установкой необходимо проверить и отрегулировать давление масла во вводе, обратить особое внимание на правильное размещение и установку соединительных трубок, а также контрольных манометров.
При монтаже наклонных вводов строповка, подъем и установка вводов выполняются с помощью специальной траверсы, полиспаста или талрепов.
После окончания монтажа внутренних частей остатки трансформаторного масла сливают (у трансформаторов, транспортируемых без масла) через донную пробку и герметизируют бак для последующего вакуумирования и заливки или доливки масла в трансформатор

Типы устройств

В зависимости от мощности, конструкции и сферы их применения, существуют такие виды трансформаторов:

Автотрансформатор конструктивно выполнен как одна обмотка с двумя концевыми клеммами, а также в промежуточных точках устройства имеются несколько терминалов, в которых располагаются первичные и вторичные катушки.
Трансформатор тока включает в себя первичную и вторичную обмотку, сердечник из магнитного материала, а также оптические датчики, специальные резисторы, позволяющие ускорять способы регулировки напряжения.
Силовой трансформатор — это устройство, передающее ток, при помощи индукции электромагнитного поля, между двумя контурами. Такие трансформаторы могут быть повышающими или понижающими, сухими или масляными.
Антирезонансные трансформаторы могут быть как однофазными, так и трёхфазными. Принцип работы такого устройства мало чем отличается от трансформаторов силового типа. Конструктивно представляет собой устройство литого типа с хорошей теплозащитой и полузакрытой структурой. Трансформаторы антирезонансного типа применяются при передаче сигнала на большие расстояния и в условиях больших нагрузок. Идеально подходят для работы в любых климатических условиях.
Заземляемые трансформаторы (догрузочные). Особенностью этого типа является расположение обмоток в форме звезды или зигзага. Часто заземляемые приборы применяют для подключения счётчика электрической энергии.
Пик — трансформаторы используются в устройствах радиосвязи и технологиях компьютерного производства, по принципу отделения постоянного и переменного тока. Конструкция такого трансформатора является упрощённой: обмотка с определённым количеством витков расположена вокруг сердечника из ферромагнитного материала.
Разделительный домашний трансформатор применяется при передаче энергии переменного тока к другому устройству или оборудованию, блокируя при этом способности источника энергии. В бытовых условиях такие приборы обеспечивают регулирование напряжения и гальваническую развязку. Чаще всего применяются для подавления электрических помех в чувствительных приборах и защиты от вредного воздействия электрического тока.

Сборка повышающего трансформатора

Разбирают сердечник. Так как использован О-образный его тип из трансформаторного железа от телевизора, то это легко сделать, так как он состоит из двух половин. Надевают на «рога» обе катушки и соединяют обе части аппарата, зажимают крепежные детали.

Схема устройства однофазного трансформатора.

При использовании отдельных пластин для сборки вначале по мощности трансформатора определяют толщину его пакета и, соответственно, нужное число Ш-образных или О-образных листов (по справочнику). Затем их поочередно вставляют в отверстие на гильзе катушки и стягивают шпильками и гайками (в пластинах есть для этого специальные отверстия).

Если при включении трансформатора слышен шум или дребезг, то надо поплотнее закрутить крепеж. Это делают до тех пор, пока «жужжание» не прекратится. Производят испытание: включают трансформатор в сеть вторичной обмоткой – на первичной стороне должно появиться напряжение 12 В.

Если это условие выполнено, то трансформатор собран правильно.

Расчетная часть

Итак, начнем. Для начала необходимо разобраться, что представляет из себя такое устройство. Трансформатор состоит из двух или более электрических катушек (первичной и вторичной) и металлического сердечника, выполненного из отдельных железных пластин. Первичная обмотка создает магнитный поток в магнитопроводе, а тот в свою очередь индуцирует электрический ток во второй катушке, что показано на схеме ниже. Исходя из соотношения числа витков в первичной и вторичной катушки, трансформатор либо повышает, либо понижает напряжение, пропорционально ему меняется и ток.

От размеров сердечника зависит максимальная мощность, которую трансформатор сможет отдать, поэтому при проектировании отталкиваются от наличия подходящего сердечника. Расчет всех параметров начинается с определения габаритной мощности трансформатора и подключаемой к нему нагрузки. Поэтому сначала нам необходимо найти мощность вторичной цепи. Если вторичная катушка не одна, то их мощность нужно суммировать. Расчетная формула будет иметь вид:

P2=U2*I2

Где:

U2 — это напряжение на вторичной обмотке;
I2 — ток вторичной обмотки.

Получив значение, нужно сделать расчет первичной обмотки, учитывая потери на трансформации, предполагаемый КПД около 80%.

P1=P2/0.8=1.25*P2

От значения мощности Р1 подбирается сердечник, его площадь сечения S.

S=√Р1

Где:

S в сантиметрах;
Р1 в ватт.

Теперь мы можем узнать коэффициент эффективной передачи и трансформации энергии:

w’=50/S

Где:

50 — это частота сети;
S — сечение железа.

Эта формула дает приблизительное значение, но для простоты расчета вполне подойдет, так как мы изготавливаем деталь в домашних условиях. Далее можно приступить к расчету количества витков, сделать это можно по формуле:

w1=w’*U1

w2=w’*U2

w3=w’*U3

Так как расчет у нас упрощенный и возможна небольшая просадка напряжения под нагрузкой, увеличьте число витков на 10 % от расчетного значения. Далее нужно правильно определить ток наших обмоток, сделать это нужно для каждой обмотки в отдельности по этой формуле:

I1=P1/U1

Определяем диаметр необходимого провода по формуле:

d = 0.8*√I

Исходя из таблицы 1 выбираем провод с искомым сечением. Если подходящего значения нет, нужно сделать округление в большую сторону до табличного диаметра.

Если посчитанного диаметра нет в таблице, или слишком большое заполнение окна получается, то можно взять несколько проводов меньшего сечения и получить в сумме искомое.

Чтобы узнать поместятся ли катушки на нашем самодельном трансформаторе, требуется посчитать площадь окна тр-ра, это образованное сердечником пространство, в которое помещаются катушки. Уже известное число витков умножаем на сечение провода и коэффициент заполнения:

s= w*d²*0.8

Данный расчет производим для всех обмоток, первичной и вторичной, после чего нужно суммировать площадь катушек и сделать сравнение с площадью окна магнитопровода. Окно сердечника должно быть больше площади сечения катушек.

Оцените статью:

Как сделать трансформатор тока своими руками — MOREREMONTA

КАК РАСЧИТАТЬ И ИЗГОТОВИТЬ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Виктор Хрипченко пос. Октябрьский Белгородской обл.

Занимаясь расчетами мощного источника питания, я столкнулся с проблемой — мне понадобился трансформатор 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 детально разобрался с данной темой. Ошибки, конечно, присутствовали: нет согласующего резистора Rc (см. рис. 2) для согласования на выходе вторичной обмотки трансформатора (он и не был рассчитан) по току. Вторичная цепь трансформатора тока рассчитана как обычно у трансформатора напряжения (задался нужным напряжением на вторичной обмотке и произвел расчет).

Итак, прежде всего немного теории [4]. Трансформатор тока работает как источник тока с заданным первичным током, представляющим ток защищаемого участка цепи. Величина этого тока практически не зависит от нагрузки вторичной цепи трансформатора тока, поскольку его сопротивление с нагрузкой, приведенное к числу витков первичной обмотки, ничтожно мало по сравнению с сопротивлениями элементов электрической схемы. Это обстоятельство делает работу трансформатора тока отличной от работы силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

На рис. 1 показана маркировка концов первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, навитых на маг-нитопровод в одном и том же направлении (I 1 — ток первичной обмотки, I 2 -ток вторичной обмотки). Ток вторичной обмотки I 2 пренебрегая малым током намагничивания, всегда направлен так, чтобы размагничивать магнитопровод.

Стрелками показано направление токов. Поэтому если принять верхний конец первичной обмотки за начало то началом вторичной обмотки н также является ее верхний конец. Принятому правилу маркировки соответствует такое же направление токов, учитывая знак. И самое главное правило: условие равенства магнитных потоков.

Алгебраическая сумма произведений I 1 x W 1 — I 2 x W 2 = 0 (пренебрегая малым током намагничивания), где W 1 — количество витков первичной обмотки трансформатора тока, W 2 — количество витков вторичной обмотки трансформатора тока.

Пример. Пусть вы, задавшись током первичной обмотки в 16 А, произвели расчет и в первичной обмотке 5 витков — рассчитано. Вы задаетесь током вторичной обмотки, например, 0,1 А и согласно вышеупомянутой формулы I 1 x W 1 = I 2 x W 2 рассчитаем количество витков вторичной обмотки трансформатора.

W 2 = I 1 x W 1 / I 2

Далее произведя вычисления L 2 -индуктивности вторичной обмотки, ее сопротивление X L1 , мы вычислим U 2 и потом R c . Но это чуть позже. То есть вы видите, что задавшись током во вторичной обмотке трансформатора I 2 , вы только тогда вычисляете количество витков. Ток вторичной обмотки трансформатора тока I 2 можно задать любой — отсюда будет вычисляться R c . И еще -I 2 должен быть больше тех нагрузок, которые вы будете подключать

Трансформатор тока должен работать только на согласованную по току нагрузку (речь идет о Rc).

Если пользователю требуется трансформатор тока для применения в схемах защиты, то такими тонкостями как направление намоток, точность резистивной нагрузки Rc можно пренебречь, но это уже будет не трансформатор тока, а датчик тока с большой погрешностью. И эту погрешность можно будет устранить, только создав нагрузку на устройстве (я и имею в виду источник питания, где пользователь собирается ставить защиту, применяя трансформатор тока), и схемой защиты установить порог ее срабатывания по току. Если пользователю требуется схема измерения тока, то как раз эти тонкости должны быть обязательно соблюдены.

На рис. 2 (точки — начало намоток) показан резистор Rc, который является неотьемлимой частью трансформатора тока для согласования токов первичной и вторичной обмотки. То есть Rc задает ток во вторичной обмотке. В качестве Rc не обязательно применять резистор, можно поставить амперметр, реле, но при этом должно соблюдаться обязательное условие — внутреннее сопротивление нагрузки должно быть равным рассчитанному Rc.

Если нагрузка не согласованная по току — это будет генератор повышенного напряжения. Поясняю, почему так. Как уже было ранее сказано, ток вторичной обмотки трансформатора направлен в противоположную сторону от направления тока первичной обмотки. И вторичная обмотка трансформатора работает как размагничивающая. Если нагрузка во вторичной обмотке трансформатора не согласованная по току или будет отсутствовать, первичная обмотка будет работать как намагничивающая. Индукция резко возрастает, вызывая сильный нагрев магнито-провода за счет повышенных потерь в стали. Индуктируемая в обмотке ЭДС будет определяться скоростью изменениями потока во времени, имеющей наибольшее значение при прохождении трапецеидального (за счет насыщения магнитопровода) потока через нулевые значения. Индуктивность обмоток резко уменьшается, что вызывает еще больший нагрев трансформатора и в конечном итоге — выход его из строя.

Типы магнитных сердечников приведены на рис. 3 [3].

Витой или ленточный магнитопровод — одно и то же понятие, также как и выражение кольцевой или тороидальный магнитопровод: в литературе встречаются и то, и другое.

Это может быть ферритовый сердечник или Ш-образное трансформаторное железо, или ленточные сердечники. Ферритовые сердечники обычно применяется при повышенных частотах — 400 Гц и выше из-за того, что они работают в слабых и средних магнитных полях (Вт = 0,3 Тл максимум). И так как у ферритов, как правило, высокое значение магнитной проницаемости µ и узкая петля гистерезиса, то они быстро заходят в область насыщения. Выходное напряжение, при f = 50 Гц, на вторичной обмотке составляет единицы вольт либо меньше. На ферритовых сердечниках наносится, как правило, маркировка об их магнитных свойствах (пример М2000 означает магнитную проницаемость сердечника µ, равную 2000 единиц).

На ленточных магнитопроводах или из Ш-образных пластин такой маркировки нет, и поэтому приходится определять их магнитные свойства экспериментально, и они работают в средних и сильных магнитных полях [4] (в зависимости от применяемой марки электротехнической стали — 1,5.. .2 Тл и более) и применяются на частотах 50 Гц.. .400 Гц. Кольцевые или тороидальные витые (ленточные) магнитопроводы работают и на частоте 5 кГц (а из пермаллоя даже до 25 кГц). При расчете S — площади сечения ленточного тороидального магнитопровода, рекомендуется результат умножить на коэффициент к = 0,7. 0,75 для большей точности. Это объясняется конструктивной особенностью ленточных магнитопроводов.

Что такое ленточный разрезной магнитопровод (рис. 3)? Стальную лента, толщиной 0,08 мм или толще, наматывают на оправку, а затем отжигают на воздухе при температуре 400.. .500 °С для улучшения их магнитных свойств. Потом эти формы разрезаются, шлифуются края, и собирается магнитопровод. Кольцевые (неразрезные) витые магнитопроводы из тонких ленточных материалов (пермаллоев толщиной 0,01.. .0,05 мм) во время навивки покрывают электроизолирующим материалом, а затем отжигают в вакууме при 1000.. .1100 °С.

Для определения магнитных свойств таких магнитопроводов надо намотать 20. 30 витков провода (чем больше витков, тем точнее будет значение магнитной проницаемости сердечника) на сердечник магнитопровода и измерить L-индуктивность этой обмотки (мкГн). Вычислить S — площадь сечения сердечника трансформатора (мм2), lm-среднюю длину магнитной силовой линии (мм). И по формуле рассчитать jll — магнитную проницаемость сердечника [5]:

(1) µ = (800 x L x lm) / (N 2 x S) — для ленточного и Ш-образного сердечника.

(2) µ = 2500*L(D + d) / W 2 x C(D — d) — для кольцевого (тороидильного) сердечника.

При расчете трансформатора на более высокие токи применяется провод большого диаметра в первичной обмотке, и здесь вам понадобится витой стержневой магнитопровод (П-образный), витой кольцевой сердечник или ферритовый тороид.

Если кто держал в руках трансформатор тока промышленного изготовления на большие токи, то видел, что первичной обмотки, навитой на магнитопровод, нет, а имеется широкая алюминиевая шина, проходящая сквозь магнитопровод.

Я напомнил об этом затем, что расчет трансформатора тока можно производить, либо задавшись Вт — магнитной индукцией в сердечнике, при этом первичная обмотка будет состоять из нескольких витков и придется мучиться, наматывая эти витки на сердечник трансформатора. Либо надо рассчитать магнитную индукцию Вт поля, создаваемую проводником с током, в сердечнике.

А теперь приступим к расчету трансформатора тока, применяя законы [6].

Вы задаетесь током первичной обмотки трансформатора тока, то есть тем током, который вы будете контролировать в цепи.

Пусть будет I 1 = 20 А, частота, на которой будет работать трансформатор тока, f = 50 Гц.

Возьмем ленточный кольцевой сердечник OJ125/40-10 или (40x25x10 мм), схематично представленный на рис. 4.

Размеры: D = 40 мм, d = 25 мм, С = 10 мм.

Далее идет два расчета с подробными пояснениями как именно расчитывается трансформатор тока, но слишком большое количество формул затрудняет выложить расчеты на странице сайта. По этой причине полная версия статьи о том как расчитать трансформатор тока была конвертирована в PDF и ее можно скачать воспользовавшись ССЫЛКОЙ.

Расчет on-line трансформатора тока. Изготовление. Применение. (10+)

Трансформатор тока. Принцип действия. Расчет — Он-лайн расчет

Особенности и ошибки проектирования токового трансформатора

Хочу обратить Ваше внимание на то, что напряжение на выходе трансформатора тока будет двуполярным даже если в измеряемой цепи протекает пульсирующий однополярный ток. Трансформатор не может передавать постоянное напряжение. Он передаст на выходную обмотку только переменную составляющую измеряемого тока.

Еще одно замечание. Шунт вторичной обмотки должен пропускать электрический ток в обе стороны. Недопустимо ставить последовательно с выходной обмоткой диод. Это может привести к скачкам напряжения на этой обмотке, насыщению трансформатора, помехам в измеряемой цепи, пробою диода. Можно сначала поставить шунтирующий резистор, а уже потом снять с него напряжение через диод, или поставить мост с включенным в его диагональ шунтирующим резистором. Мост, как известно, обладает двусторонней проводимостью со стороны входов переменного напряжения.

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

В некоторых случаях полезно измерять сумму токов через несколько проводников. Тогда все эти проводники пропускаются через окно сердечника. Сила тока во вторичной обмотке будет пропорциональна силе суммы токов. Важно направление протекания тока. Если один провод пропущен так, что ток протекает в одном направлении, а второй так, что ток течет навстречу, то на выходе будет разность токов. Как я уже писал, трансформатор тока лучше работает при симметричном измеряемом токе. В некоторых случаях этого можно добиться, пропустив проводники в правильном направлении. Например, в пуш-пульном преобразователе напряжения, для ограничения тока может применяться токовый трансформатор. Можно пропустить проводники, соединенные с коллекторами (стоками) транзисторов так, чтобы ток проходил через трансформатор в одном направлении, но можно пропустить их крест-на-крест, а измеряемое напряжение подать на мост. Тогда трансформатор тока будет работать в более щадящем режиме.

Принцип работы токовых клещей

Токовые клещи представляют собой обычный токовый трансформатор, только разборный. Проводник, силу тока в котором мы измеряем, пропускается внутри сердечника. Далее клещи схлопываются, сердечник замыкается. В ручке токовых клещей размещена вторичная обмотка, намотанная на этом разборном сердечнике.

Такие токовые клещи позволяют измерять силу переменного тока. Для измерения постоянного тока применяется несколько другой принцип. Описание токовых клещей постоянного тока.

Применение трансформатора тока

Посмотрите пример применения токового трансформатора в различных радиоэлектронных устройствах:

Лабораторный импульсный блок питания. Зарядное устройство

Бывают такие ситуации когда нужно контролировать большие токи в цепях переменного напряжения, например как контролировать ток в цепи сварочного аппарата, где ток достигает 150-250А. Для такого контроля отлично подходит трансформатор тока. Этот трансформатор нечем не отличается от обычного трансформатора, по сути это и есть обычный трансформатор с известным отношением витков первичной и вторичной обмотки.

На схеме представлен пример трансформатора тока с током в первичной обмотке 6А, на выходе этого трансформатора напряжение 6В

Принцип работы такого трансформатора прост и рассчитывается все довольно просто
1. Берется за основу абсолютно любой каркас трансформатора. Для простоты возьму колечко любого размера и намотаю на него 100 витков, это количество витков может быть абсолютно любое, но для простоты расчета пусть будет 100. Эта обмотка вторичка, с которой будет сниматься измеряемое напряжение. Первичная обмотка должна быть один виток, а точнее кабель пропущенный через кольцо. Отсюда известно, что отношение тока между первичной и вторичкой 1:100.

2. Теперь через первичную обмотку в один виток пропущу ток в 6А, зная отношение в витках можно узнать ток в вторичной обмотке трансформатора 6А/100=0,06А. Когда ток вторички известен вспомню закон Ома R=V/I, исходя из него узнаю на сколько Ом нужно нагрузить вторичку, чтобы при токе в 0,06А напряжение на выходе было 6В. R=V/I, R=6(В)/0,06(А)=100 (Ом), то есть если вторичку нагрузить на 100 Ом, напряжение на вторичке будет 6В при токе в первичке 6А
При максимальном токе на резисторе R2 будет рассеиваться некоторая мощность, поэтому нужно еще рассчитать рассеиваемую мощность на резисторе P=U*I, P=6(В)*0,06(А)=0,36(Вт) минимальный резистор рассеиваемой мощностью о,5Вт

Вот таким простым способом можно измерять любые токи, главное правильно рассчитать трансформатор и балластный резистор.
Как смог рассказал о принципе работы, добавить тут нечего. Если вам интересны и полезны мои статьи, подписывайтесь на обновления в Контакте и Одноклассниках, что бы всегда быть в курсе новых тем.
С ув. Эдуард

Трансформатор своими руками: пошаговая инструкция

Несмотря на многообразие электрооборудования на рынке, далеко не во всех ситуациях можно найти подходящий преобразовательный агрегат для решения конкретной задачи. Поэтому многие обыватели пытаются изготовить трансформатор своими руками для получения определенных параметров работы. Стоит отметить, что намотать трансформатор может каждый, даже без специализированного оборудования и особых навыков, но этот процесс довольно трудоемкий и кропотливый. Поэтому изначально вам придется определиться с типом и характеристиками прибора.

Что понадобится для сборки?

Все преобразователи подразделяются на две основные категории – повышающие и понижающие трансформаторы.

В зависимости от предназначения, конструктивных особенностей и места установки их можно разделить на такие категории:

Практически каждое из вышеперечисленных устройств вы можете воссоздать в домашних условиях. Наиболее простым вариантом является перемотка трансформатора из заводского изделия, так как он уже содержит необходимые элементы. Главное, чтобы первичная обмотка подходила по номиналу питающего напряжения и мощности. Куда хуже, если перематывать нужно обе обмотки, к примеру, если и первичная, и вторичная обмотка пробиты или получили механическое повреждение.

Для изготовления трансформатора своими руками вам понадобятся:

Магнитопровод – служит в качестве проводника магнитного потока, лучше взять из старого трансформатора, так как он изготовлен из электротехнической стали и обеспечивает необходимые параметры работы, характеризуется малыми потерями в железе.
Провода нужного вам сечения в лаковой, полимерной или стеклотканевой изоляции. Чем тоньше этот слой, тем плотнее прилягут витки к каркасу и друг к другу.
Каркас – служит в качестве основания для обмоток трансформатора, устанавливает габариты по ширине. Можно взять из старого трансформатора, а можно изготовить своими руками. Материалом для каркаса может послужить электротехнический картон, гетинакс или текстолит, важно чтобы он не занимал много места в зазоре между сердечником и проводом.
Изоляция – предназначена для электрического отделения токоведущих элементов друг от друга и от конструктивных элементов трансформатора. В промышленном производстве используется лакотканевая лента, фторопласт, парафиновая пропитка, но при самостоятельном изготовлении подойдет любой имеющийся у вас материал, главное, чтобы его диэлектрической прочности хватало для напряжения сети.
Намоточный станок – позволяет упростить процесс и обеспечить постоянное натяжение. Можно изготовить своими руками из ручной дрели или по принципу вертела на двух шарнирах. Важно, чтобы изготовленный станок имел как можно меньший люфт.

Помимо этого вам могут пригодиться: молоток с деревянной пресс-планкой, паяльник для соединения проводов, ножницы, пассатижи. Но перед изготовлением, обязательно рассчитайте параметры трансформатора.

Расчеты

Рис. 1: принципиальная схема трансформатора

Наиболее сложный вариант, если вы будете изготавливать трансформатор своими руками с нуля. В таком случае расчет электрической машины производится в зависимости от выходной мощности. Исходя из этого параметра, рассчитывается мощность первичной обмотки. Если вы используете заводской сердечник, то можно считать эти величины одинаковыми, если вы соберете его самостоятельно, то P₂ = 0,9 * P₁

Это приблизительный расчет с учетом потерь в сердечнике. В зависимости от качества шихтовки своими руками, разница мощностей может находиться в пределах от 5 до 20%.

В зависимости от мощности первички определяется сечение магнитопровода, которое вычисляется по формуле: S = √P₁

Следует отметить, что мощность для вычислений берется в Ваттах, а размеры сердечника получаем в квадратных сантиметрах.

Далее определяется коэффициент передачи электромагнитной энергии: k = f/S,

Где k – коэффициент передачи, f – частота сетевого напряжения переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода.

Исходя из полученного коэффициента, определяется число витков в обмотках по величине входных и выходных напряжений: N1 = k*U₁, N2 = k*U₂

Это приблизительные вычисления, предназначенные для бытового применения радиолюбителями. Заводские трансформаторы имеют более сложную процедуру расчета, которая производится по справочникам и зависит от их типа и назначения (силовые, измерительные, трехобмоточные, тороидальные устройства и т.д.)

Далее рассчитывается сила тока в первичной обмотке трансформатора: I₁ = P₁/ U₁

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по формуле: : I₂ = P₂/ U₂

Исходя из величины тока в каждой обмотке, выбирается сечение жилы. Но заметьте, что проводник в обмотке значительно хуже охлаждается, поэтому запас сечения делается на 20 – 30%. Проще выполнять данную работу медными проводами, но это требование не критично.

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник		Алюминиевый проводник
Сечение жил, мм²	Ток, А	Сечение жил. мм²	Ток, А
0,5	11	—	—
0,75	15	—	—
1	17	—	—
1.5	19	2,5	22
2.5	27	4	28
4	38	6	36
6	46	10	50
10	70	16	60
16	80	25	85
25	115	35	100
35	135	50	135
50	175	70	165
70	215	95	200
95	265	120	230
120	300

Сборка повышающего трансформатора

Особенностью повышающего трансформатора является большее сечение жил первичной обмотки трансформатора по отношению к вторичной. Ярким примером может служить любой агрегат, повышающий напряжение питания 220 Вольт до 400, 500, 1000 В и т.д., соответственно класс изоляции трансформатора выбирается по номиналу вторичной обмотки, как в сетевых трансформаторах.

Заметьте, что проводник большого сечения не получится намотать самодельным станком, поскольку вы не сможете выдать достаточное усилие. Определить это довольно просто – если первые витки свободно двигаются по каркасу катушки или хуже того, вы видите явный зазор между жилой и каркасом, переходите к ручной намотке.

Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:

Соберите основание из диэлектрического материала, для этого можно вырезать его по лекалу из картона. Сборка каркаса производится внахлест при помощи клея. Рис. 2: изготовьте каркас для трансформатора

Если у вас имеется готовый образец, можете переходить к следующему этапу.

Сделайте отверстия в щеке катушки под выводы в электрическую сеть и к потребителю. Проденьте в них выводы. Рис. 3: проденьте вывод первичной обмотки
Уложите первый слой изоляции под первичку. Рис. 4: нанесите слой изоляции на катушку
Намотайте первичную обмотку трансформатора – если позволяет толщина, используйте станок, в противном случае, сделайте это руками. При намотке каждые 4 -5 витков проверяйте жесткость фиксации и плотность прилегания. Рис. 5: намотайте первичку

В случае наличия видимых зазоров рекомендуется придавливать витки деревянной пресс-плашкой или прибивать их через плашку молотком.

Посчитайте количество витков, оно должно соответствовать расчетному, выводы проденьте в отверстия. Уложите слой изоляции на первичку.
После слоя изоляции намотайте вторичку, так как здесь будет использоваться более тонкий провод, эту процедуру проще выполнять на станке. Рис. 6: намотайте вторичную обмотку

Периодически проверяйте плотность витков и их фиксацию на стержне. Хорошая фиксация не должна прогибаться и деформироваться при нажатии пальцами.

Если все витки не помещаются в один слой, их выкладывают в несколько, тогда важно соблюдать одно и то же количество витков в каждом из них. Слои перекладываются диэлектрическим материалом, заметьте, что толщина изоляции не должна существенно влиять на общие габариты катушек. Рис. 7: заизолируйте первый слой
Выведете концы вторичной обмотки на щечку каркаса.
Поместите магнитопровод в окно каркаса, сборка сердечника выполняется поочередно с каждой стороны, иначе потери окажутся слишком большими. Затем сердечник распирается для плотности фиксации. Рис. 8: поместите катушки на сердечник

Мощные трансформаторы на большой номинал напряжения дополнительно пропитывается парафиновой изоляцией. Такая процедура приводит к повышению емкостных потерь, но создает дополнительную защиту от электрического тока.

Сборка понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор будет отличаться большим количеством витков на первичке. В быту их можно часто встретить в блоках питания, сварочных аппаратах и прочем оборудовании. Правда, в импульсных блоках используется другая технология, поэтому ремонт таких устройств производится без трансформаторов.

Так как изготовление сварочного трансформатора своими руками довольно актуально для домашних самоделок, рассмотрим на примере этот вариант. Требования к процессу сборки соответствует предыдущему. Отличительной особенностью такого агрегата является большое сечение провода во вторичной обмотке, так как сварочный ток может достигать сотен ампер.

Процесс изготовления заключается в следующем:

Возьмите старое или изготовьте основание для катушки.
Зафиксируйте на трансформаторном каркасе слой изоляции.
Намотайте первичную обмотку с попеременной изоляцией слоев.
Заизолируйте первичку и намотайте вторичную обмотку, так как большой диаметр проводов не позволит сделать это вручную, используйте слесарный инструмент.
Зафиксируйте выводы обеих катушек.
Установите пластины сердечника.

Испытание

Для проверки работоспособности П-образных или тороидальных трансформаторов в домашних условиях можно воспользоваться обычным мультиметром. Для этого переведите измерительный прибор в режим прозвона и проверьте целостность каждой из обмоток. Затем проверьте изоляцию между каждой из обмоток и магнитопроводом и сопротивление между обеими обмотками. Это наиболее простой комплекс испытаний, который даст общее представление об исправности самодельного агрегата.

Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков используется лампа, включающаяся последовательно к первичной обмотке.

Помимо этого электрические машины испытываются в режиме холостого хода и короткого замыкания. Такие проверки показывают, насколько качественно собран преобразователь, но выполнять их в домашних условиях не обязательно.

Список использованной литературы

Подъяпольский А.Н. «Как намотать трансформатор» 1953
Кислицын А.Л. «Трансформаторы» 2001
Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

КАК РАСЧИТАТЬ И ИЗГОТОВИТЬ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Виктор Хрипченко пос. Октябрьский Белгородской обл.

Немного теории

На рис. 1 показана маркировка концов первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, навитых на маг-нитопровод в одном и том же направлении (I1 — ток первичной обмотки, I2 -ток вторичной обмотки). Ток вторичной обмотки I2 пренебрегая малым током намагничивания, всегда направлен так, чтобы размагничивать магнитопровод.

Алгебраическая сумма произведений I1 x W1 — I2 x W2 = 0 (пренебрегая малым током намагничивания), где W1 — количество витков первичной обмотки трансформатора тока, W2 — количество витков вторичной обмотки трансформатора тока.

Пример. Пусть вы, задавшись током первичной обмотки в 16 А, произвели расчет и в первичной обмотке 5 витков — рассчитано. Вы задаетесь током вторичной обмотки, например, 0,1 А и согласно вышеупомянутой формулы I1 x W1 = I2 x W2 рассчитаем количество витков вторичной обмотки трансформатора.

W2 = I1 x W1 / I2

Далее произведя вычисления L2 -индуктивности вторичной обмотки, ее сопротивление XL1, мы вычислим U2 и потом Rc. Но это чуть позже. То есть вы видите, что задавшись током во вторичной обмотке трансформатора I2, вы только тогда вычисляете количество витков. Ток вторичной обмотки трансформатора тока I2 можно задать любой — отсюда будет вычисляться Rc. И еще -I2 должен быть больше тех нагрузок, которые вы будете подключать

Трансформатор тока должен работать только на согласованную по току нагрузку (речь идет о Rc).

Типы магнитных сердечников приведены на рис. 3 [3].

На ленточных магнитопроводах или из Ш-образных пластин такой маркировки нет, и поэтому приходится определять их магнитные свойства экспериментально, и они работают в средних и сильных магнитных полях [4] (в зависимости от применяемой марки электротехнической стали — 1,5.. .2 Тл и более) и применяются на частотах 50 Гц.. .400 Гц. Кольцевые или тороидальные витые (ленточные) магнитопроводы работают и на частоте 5 кГц (а из пермаллоя даже до 25 кГц). При расчете S — площади сечения ленточного тороидального магнитопровода, рекомендуется результат умножить на коэффициент к = 0,7…0,75 для большей точности. Это объясняется конструктивной особенностью ленточных магнитопроводов.

Для определения магнитных свойств таких магнитопроводов надо намотать 20…30 витков провода (чем больше витков, тем точнее будет значение магнитной проницаемости сердечника) на сердечник магнитопровода и измерить L-индуктивность этой обмотки (мкГн). Вычислить S — площадь сечения сердечника трансформатора (мм2), lm-среднюю длину магнитной силовой линии (мм). И по формуле рассчитать jll — магнитную проницаемость сердечника [5]:

(1) µ = (800 x L x lm) / (N2 x S) — для ленточного и Ш-образного сердечника.

(2) µ = 2500*L(D + d) / W2 x C(D — d) — для кольцевого (тороидильного) сердечника.

А теперь приступим к расчету трансформатора тока, применяя законы [6].

Пусть будет I1 = 20 А, частота, на которой будет работать трансформатор тока, f = 50 Гц.

Возьмем ленточный кольцевой сердечник OJ125/40-10 или (40x25x10 мм), схематично представленный на рис. 4.

Размеры: D = 40 мм, d = 25 мм, С = 10 мм.

Адрес администрации сайта: [email protected]

Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

Доброго времени суток, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

Сегодня мы рассмотрим основные характеристики и параметры трансформаторов тока. Эти параметры будут необходимы нам для правильного выбора трансформаторов тока.

Итак, поехали.

Основные характеристики и параметры трансформаторов тока

1. Номинальное напряжение трансформатора тока

Первым основным параметром трансформатора тока, конечно же, является его номинальное напряжение. Под номинальным напряжением понимается действующая величина напряжения, при которой может работать ТТ. Это напряжение можно найти в паспорте на конкретный трансформатор тока.

Существует стандартный ряд номинальных значений напряжения у трансформаторов тока:

Ниже смотрите примеры трансформаторов тока с номинальным напряжением 660 (В) и 10 (кВ). Разница на лицо.

2. Номинальный ток первичной цепи трансформатора тока

Номинальный ток первичной цепи, или можно сказать, номинальный первичный ток — это ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока, при котором предусмотрена его длительная работа. Значение первичного номинального тока также указывается в паспорте на конкретный трансформатор тока.

Обозначается этот параметр индексом — I1н

Существует стандартный ряд номинальных значений первичных токов у выпускаемых трансформаторов тока:

Прошу обратить внимание на то, что ТТ со значением номинального первичного тока 15, 30, 75, 150, 300, 600, 750, 1200, 1500, 3000 и 6000 (А) в обязательном порядке должны выдерживать наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно, 16, 32, 80, 160, 320, 630, 800, 1250, 1600, 3200 и 6300 (А). В остальных случаях наибольший первичный ток не должен быть больше номинального значения первичного тока.

Ниже на фото показан трансформатор тока с номинальным первичным током равным 300 (А).

3. Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока

Еще одним параметром трансформатора тока является номинальный ток вторичной цепи, или номинальный вторичный ток — это ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока.

Значение номинального вторичного тока, тоже отображается в паспорте на трансформатор тока и оно всегда равно 1 (А) или 5 (А).

Обозначается этот параметр индексом — I2н

Сам лично ни разу не встречал трансформаторы тока со вторичным током 1 (А). Также по индивидуальному заказу можно заказать ТТ с номинальным вторичным током равным 2 (А) или 2,5 (А).

4. Вторичная нагрузка трансформатора тока

Под вторичной нагрузкой трансформатора тока понимается полное сопротивление его внешней вторичной цепи (амперметры, обмотки счетчиков электрической энергии, токовые реле релейной защиты, различные токовые преобразователи). Это значение измеряется в омах (Ом).

Обозначается индексом — Z2н

Также вторичную нагрузку трансформатора тока можно выразить через полную мощность, измеряемую в вольт-амперах (В*А) при определенном коэффициенте мощности и номинальном вторичном токе.

Если сказать точно по определению, то вторичная нагрузка трансформатора тока — это вторичная нагрузка с коэффициентом мощности (cos=0,8), при которой сохраняется установленный класс точности трансформатора тока или предельная кратность первичного тока относительно его номинального значения.

Вот так сложно написал, но просто вчитайтесь в текст внимательнее и все поймете.

Обозначается индексом — S2н.ном

И здесь тоже существует ряд стандартных значений номинальной вторичной нагрузки трансформаторов тока, выраженных через вольт-амперы при cos=0,8:

Чтобы выразить эти значения в омах, то воспользуйтесь следующей формулой:

К этому вопросу мы еще с Вами вернемся. В следующих статьях я покажу Вам как самостоятельно можно рассчитать вторичную нагрузку трансформатора тока наглядным примером из своего дипломного проекта. Чтобы ничего не пропустить, подписывайтесь на новые статьи с моего сайта. Форму подписки Вы можете найти после статьи, либо в правой колонке сайта.

5. Коэффициент трансформации трансформатора тока

Еще одним из основных параметров трансформатора тока является коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации трансформатора тока — это отношение величины первичного тока к величине вторичного тока.

При расчетах коэффициент трансформации разделяют на:

действительный (N)
номинальный (Nн)

В принципе их названия говорят сами за себя.

Действительный коэффициент трансформации — это отношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. А номинальный коэффициент — это отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

Вот примеры коэффициентов трансформации трансформаторов тока:

150/5 (N=30)
600/5 (N=120)
1000/5 (N=200)
100/1 (N=100)

6. Электродинамическая стойкость

Здесь сразу нужно внести ясность, что такое ток электродинамической стойкости — это максимальное значение амплитуды тока короткого замыкания за все время его протекания, которую трансформатор тока выдерживает без каких-либо повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе.

Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять механическим и разрушающим воздействиям тока короткого замыкания.

Ток электродинамической стойкости обозначается индексом — Iд.

Есть такое понятие, как кратность электродинамической стойкости. Обозначается индексом Кд и является отношением тока электродинамической стойкости Iд к амплитуде номинального первичного тока I1н.

Требования электродинамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные трансформаторы тока. Читайте статью про классификацию трансформаторов тока. По другим типам трансформаторов тока данные о токе электродинамической стойкости можно найти все в том же паспорте.

7. Термическая стойкость

Что такое ток термической стойкости?

А это максимальное действующее значение тока короткого замыкания за промежуток времени t, которое трансформатор тока выдерживает без нагрева токоведущих частей до превышающих допустимых температур и без повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе. Так вот температура токоведущих частей трансформатора тока, выполненных из меди не должна быть больше 250 градусов, из алюминия — 200.

Ток термической стойкости обозначается индексом — ItТ.

Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять тепловым воздействиям тока короткого замыкания за определенный промежуток времени.

Существует такое понятие, как кратность тока термической стойкости. Обозначается индексом Кт и является отношением тока термической стойкости ItТ к действующему значению номинального первичного тока I1н.

Все данные о токе термической стойкости Вы можете найти в паспорте на трансформатор тока.

Ниже я представляю Вашему вниманию скан-копию этикетки на трансформатор тока типа ТШП-0,66-5-0,5-300/5 У3, где указаны все его вышеперечисленные основные параметры и характеристики.

P.S. На этом я завершаю свою статью про основные характеристики и параметры трансформаторов тока. В следующих статьях я расскажу Вам про обозначение выводных концов, принцип работы трансформатора тока, режимы работы, класс точности и другие интересные темы.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Схемы датчиков тока на основе трансформатора тока

В статье предложены варианты пассивных и активных (на ОУ широкого применения и на специализированной микросхеме)датчиков, собранных на основе трансформатора тока.

Нередко требуется измерять или контролировать ток, потребляемый от электрической сети различными нагрузками, например электроприборами.

Для этих целей широко применяют как пассивные резистивные датчики и датчики на основе трансформаторов тока, самодельных или выпускаемых серийно, так и различные активные датчики на основе специализированных микросхем с гальванической развязкой от сети и без неё.

Основное назначение такого датчика тока — преобразовать переменный ток в переменное или постоянное напряжение, пропорциональное этому току.

Когда на выходе необходимо получить постоянное напряжение, совместно с пассивными датчиками потребуется применение выпрямителей, усилителей ИТ. д., и такие датчики, конечно, более востребованы.

Далее речь пойдёт о датчиках с использованием трансформатора тока. Основа такого датчика — трансформатор, по первичной обмотке (один или несколько витков) которого протекает ток нагрузки, а во вторичной наводится напряжение, пропорциональное этому току. Основной параметр трансформатора — коэффициент трансформации тока, который показывает, во сколько раз ток во вторичной обмотке (на низкоомной нагрузке) меньше, чем в первичной.

Датчик можно сделать пассивным, применив для получения постоянного напряжения простейший однополупериодный выпрямитель, или активным, с использованием различных микросхем.

В статье рассмотрены три варианта датчиков: на основе диодного выпрямителя, на основе выпрямителя на ОУ и на основе специализированной микросхемы ZXCT1009 [1, 2].

Передаточные характеристики этих датчиков показаны на рис. 1 при условии, что первичная обмотка трансформатора тока — один виток провода, через который протекает синусоидальный ток. При увеличении числа витков первичной обмотки крутизна передаточной характеристики пропорционально увеличится.

Рис. 1. Передаточные характеристики датчиков.

Принципиальная схема

Схема датчика на основе диодного однополупериодного выпрямителя показана на рис. 2 Конденсатор С1 подавляет импульсные сетевые помехи, выпрямитель собран на конденсаторе С2 и диоде VD1.

На выходе интегрирующей цепи R1C3 формируется постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению тока нагрузки.

Все детали установлены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 3.

Рис. 2. Схема датчика на основе диодного однополупериодного выпрямителя.

Датчик налаживания не требует. Выпрямительный диод должен быть диодом Шоттки, но если чувствительность не нужна и датчик рассчитан на ток более 0,5 А, можно применить обычный выпрямительный или импульсный диод, например, серий 1N400x, 1N4148, КД522. Поскольку датчик пассивный, его чувствительность и крутизна передаточной характеристики относительно невелики (см. рис. 1).

Рис. 3. Печатная плата для схемы датчика.

Активный датчик тока

Чтобы повысить чувствительность, можно использовать активный датчик тока, например, применив ОУ. Схема такого варианта показана на рис. 4 На двух ОУ DA1.1 и DA1.2 собран двухполупериодный выпрямитель [3].

Рис. 4. Схема активного датчика тока на LM358AM.

Принцип работы такого выпрямителя основан на использовании ОУ с однополярным питанием. При подаче на неинвертирующий вход ОУ он будет усиливать сигнал положительной полуволны переменного напряжения и ограничивать сигнал отрицательной полуволны.

На ОУ DA 1.1 собран неинвертирующий усилитель с малым коэффициентом усиления (около 2), а на ОУ DA1.2 — усилитель с коэффициентом усиления около 10.

Конденсатор С1 подавляет импульсные и высокочастотные помехи. резистор R1 обеспечивает номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока Т1. Резистор R2 и диод VD1 ограничивают минусовое напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA 1.1, исключая перегрузку входа ОУ по напряжению.

Положительную полуволну усиливает сначала ОУ DA1.1, затем — ОУ DA1.2, и усиленный в десять раз сигнал появляется на его выходе. Отрицательную полуволну инвертирует и усиливает ОУ DA1.2. поэтому на его выходе формируется полуволна плюсового напряжения. В результате обеспечиваются двухполупериодное выпрямление и одновременно усиление переменного напряжения.

Подборкой резисторов R3-R6 можно подобрать желаемый коэффициент передачи устройства К = R6/R4. при этом соотношение сопротивления резисторов R3 и R5 находят из равенства R5/R3 = (К-1)/(К+1).

Выходной сигнал ОУ DA 1.2 поступает на интегрирующую RC-цепь R7C3, и на конденсаторе C3 формируется постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению тока нагрузки.

Рис. 5. Печатная плата.

Рис. 6. Расположение деталей на печатной плате.

Рис. 7. Внешний вид собранного датчика.

Все детали установлены на печатной плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 5, а расположение элементов — на рис. 6.

Одна сторона платы (противоположная установке деталей) оставлена металлизированной, на ней лишь раззенкованы отверстия под крайние выводы разъёма ХР1.

В отверстия в левом нижнем и правом верхнем углах необходимо вставить и с обеих сторон платы пропаять отрезки лужёного провода. Плату можно изготовить из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита.

В этом случае вышеупомянутые отверстия в углах платы соединяют отрезком провода со стороны. противоположной расположению деталей. Внешний вид варианта смонтированной платы показан на рис. 7.

В этих конструкциях применены элементы для поверхностного монтажа. Резисторы — типоразмеров 0805, 1206. оксидные конденсаторы — танталовые типоразмеров С, D. неполярные — К10-17в. Вилка ХР1 — три контакта от однорядной угловой вилки серии PLD-10R.

Трансформатор тока Т1 был снят с платы источника бесперебойного питания. Маркировка на трансформаторе — FALCO 9418. К сожалению, в Интернете никаких конкретных данных найти не удалось, но по своим параметрам (индуктивность и сопротивление обмотки) он близок к трансформаторам тока AS-103 или AS-104 фирмы Talema.

Еще одна схема датчика тока

Если габариты датчика тока не имеют значения, для его изготовления можно применить выводные детали. Схема такого устройства показана на рис. 8, номиналы некоторых элементов изменены по причине их наличия. Чертёж печатной платы этого варианта устройства показан на рис. 9, а внешний вид смонтированной платы — на рис. 10.

Рис. 8. Схема датчика тока с измененными деталями.

Рис. 9. Печатная плата для схемы датчика тока.

Рис. 10. Внешний вид датчика тока.

Датчик тока на микросхеме ZXCT1009F

Упростить схему активного датчика и увеличить крутизну передаточной характеристики датчика тока можно, применив специализированную микросхему ZXCT1009F.

О возможности применения этой микросхемы для измерения переменного тока было рассказано в [2]. Схема устройства показана на рис. 11. Назначение элементов R1 и С1 такое же, как в ранее описанных устройствах.

Диод VD1 защищает вход микросхемы DA1 от нештатной полярности входного напряжения. Эта микросхема работает как однополупериодный выпрямитель, напряжение на выходе интегрирующей цепи R3C2 будет пропорционально среднему значению тока нагрузки.

Рис. 11. Схема датчика тока на микросхеме ZXCT1009F.

Рис. 12. Печатная плата.

Рис. 13. Размещение деталей на печатной плате.

Детали устройства смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертёж которой приведён на рис. 12. Расположение элементов показано на рис. 13, а внешний вид варианта смонтированной платы — на рис. 14. Применены элементы для поверх ностного монтажа.

При выборе напряжения питания активных датчиков не следует забывать о так называемом коэффициенте амплитуды Ка (или крест-факторе) потребляемого нагрузкой тока, который характеризует отношение амплитуды потребляемого тока Іа к его действующему (или эффективному) значению Іэф: Ка = Iа/Iэф.

Дело в том, что многие бытовые устройства, питающиеся от сети, имеют встроенный импульсный источник питания с выпрямителем на входе.

Сглаживающий конденсатор выпрямителя заряжается только вблизи максимума сетевого напряжения, и от сети потребляется ток только в эти моменты. Для переменного тока прямоугольной формы Ка = 1, для синусоидального — Ка = 1,41, а для импульсного источника — Кa = 2…4.

Рис. 14. Вид датчика.

Это означает, что в активных датчиках максимальное неискаженное выходное напряжение ииыима,с должно быть больше, чем напряжение Uвых на выходе датчика (см. рис. 1), по крайней мере, в Ка, раз, а напряжение питания — ещё больше.

Например, для датчика на ОУ (двухполупериодный выпрямитель) при Uвых = 2 В и Ка = 2 напряжение питания Uпит >= 4 В для ОУ структуры rail-to-rail или Uпит >= 5…6 В для обычного ОУ.

Поскольку на микросхеме ZXCT1009F собран одполупериодный выпрямитель, при тех же условиях напряжение питания должно быть примерно в три раза больше, чем Uвых. При этом не следует забывать, что для питания самой микросхемы требуется напряжение не менее 1,5…2 В.

Поскольку интегрирующие цепи на выходе датчиков высокоомные, к их выходам следует подключать нагрузку, сопротивление которой, по крайней мере, в десять раз больше сопротивления резистора в интегрирующей цепи.

Каждый из датчиков требует калибровки, которую можно провести с помощью амперметра действующего значения переменного тока, источника переменного напряжения, в качестве которого можно применить вторичную обмотку понижающего трансформатора, включённого в сеть, и мощного переменного резистора.

И. Нечаев, г. Москва. Р-06-19.

Литература:

ZXCT1009. HIGH-SIDE CURRENT MONITOR. diodes.com.
Нечаев И. Микросхема ZXCT1009F и конструкции на её основе. Часть 1. Измерение большого постоянного и переменного токов. Приставка к мультиметру. — Р-11-2018.
Anthony Н. Smith. Full-Wave Active Rectifier Requires No Diodes. — radiolocman.com.

Типы трансформаторов тока: особенности конструкции

Трансформатор – это устройство, которое предназначается для уменьшения или увеличения тока в электрической сети. Основой его работы служит электромагнитная индукция. Когда первичная обмотка будет подключена к переменному току, тогда благодаря магнитному полю во вторичной обмотке возникнет электродвижущая сила. В этой статье вы сможете узнать про типы трансформаторов тока.

Какие бывают типы трансформаторов тока

По типу своей работы трансформаторы могут делиться на:

Измерительные трансформаторы.
Защитные.
Промежуточные.
Лабораторные.
Трансформаторы для галогенных ламп.

Они также могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. В зависимости от конструкции их могут устанавливать как снаружи и внутри помещений. Наиболее распространенными типами трансформаторов считаются силовые устройства. Эти типы трансформаторов тока имеют сложную конструкцию, но устанавливаться могут практически везде. Эти устройства могут отличаться между собою номинальным током и количеством фаз.

Измерительные трансформаторы относятся к электротехническим устройствам. Они способны измерять напряжение в электрической сети. Эти типы трансформаторов тока могут отличаться по назначению или уровню напряжения. Вторичная обмотка этого устройства соединяется с помощью амперметра и вольтметра. Они будут изолировать оборудование от высокого напряжения.

Особенности автотрансформаторов

Эти типы трансформаторов тока имеют в своей конструкции гальванические соединения. Они имеют низкий коэффициент трансформации и именно поэтому их габариты являются небольшими. С их помощью достаточно быстро можно изменять напряжение пусковых устройств в больших электрических машинах. Также благодаря им можно легко регулировать напряжение в системе релейной защиты. Иногда эти устройства также монтируют в стабилизаторы напряжения.

Для изменения напряжения применяют импульсные трансформаторы. В их конструкции установлен ферромагнитный сердечник. Эти устройства обычно используют для вычислительных приборов. Они могут успешно сохранять форму импульса при изменении. Таким образом, все известные типы трансформаторов тока должны использоваться по конкретному назначению. Благодаря этому вы сможете значительно повысить эффективность их работы.

Особенности трансформатора тока нулевой последовательности

Он используется для того чтобы контролировать ток от утечки. Этот аппарат в первую очередь состоит из сердечника, на который наматывают первичную и вторичную обмотку. Между ними располагается специальный экран. Его выполняют из магнитного материала. Эти трансформаторы имеют сигнал небаланса. Этот сигнал может быть скомпенсирован полностью.

Он имеет достаточно простую конструкцию, которая дает возможность уменьшить сигнал небаланса. Проводники в этом трансформаторе достаточно часто могут иметь винтовые линии.

Читайте также: как сделать трансформатор своими руками?

Микроконтроллер

— Как построить трансформатор тока по очень низкой цене?

Найдите самые дешевые трансформаторы с «железным сердечником», в которых достаточно места внутри ламинированного «окна», чтобы вы могли протолкнуть через него провод. Еще лучше место для двух проводов, но достаточно места для одного.

Вставьте изолированный провод через отверстие так, чтобы получилась 1-витковая обмотка.
Оберните концы (изолированные) друг вокруг друга, чтобы они образовали плотную петлю вокруг сердечника.
Два сквозных провода (фактически два витка) МОГУТ сделать его немного менее восприимчивым к помехам из-за движения провода.Май.

Теперь у вас есть трансформатор тока.

Поместите небольшой резистор поперек обмотки.
Пропустите переменный ток через провод.
Измерьте напряжение с помощью измерителя.
Отрегулируйте резистор в соответствии с требованиями.

Небольшой силовой трансформатор должен работать хорошо, но подойдет почти любой трансформатор со стальным сердечником. Небольшие транзисторы межкаскадной связи звука со стальным сердечником должны работать, но большее количество витков обычно дает больше вольт на ампер.

Сообщите об этом.

NB Я НИКОГДА не пробовал эту особую схему, но уверен, что она сработает.
Вы сможете откалибровать ряд трансформаторов, регулируя номинал резистора.

Добавлено

Проектирование трансформатора тока:

Короткий:

Для трансформатора с одним витком первичной обмотки, вторичной обмотки N витков и желаемой выходной мощности K вольт на ампер-дюйм. Резистор R на вторичной обмотке равен

R = k x N

Обратите внимание, что намагничивание и насыщение сердечника являются проблемами в реальных случаях.Для входного тока ампер и 1 витка первичной обмотки сердечник должен поддерживать намагничивание в ампер-витках без насыщения.

Более длинный

Трансформаторы тока могут показаться волшебными, но на самом деле они работают по очень стандартным правилам для трансформаторов.

«Нормальный» (идеальный) трансформатор обычно имеет фиксированное приложенное напряжение, которое отражается на выходе, но умножается на отношение витков N (Vout = Vin x N), а выходной ток умножается на 1 / N, так что Iout = Iin / Н.

Трансформатор тока работает не иначе, НО вместо того, чтобы ограничивать Vin и позволять Iin принимать соответствующее значение, мы вместо этого ограничиваем Iin и позволяем Vin принимать любое значение, которое произойдет.На самом деле, обычно нас не волнует ценность Vin — мы заботимся о Vout. Таким образом, мы устанавливаем Iin — ток, который «измеряется», это дает Iout = Iin / N, мы выбираем выходной резистор для потока Iout, чтобы Vout было некоторым желаемым значением для данного Iin, и затем мы измеряем Vout до установить, что такое Ion. Vin — это Vo / N, но почти никогда не измеряется.

Дан трансформатор с 1 витком первичной обмотки и N витками вторичной обмотки.
R = резистор, подключенный к вторичной обмотке, через который проходит Iout. Is = Isecondary
p = Iprimary.
N = передаточное число оборотов (Turns_in / Turns_out). k = желаемое выходное напряжение на R на ампер первичной обмотки. R = резистор во вторичной обмотке.

Затем

Is = Ip / N (стандартное действие трансформатора)
R = Vs / Is
, но Is = Ip / N
Vs = K.Ip, где мы выбираем R, чтобы сделать K = Vout / Iin, чтобы принять значение по нашему выбору.

Установить Ip = 1 А
Is = Ip / N Vs = k
R = Vs / Is = k / (Ip / N) = KN / Ip
As Ip = 1

R = кН !!! Удивительно просто.т.е. выберите K = Выходное напряжение на входной усилитель. Выберите или используйте доступное передаточное число N.

Установить R = k.N = Вольт / А x коэффициент передачи

Чтобы найти резистор на выходе, чтобы получить К вольт на ампер. V = iR, поэтому R = V / I. Для Iprim = 1 V sec = k. R = V / isec = VN / Iprim = кН / 1 = кН. | R = Вольт на ампер x коэффициент трансформации.

Трансформаторы тока

: как спроектировать

Марк Харрис

| & nbsp Создано: 20 января 2020 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 21 ноября 2020 г.

Если вам нужно измерить ток от источника переменного тока, трансформатор тока может быть недорогим и точным вариантом.Вы можете найти трансформаторы тока, разработанные специально для применения в линиях электропередач 50/60 Гц и более высоких частотах, которые больше подходят для промышленного / научного оборудования или мониторинга процессов. Трансформаторы тока являются бесконтактными и бесконтактными, что означает, что для многих моделей вам не нужно пропускать переменный ток через печатную плату. Вместо этого провод проходит через отверстие трансформатора, или сам трансформатор может открыться, чтобы позволить ему защелкнуться на проводе.

Провод, проходящий через трансформатор тока, служит как одиночной обмоткой трансформатора, так и первичной обмоткой.Корпус трансформатора имеет от десятков до тысяч обмоток, образующих вторичную обмотку. В отличие от трансформаторов напряжения, трансформатор тока имеет обратное соотношение. Это означает, что трансформатор тока с соотношением 1000: 1 будет создавать 0,001 А во вторичной обмотке на каждые 1 А через провод, являющийся первичной обмоткой.

Вы можете найти трансформаторы тока с коэффициентами намотки, подходящими для измерения от одного ампер до тысяч ампер и выше, что позволяет использовать их в гораздо более широком диапазоне приложений, чем датчики тока на печатной плате / кондуктивные датчики.

В этом проекте мы рассмотрим несколько способов преобразования выхода трансформатора тока во что-то более полезное для взаимодействия с микроконтроллером. На первый взгляд это может показаться довольно простой задачей, но если вы углубитесь, трансформаторы тока станут немного интереснее, особенно если вы их раньше не использовали. Таким образом, этот проект будет немного более практичным и практическим, чем некоторые из моих предыдущих проектов. Во-первых, мы вытащим макет, функциональный генератор и осциллограф, чтобы понять трансформаторы тока.Затем мы фактически построим плату прецизионного выпрямителя, чтобы иметь возможность оптимально использовать трансформатор тока с входом АЦП микроконтроллера. Вы можете найти файлы печатной платы и схемы для этого проекта на GitHub.

Базовый выход трансформатора тока

Используя закон Ома (V = IR), мы можем преобразовать выходной ток трансформатора в полезное напряжение. Я использую Talema AC1010 в качестве трансформатора тока для всего, что описано в этой статье. Для этого датчика нагрузочный резистор 100 Ом будет генерировать среднеквадратичное напряжение 1 В для 10 А на проводе, проходящем через трансформатор тока.

Соединив трансформатор и резистор параллельно, вы можете просто подключить один конец структуры к земле, а другой — к АЦП, чтобы получить ваши показания. Однако это, вероятно, очень плохая идея. Я представляю эту схему только для того, чтобы показать самый простой способ увидеть трансформатор тока в действии.

Вот как будет выглядеть выходной сигнал АЦП на моем осциллографе. Это выходной сигнал моего функционального генератора для имитации 7-амперной нагрузки, а не фактический выходной сигнал датчика тока — мы скоро к этому вернемся.

Здесь следует отметить несколько важных моментов:

Размах сигнала составляет 2 В, но я сказал, что это нагрузка 7 А (т.е. 0,7 В)!
Форма волны переменного тока, поэтому от + 1 В до -1 В, что не понравится микроконтроллеру.

Трансформаторы тока просто преобразуют ток в линии, поэтому фактический ток будет среднеквадратическим (RMS) сигнала. Функциональный генератор выдает почти идеальную синусоиду, но в зависимости от вашей нагрузки ток в реальной цепи трансформатора тока может быть не таким идеальным.Грубую оценку тока можно определить, считывая только пиковое напряжение, но для получения точного измерения тока вам потребуется выполнить множество измерений, чтобы определить общую площадь под кривой, которая представляет собой потребление тока.

С размахом выходного сигнала 2 В, сосредоточенным вокруг земли, это не очень удобно для микроконтроллеров. Нам нужно что-то сделать с сигналом, чтобы его можно было использовать.

Земля для заделки

Поскольку трансформатор тока представляет собой просто плавающее напряжение на нагрузочном резисторе, единственный способ получить опорное напряжение трансформатора — это привязать его к земле.Вместо того, чтобы связывать его с землей, мы можем вместо этого привязать одну ногу к напряжению смещения постоянного тока, полученному через резистивный делитель. Вместо этого это обеспечит смещение постоянного тока для сигнала переменного тока.

Это простой делитель напряжения, который будет иметь половину входного напряжения 3,3 В в средней точке между резисторами, что дает смещение 1,65 В постоянного тока. Теперь наш сигнал полного размаха 2 В должен колебаться в районе 1,65 В для диапазона от 0,65 до 2,65 В.

Мы можем показать это с помощью осциллографа. Я использую очень дешевые комплектные резисторы, которые не дают мне достаточно 1.65В в центре делителя напряжения. Синий — это размах сигнала 2 В, а желтый — сигнал со смещением постоянного тока.

У меня есть нагревательная подушка мощностью 1,1 кВт для предстоящего проекта, если я пропущу ее через трансформатор тока AC1010 и те же резисторы, я получу синусоидальную волну напряжения смещения. Обратите внимание на то, что форма волны не так совершенна, как у функционального генератора; реальные нагрузки почти никогда не будут идеальными синусоидальными волнами.

Разрешение АЦП

Обратной стороной этого метода измерения является то, что мы смещаем напряжение формы волны, чтобы удерживать его в пределах диапазона нашего АЦП, а это означает, что существует значительная часть диапазона напряжений, которую мы не используем эффективно.

Относительно недорогой современный микроконтроллер ARM Cortex будет иметь 12-битный АЦП, в то время как некоторые новые модели поставляются с 14-битными или 16-битными АЦП в стандартной комплектации, а некоторые старые — с 10-битными. Однако в этой статье я буду работать над предпосылкой 12-битного АЦП.

Простой 12-битный АЦП даст 212 или 4096 возможных значений. Применительно к диапазону 3300 мВ это дает нам разрешение около 0,8 мВ. Нагрузка, изображенная выше, имеет полный размах напряжения 1219 мВ и должен быть около 4.Нагрузка 5-4,7А. 1219 мВ дают нам возможные 1523 значения напряжения, отображаемого с нашим расчетным разрешением, что соответствует примерно 3 мА на значение АЦП при использовании нашего нагрузочного резистора 100 Ом (помните: это среднеквадратичное значение!). Этого более чем достаточно для датчика на 10 ампер. Однако, если вы начнете считывать все большие и большие значения силы тока или использовать трансформатор тока с гораздо большим числом витков, чем AC1010, это может не соответствовать вашим требованиям.

Тем не менее, это напряжение смещения постоянного тока по-прежнему является самым простым способом считывания показаний трансформатора тока, для чего требуется всего 3 резистора.Вы также должны включить TVS-диоды для ограничения нагрузки, чтобы гарантировать, что она не может превысить максимальное номинальное напряжение микроконтроллера во время всплеска тока.

Прецизионный выпрямитель

Вы можете использовать мостовой выпрямитель для выпрямления формы волны из трансформатора тока, но прямое напряжение диодов значительно снизит вашу способность измерения тока. Диод может легко удалить более половины вашего диапазона измерения тока, делая нечитаемым все, что меньше половины диапазона ампер датчика.Еще хуже то, что прямое напряжение диода изменяется в зависимости от напряжения, температуры и других условий, поэтому выпрямленное напряжение вряд ли будет особенно полезным.

Вместо простого мостового выпрямителя мы можем построить прецизионный выпрямитель с использованием двух операционных усилителей. Один операционный усилитель даст вам однополупериодный выпрямитель, которого может хватить для некоторых измерений силы тока. Тем не менее, стоимость дополнительных компонентов для двухполупериодного выпрямителя незначительна, поэтому мы можем использовать его даже в ситуациях, в которых будет достаточно однополупериодного выпрямителя.Прецизионные выпрямители широко используются в таких измерительных приборах, как это, и представляют собой фантастический способ генерировать пригодное для использования напряжение. В качестве бонуса, поскольку вы используете операционные усилители, вы также можете усилить выпрямленную форму волны, пока вы на ней.

Я использую дешевый операционный усилитель AD8542 с двумя усилителями в одном корпусе. Несмотря на то, насколько удивительно точна настройка операционных усилителей в наши дни, наличие обоих усилителей в одном корпусе значительно увеличивает вероятность того, что оба усилителя будут применять одинаковое усиление, что очень важно.В моем окончательном проекте я также буду использовать резисторы 0,1% по той же причине.

Наконец, у меня есть простой RC-фильтр 600 Гц на выходе операционного усилителя для удаления любых шумов переменного тока, которые могли быть уловлены. Этот фильтр имеет достаточно высокую частоту среза, чтобы не влиять на сигнал 50 Гц.

В прототипе на моей макетной плате, однако, используются загадочные резисторы, которые, как утверждается, составляют 5%, поэтому наши результаты не так точны.

Обратите внимание, что отрицательная волна немного ниже по напряжению, чем положительная.Это потому, что резисторы, которые я использую, не очень хорошо согласованы.

Поскольку мы тестируем это с нагревательным элементом в качестве нагрузки, ошибка не так заметна. Как и раньше, синий — это сигнал, выходящий из трансформатора тока, а желтый — выход прецизионного выпрямителя.

Поскольку я даю операционному усилителю опорное заземление (а не отрицательное напряжение для работы), у нас есть небольшое смещение постоянного тока 103 мВ для выпрямленного сигнала. Это смещение приемлемо для моего приложения, поскольку оно согласовано и, следовательно, может быть запрограммировано в микроконтроллер во время тестирования платы.

Разрешение АЦП

Для той же нагрузки, приложенной с помощью метода смещения напряжения, у нас был сигнал 1219 мВ. Тем не менее, с прецизионным выпрямителем и двукратным усилением на выходе мы фактически имеем 2066 мВ размаха для этого сигнала. Мы только что удвоили разрешение!

Так как на этот раз мы также можем посмотреть на исходную форму волны с помощью осциллографа, мы можем рассчитать среднеквадратичное напряжение для формы волны, чтобы определить потребляемый ток. 442,9 мВ должно означать, что мы получаем 4.429А через ТЭН. Если это верно, то наш 12-битный АЦП дает разрешение считывания тока 1,71 мА, что достаточно для моего приложения.

Правильный ли датчик тока?

Вопрос в том, как я могу проверить правильность текущего измерения или, по крайней мере, близкое к нему? Каждое устройство будет иметь свой собственный допуск и точность, а логарифмические графики таблицы данных AC1010 затрудняют определение допусков для этой части с нагрузочным резистором 100 Ом. Вместо этого мы можем рассчитать нашу ожидаемую нагрузку и сравнить ее с измеренной формой сигнала от датчика.В идеале я бы сделал это с несколькими загрузками, но в этой статье я просто воспользуюсь одной, чтобы увидеть, приближаемся ли мы хоть сколько-нибудь к ожидаемому результату.

Измерение нагревательного элемента

Я использовал 4-проводное измерение сопротивления для измерения нагревательного элемента. После того, как мой мультиметр на некоторое время усреднил показания, он установился на уровне 50,262 Ом.

Измерение нагрузочного резистора

Учитывая, насколько плохи некоторые из резисторов 10 кОм, которые я использую, я был приятно удивлен, обнаружив, что резистор нагрузки 100 Ом, который я использовал, имеет номинал 99.983 Ом.

Измерение мощности переменного тока

После того, как сопротивление нагрузочного резистора оказалось так близко к указанному на этикетке значению, я не ожидал того же от моего переменного напряжения. Другие страны, в которых я жил, утверждают, что на них есть 240 В, но я измерил 270 В переменного тока у стены. В Великобритании 240 В + 10 / -20%, а в моем доме 239,632 В! Для меня это просто потрясающе.

Собираем все вместе

Теперь вернемся к закону Ома, V = IR, наш 239.623 В при нагрузке 50,262 Ом означает, что мы должны увидеть 4,76766 А. В последнем тесте с прецизионным выпрямителем мы измерили 4,429 В RMS от датчика. С нагрузочным резистором на 99,983 Ом это должно равняться 4,4297А, то есть примерно на 7% меньше.

Вы можете купить более точные трансформаторы тока, но они дешевые, и для моего применения достаточно 10% допуска.

Конструкция прецизионного выпрямителя

Прецизионный выпрямитель имеет довольно простую конструкцию и очень часто используется в точных измерительных приборах.Первый операционный усилитель инвертирует сигнал, а ссылка на землю отсекает отрицательное напряжение, давая нам только положительный наполовину выпрямленный сигнал. Для обеспечения симметрии выпрямленного сигнала коэффициент усиления первого операционного усилителя равен единице (R3 = R6). Второй операционный усилитель объединяет два сигнала, и с резисторами R8 и R5, установленными на 5 кОм и 10 кОм, мы удваиваем выходное напряжение.

R2 и C1, как упоминалось ранее, образуют RC-фильтр на выходе.

Требования к максимальному напряжению

Максимальное напряжение, которое могут выдавать операционные усилители, равно V + минус прямое напряжение на диоде.Это следует учитывать при проектировании прецизионного выпрямителя. Если усиление слишком велико при попытке использовать весь диапазон напряжений, который может считывать АЦП, вы обрежете верхнюю часть осциллограммы.

Максимальный ток

Вы также должны оставить некоторый запас для скачков силы тока. Фактические текущие нагрузки, которые будет считывать этот датчик, должны быть меньше нагрузки 1100 Вт, которую я применил к нему для тестирования. Однако даже на полном диапазоне у этого прецизионного выпрямителя будет около 2.Выход 8В при полной нагрузке 10А. Этого должно быть более чем достаточно для моего приложения, но имейте это в виду на тот случай, если это не для ваших приложений.

Давайте спроектируем печатную плату!

Конструкция платы для этого проекта очень проста, так как на ней всего несколько компонентов и ничего высокочастотного. Это был бы очень хороший первый проект печатной платы для нового пользователя Altium.

Я планирую использовать 6 таких трансформаторов тока в следующем проекте, поэтому я хотел поработать над тем, чтобы конструкция была как можно меньше.Я добавил к плате защелкивающийся соединитель серии Molex SL 70553, который сделает ее практичной автономной платой для измерения тока внутри механизма или другого оборудования. С трансформатором тока, определяющим ширину, и разъемом, определяющим длину платы, мы получаем площадь 25×25 мм для размещения схемы. Я использую компоненты 0603, чтобы сделать этот проект «дружественным для новичков» к сборке и ручной пайке. Версия MSOP-8 операционного усилителя AD8542 может несколько противоречить этому, но она также доступна в корпусе SOIC-8, который можно легко разместить в дополнительном пространстве на плате.Изменение конструкции для использования более крупной ИС может стать хорошим упражнением для новичка.

Я также добавил в конструкцию несколько больших развязывающих конденсаторов 1206. Если эта плата находится на конце кабеля, всегда хорошо иметь немного дополнительной встроенной емкости.

Поскольку эта конструкция имеет частоту 50 или 60 Гц в зависимости от страны, в которой вы живете, нет сигналов, требующих согласования импеданса или каких-либо других соображений, которые усложняют процесс разработки платы.

Трансформатор тока выглядит огромным на этом трехмерном изображении, что действительно показывает, насколько мала эта плата.На самом деле трансформатор тока AC1010 меньше, чем я ожидал, несмотря на то, что он смоделировал его в 3D, чтобы добавить в свою библиотеку Altium с открытым исходным кодом.

Примечание к схеме

Если вы планируете использовать его с моделью трансформатора тока на 15 А или 20 А, вы можете подумать о замене резистора 5 кОм на резистор 10 кОм, или, возможно, даже на более высокий, чтобы обеспечить усиление второго каскада операционного усилителя. не ограничивайте сигнал. Резистор 5 кОм хорошо подходит для датчика 10 А.

Наконец

Надеюсь, этот проект развенчал для вас мифы о трансформаторах тока. Вы можете найти файлы дизайна печатной платы и схему для этого проекта на GitHub. Дизайн бесплатный и с открытым исходным кодом, поэтому не стесняйтесь использовать его как хотите.

% PDF-1.4 % 2 0 obj > поток application / postscriptAdobe Illustrator CS22007-08-24T10: 56: 30-07: 002007-08-24T10: 56: 30-07: 002007-08-24T10: 56: 30-07: 00

25692JPEG / 9j / 4AAQSkZJRgABAgEASABIAAD / 7QAsUGhvdG9zaMAG9 0AAAAAABAASAAAAAEA AQBIAAAAAQAB / + 4ADkFkb2JlAGTAAAAAAf / bAIQABgQEBAUEBgUFBgkGBQYJCwgGBggLDAoKCwoK DBAMDAwMDAwQDA4PEA8ODBMTFBQTExwbGxscHx8fHx8fHx8fHwEHBwcNDA0YEBAYGhURFRofHx8f Hx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8fHx8f / 8AAEQgAXAEAAwER AAIRAQMRAf / EAaIAAAHAQEBAQEAAAAAAAAAAAQFAwIGAQAHCAkKCwEAAgIDAQEBAQEAAAAAAAAA AQACAwQFBgcICQoLEAACAQMDAgQCBgcDBAIGAnMBAgMRBAAFIRIxQVEGE2EicYEUMpGhBxWxQiPB UtHhMxZi8CRygvElQzRTkqKyY3PCNUQnk6OzNhdUZHTD0uIIJoMJChgZhJRFRqS0VtNVKBry4 / PE 1OT0ZXWFlaW1xdXl9WZ2hpamtsbW5vY3R1dnd4eXp7fh2 + f3OEhYaHiImKi4yNjo + Ck5SVlpeYmZ qbnJ2en5KjpKWmp6ipqqusra6voRAAICAQIDBQUEBQYECAMDbQEAAhEDBCESMUEFURNhIgZxgZEy obHwFMHR4SNCFVJicvEzJDRDghaSUyWiY7LCB3PSNeJEgxdUkwgJChgZJjZFGidkdFU38qOzwygp 0 + PzhJSktMTU5PRldYWVpbXF1eX1RlZmdoaWprbG1ub2R1dnd4eXp7fh2 + f3OEhYaHiImKi4yNjo + DlJWWl5iZmpucnZ6fkqOkpaanqKmqq6ytrq + v / aAAwDAQACEQMRAD8A9U4q7FXYq7FXYq7FXYq7 FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7F XYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FX ynq3 / OXPnay1W8s49H01ktp5IVZhPUiNyoJpL7Yq9b / If819Z / MXStVvNUtLa0ewnjhjW19SjB0L EtzZ / DFU + 0 / 83vI2oedpPJdpdySa / FLNBJAIZQge3VnlBk48PhCHv1xVmeKuxV2KuxV2KuxV2Kux V2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2Kvze8y / 8pHqv / MZcf8nWxS9j / wCcX / zJbQdYm8rfo0XEesStdT6gZ / TFtFa27ySMY / Tfn8KH9pcUFH + QvzJ8iW2o + afzBsvJstrq WlQNdy3MmqST + vPqFysXp8WgCoXMjNy3pQ7Yqm3 / AEOj / wB + d / 3Mv + zXFNPpnFDy / V / zX88L5g1L T / LPkG51 / TtOmNt + lheLaRySxgCZUEkLA + nJyQ0Y7jFWMeWf + cjfOvmi4vbfQfy5mvptOKrfIupI npM5YKG52y7ko23tir078vfOd95p0u6m1PRpfL + q2Nw1teaVcOZHT4FkRwxSLkro4IIWmKspxV2K uxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KvP / wAzPzq8s / l3e2VrrdjqE5v4 3lt5rOOF4 / 3bBWUmSaI8hUHp3xVhn / Q4P5af9WzWv + RFr / 2VYq + StXu47zVr28iBEVzPLMgagYK7 lhWhO ++ KX0F5S0X8uNA / IrUfNlg9rc + d49Jnhvp4bxpZoDqUjW8Qkt1lZI2CSqoqgNR88UKH5AaB + Xcv5ca5N59urS30zV9Qjiiiu7s2Zl / R0YkqjLJE78WufsqcVfP128El1M9vH6MDuzQxVJ4ISSq1 JJNBtucUv0O8h + c9L85eVrLX9OasVylJo6EGKZRSWM1 / lb7 + uKGQYq + dv + cVVVvMH5jqwqrXdqCP EGS8xVhuh6Z5Lk / NrzhpPmvzJdaPoWmXM6aZAb94FJ9cqsfNyzEInQV + Zwq9P8mflz5M1 + x8x2 / l / wAyX2qeWLiRbX1JJ5HlttSt41kWa0uAU5RiO6owYUJHcYq808pecNd / La983eRPMFhPq / mLUVW2 0Vi8ri4km / cxICzf3Uiy + oCtDsV60oFe7flt5Hs / y88nNeaxdy3OqpbNc63fzSySqojUyOkYYkBI wKbCrdcVeAaf5w85aB + YPlr8yNcupo9B833VzKbRnYxQ2jTGAoUJI / dxOkie1MVeif8AOS3mjUdO 1rytpt5e32neTb5nfWLnTSUml4OtYw4 / lU14 + 9aGmKtfl1p35byebNHv / wAvvPFxKLd3 + ueW9SuJ eE0UsTI5hilWN / VWobYMNu2KvfcVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirGPzC / Lzy75 70B9I1mI / CS9pdx0E1vLSgdD + tTscVfBfm / yzfeV / M2peX74hrnTpmhaRQQrqN0kUHejoQw + eKUn xV6RpGn6jF + R + pyWVtNcTa9rlvbOsMbP + 40 + B5ix4g7ercKB9OKHfmNo2r6X5G8i6bLYzxwQ6dPq VzO0bhBNqN21FdqUDCOGIUO / TFXm + KX2l / zin / 5KWH / mOuf1rih65d3dtZ2k13cyCK2t42lnlb7K ogLMx9gBir5w / wCcWdWs4PM / naK4LW76nJDdWQlRk5xQvctIRUfsiVTirHvKXm / yJp / 5wec9V8y6 c2oaJqlxOdOumsjdx1E5YOFZWYB16ELir0vQvzn / ACy0d9UHlzSJrDRh6moajN6D26TXjIkMMNrb 0NZJlhqfhRQFLHcnFXnPmLyZcedfy41b819T1P0PNZuvXsrZJGCWttA3GOxVeolNQ603rx7lsVR2 t / nZdebvyqsPK94JrDzJql1BputXjxMsK2gZfUuy1KAOKBx / rdqYqmH5y / lHqNh + WQmuPN1xqlro oh / Q + mzW1ukZ6RBI3hUP / dE0Hen04qt8ufnfZ3PlrQtI81 + Xn13SVsfq2sRfVDcTQXFm3FbiSOQF HjlhZDy2IYN16YVY3rOjeRPNXnvyyfyh0i7gu4LxZtWvI45oLSGOORWDn1D + 7ZOLVpTwFTgV9cYq 7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq8q / NX / nHzy9 + YGt2 + tPfS6Xfoiw3bwosizxp 9moYrxdQact9u22Kofz7 / wA49eSL78v59K8vaTBZ6xYwmTTb5EUXEssYrwnlpyk9WnE8uhNR0xV5 L + TH / OROieRfKqeWta0i5kFvcSyLc2nplyJW5MHjkaP4lNR9rpiqP / Nr88tG / M7y3beTfKOm6kdV 1C + g / d3MUKK6LyPFTHNKa + pwO4pSprirN / y0 / wCcW / KmiW0N75sVdb1kgM9sSfqUR / lCbGWncvsf 5cVe1WNhY2FslrY20Vpax7RwQIsca / JVAAxVu9iuZrOaK1n + q3LoVhuOAk9NyNm4Ns1D2xV4n + SH 5l + ePNGteZG8z6taRaT5ZKR3HGCOBZGlaZQ7Sk / AqegTir2XS9d0TVlkbS9Qtr9YSBKbWaOYIWrT l6Zalad8VU4vMnl2bUjpcWq2cmphmQ2KTxNOGQEuvpBudVCknbbFUJL588jxX7afL5i0yO / VijWj XluJgw6qYy / Kv0YqiLzzX5Xslga81ixtluYxNbGa5hjEkTfZkTkw5KexG2KodfPfkhmCr5h0xmY0 VReW5JJ7D48VXS + d / JcMrwza / pscsbFJI3u4FZWU0KsC9QQcVReneYNB1NJH03UrW9SEVma3njlC Dr8RRmp9OKqFj5u8qahdJaWGtWF3dy19O3guYZJG4gseKIxY0UE4qqXvmfy1Y3gsr3VrO1vTxpbT XEUcp5 / Z + BmDb9tsVWWfmzytfXi2VlrNjdXjlgltDcwySsVBZqIrFjQAk7Yqjb / UdP062a61C6hs 7VSA09xIsUYLGgBZyBucVS3 / ABx5L9IS / p / TfSLFBJ9bg48gKkV50rQ4qs / x75G / 6mLTP + k23 / 5r xVEz + afLEF4tlPq9lFePw4Wz3MSyt6gBSiFuR5VHHbfFURqes6PpUSTapfW9hFI3BJLmVIVZqV4g uVBNMVQMnnfyXGEMmv6agkXnGWu4ByWpHIVfcVBxVu386 + TbieO3t9e06aeZljhhju4Gd3Y0VVUO SSSaADFV2recfKOjXC22r65p + m3LjksF3dQwOR4hZGU4qj7DUtO1GEz6fdQ3kKtwMsEiyqGAB48k JFaEYqiMVdirsVdirsVdirsVfHX / ADkn + UeoeX / Mt15q0u1aTy9qrma4aJara3Ln94r0 + ykjfEp6 VPHwqpUf + cTItPf81Xa64 + vFpty9hy6 + sXjU8ff0Wk + jFS + y8UOxV2KvnX / nFeOOXX / zIjkUPG91 bK6MAVZTJeAgg9QcVeXeQ186 / l5oOj / mjohN3od5JLaa3Y7hAI5mjVZQD0Ybo9Phfbvuq9M0zWIP PH5j + c9W8mSA32peUeOnS / DHNHcvwjKM3 + 65Aw41r4GtN8VYL5S83fld5e0NPKn5h / l / Kmoxs63m qekPrbsztRj6noTR8Q1PgftXFXsvln8t / wArPMXlH9OwyHzPZR6cdP0mS ++ 3Z21v6jLBxHDjIjSG rEV6UoOpV57 / AM41 / lp5L84eR9fOu6bHc3RvPq8N5uJoV9FWUxOD8JDNX371GBUB5zXyRpH / ADki x87slxocFpB9fmnheUTTDT1RJJI4VdmLSUJ264qjfJun6Xrn5 / 2etfldZS23lKwCDVbyKOS3td0Y SqFcDaQcQEoCTvTviqe / kNDCPz1 / MsiNQY7q9WMgCqqdQeoXwGwxVl / 5pW1u35zflVK0SmR5tTVn IBJEUMTICf8AJZiR4HFXif5n2OraL + aPmXz5owCny7rdl66LsK3MAkDNT9l3jZH8eWKsx / Pzzenn zRLPT9AmJ0ix0r / E + rSA1I9QCK0genRw0h5LX37Yql17BAP + cNrBxGoc3TSFqCpf9KSpyr48Phr4 bYq15V1L8nofIOk2upeQLy91KaCCC41KSyaKCWaYhWkF7yLKtWqGA + WFU0 / PP8sxq / m7yF5O0ifh dNpt9bWl5c0aRlsIfWgjlkUKT9jjy7VrvgVIL / 8ANi71T8o / M3kDzvG0Pm7SI4ktpLgfHcCC5jJV v + Lo1HX9td / ElV6j5y / KfyX / AMq + 8z + YbywS91ZtFkns7iUU + qraWAFvHbhaBFQxBvFjWtcVYl + Q X5WeTvM / 5VLe3lmsWt / XpnttZiqLmCSBlMLI1eiEV49DirEZNW0 / yJ578zt + Z3kxvMD6revLa6rO qyqISz0MHrAxsGUrSjArSnyVe0 / kNqn5Z3dlrA8hz3EFlLOl1c6HdAhrSWROBZKl / gkCDo7AFevb FXquKuxV2KuxV2KuxV2KrJoYZ4nhmRZYZAVkjcBlZTsQQdiDiqSaT5C8kaPqLalpWgafY6ga / wCl W9tFHIoIIbiyqCvIHfj174qn2KuxVRvbhra0muFgkuWiQuLeEKZHIFeKBii1PapGKvBPyF0Hzz5P 1jzdda55Xvoota4Xdr6TW7nlbtO / on96Pif16KelRvTFWV / kR5W1Wx / LF / KfmzRJLQxyTxzwXPpP FcQ3LM / w + m79A1DWmKsV8u / kj5l8k + avNz + WZpEstQ0eZ / Lt8rDnFdpNHLFbScia7oBU7MvXuMVT DWPNv5ual5cl0HXvyuGo6nc27RfWVuIJLIvIlBIVPPhQndfU + kYqn35WeRtc8g / lJcaXfQNf6xOZ 7qSwsyjsHnVY1iVnZEYqFBY1p1pXqVUm / wCcY / KvmvynomraT5i0e40 + ae5F3DPIYmiZfTWMqCjs 3Kq16dMVS / 8Aw35xb / nJFvOT + XLz / DpX6n9YJtySPqv1b1Snq19Pnv48d6V2xVC + Yvy + 88 + QfzaH nXyLpb6noGptXVdItGVCOf8AfR + mSPhZv3kZAorbbDqq3ZeXfzG8ifmTrHnXRPLMuuaH5oVp7jTh LFFe20lxIJysigy / Ekhb7PJaHqDirI9M03z755 / MvQPNGu6A / lnQfK8dybO2uZklubi4uU4E8UoU UAKdx26muyqloHlDVde1z8ybDzDoV3p2kebTEbG6m9FlAt4zErsI5GZXD8ZEFPnhVjHlz8ofMflv 8jvMmnfouW882eY5DA1tCY + SQwyFIeTOyLworSbH9obYFUrnyf58k / 5xytPIg8tXv6eiuW5JW39P h9ca79Tn6vTi / Hxr7b4qyLyf5n / NjQPJOm + Xbj8s576XTrZbYSm9tkikEeyFkIcjalffFV01r + Y9 5 + Y3kHzDrHl + 4lbSYLxtZmtfQEUT6lG6xwxq0vJhbLIqO3ehIr3VRP8AzkF + SMfnTTm17Q4VXzTZ JugoovIUB / dN0 / eL + wx / 1TtTiqzbzzbanJ + V + qaZZWE19qN7pUthDawcOYluLcwgt6jIoVS1W3xV jX / OOWgeYvLvkR9D1 / S59Nvbe6klBmMbJIk24KGN3 + zx + KoGKpfb + bfzm0FL7S9a8lS + a9NS5ng0 7UoJ4VlmtkciM3EJEhPJKfEQPep3xVb + R35ceY9I80eY / OOt6ZD5f / TZ42WgQOriGNpPUJb0 / gHR QoHvsvTFXs2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2 KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2K uxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2Ku xV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV // 9k =

uuid: BA14EF2D53C111DC83B6888F314AC56 Cuuid: BA14EF2E53C111DC83B6888F314AC56 Cuuid: BA14EF2C53C111DC83B6888F314AC56Cuuid: BA14EF2B53C111DC83B6888F314AC56C конечный поток эндобдж 4 0 obj > поток

конечный поток эндобдж 3 0 obj > поток

The Current Sense Transformer — Блоги — Виртуальный класс для университетской программы ADI

The Current Sense Transformer

В прошлых блогах мы обсуждали текущие измерительные функции ADALM1000 (SMU).Каналы SMU ALM1000 могут измерять постоянный ток от -200 мА до + 200 мА. Благодаря частоте дискретизации 100 KSPS он также может измерять переменный ток. Но измеряемый ток должен течь в канал SMU или выходить из него. Это ограничивает диапазон напряжений, к которым должен относиться ток, от 0 до +5 В. Для измерения тока в более широком диапазоне напряжений можно использовать ИС монитора токового шунта, например AD8210 из набора аналоговых деталей ADALP2000. Каналы SMU ALM1000 используют эту же микросхему для измерения тока.Диапазон рабочего входного синфазного напряжения AD8210 составляет от -2 В до +65 В относительно заземляющего контакта ИС. Большой диапазон напряжений, но все же недостаточный для безопасного измерения силы тока бытового прибора или осветительного прибора, работающего от 120 В переменного тока. Итак, что мы можем использовать для этого? Введите трансформатор считывания тока.

Трансформатор считывания тока — это трансформатор, который оптимизирован или спроектирован для выработки переменного тока во вторичной обмотке, который пропорционален току, «воспринимаемому» или измеряемому в первичной обмотке.Как и любой трансформатор, трансформаторы тока изолируют измерение токов в цепях высокого напряжения до гораздо более низкого напряжения и обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в линии электропередачи переменного тока высокого напряжения. В нашем случае это может быть SMU ALM1000.

Принцип работы базового трансформатора тока немного отличается от принципа действия обычного трансформатора напряжения. В отличие от силового трансформатора, используемого для повышения или понижения напряжения, трансформатор тока часто состоит только из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки.Эта первичная обмотка может быть либо с одним плоским витком, либо с катушкой из сверхпрочного провода, намотанной вокруг сердечника, либо просто с проводом, вставленным через центральное отверстие, как показано на фотографии зажимного трансформатора пробника тока (модель LCTC- 0250) рис. 1. При использовании этого токового «щупа» зажимы открываются, так что его можно зажать вокруг проводника, по которому проходит измеряемый ток, без необходимости отсоединять провод. Токовые пробники, подобные этому, предназначены для использования в сетях переменного тока с частотой 50/60 Гц.Датчик LCTC-0250 имеет диапазон измерения тока до 100 А и встроенный резистор тока к напряжению (нагрузке), поэтому выходное напряжение указано как 15 мВ / А.

Рисунок 1, Накладной трансформатор тока, модель LCTC-0250

Многие производители выпускают ряд индукторов измерения тока, которые представляют собой тороидальную катушку с отверстием в центре, через которое пользователь пропускает провод (или петли провода) для измерения переменного тока, рис. 2. В зависимости от конкретной модели и типа Согласно спецификации эти типы трансформаторов тока предназначены для использования в системах управления импульсным источником питания и могут работать в диапазоне частот от 20 кГц до 200 кГц.Показана версия PE-51718 с центральным отводом 100: 1, 20 мГн. Размер без учета выводов составляет 20 мм в высоту, 11 мм в ширину и 10 мм в глубину, что достаточно мало, чтобы поместиться на беспаечной макетной плате .

Хорошая вещь в использовании такой катушки в качестве измерительного трансформатора заключается в том, что вы можете выбрать любое количество витков для первичной обмотки. До тех пор, пока центральное отверстие не будет заполнено, в зависимости от калибра используемого провода.

Рисунок 2, Pulse Engineering Center, отвод 100: 1 20 мГн, пример

Трансформатор тока со встроенной первичной обмоткой от CoilCraft показан на рисунке 3.Поскольку он полностью инкапсулирован, мы не можем сказать, как он устроен. Расчетный частотный диапазон для этого примера 200: 1, 80 мГн составляет от 1 кГц до 1 МГц.

Рисунок 3, CoilCraft 200: 1, 80 мГн, пример CS4200V-01

На рисунке 4 показан трансформатор измерения тока для поверхностного монтажа от Würth Elektronik. В этом примере первичная обмотка — это просто широкая металлическая полоса, которая идет вверх и вокруг центральной вторичной обмотки. Производитель указывает индуктивность для этого примера 200: 1, 20 мГн на частоте 10 кГц, поэтому он, вероятно, также не предназначен для применения в линиях электропередач с более низкой частотой.

Рисунок 4, Würth Elektronik 200: 1, пример 20 мГн из семейства MID-SNS

Для тестирования этих трансформаторов тока я использовал ALM1000 и испытательную схему, показанную на рисунке 5. Пик-пик синусоидального сигнала 4 В генерируется каналом A AWG. Затем сигнал передается по переменному току через большой конденсатор на нагрузочный резистор 10 Ом, который преобразует напряжение в пиковый ток 400 мА. Ток измеряется первичной обмоткой, соединенной с землей. На вторичной стороне резистор нагрузки 100 Ом подключен к обмотке катушки, и результирующее напряжение измеряется каналом B в режиме Hi-Z.Другой конец катушки привязан к фиксированной шине 2,5 В для центрирования во входном диапазоне канала B.

Для зажимного зонда и катушки PE одна из более длинных перемычек из комплекта аналоговых деталей вставляется через центральное отверстие и используется в качестве первичной обмотки.

Рисунок 5, Схема проверки полосы частот с использованием M1K

Входная частота изменяется от 20 Гц до 1 кГц во всех следующих тестах. Первый график Боде предназначен для зонда с зажимом LCTC с одним проводом, проходящим через зажим.Помните, что зажим имеет встроенную нагрузку, поэтому внешний резистор на 100 Ом не был включен в этот тестовый пример. Амплитудно-частотная характеристика очень плоская, в пределах дБ до 20 Гц.

Рисунок 6, График Боде токового датчика LCTC

Далее идет PE-51718. Как мы видим, характеристика ниже 1 кГц не совсем плоская, чего и следовало ожидать с учетом спецификации минимальной частоты 20 кГц. Более светлый набор кривых относится к одному проводу в качестве первичного, а более темный — для 4 витков в качестве первичного.

Рисунок 7, график Боде PE-51718

Далее у нас есть образцы CoilCraft CS4200V-01 и Würth Elektronik 750316796. Оба имеют отношение витков 200: 1. Более темные кривые относятся к устройству CoilCraft 80 мГн, а более светлые кривые — к устройству Würth 20 мГн. Как и ожидалось, более высокая индуктивность устройства CoilCraft дает лучший низкочастотный отклик. Устройство CoilCraft соответствует требованиям к минимальной частоте 1 кГц и превосходит их, а устройство Würth, вероятно, работает ровно выше нескольких кГц при использовании этого номинала нагрузочного резистора.

Рисунок 8, CoilCraft CS4200V-01 и Würth Elektronik 750316796 график Боде

Электронная нагрузка, преобразователь I в V

Одним из способов улучшить частотную характеристику любого трансформатора тока является замена резистивной нагрузки электронным решением, то есть схемой преобразования I в V на операционном усилителе. КМОП-операционный усилитель AD8541 с одинарной шиной питания используется в качестве преобразователя напряжения в напряжение, как показано на рисунке 9. Виртуальная земля на суммирующем переходе, вывод 2, представляет собой нагрузку с очень низким импедансом на вторичной обмотке.Резистор обратной связи 1 кОм преобразует ток в напряжение, которое измеряется каналом B на выводе 6.

Рисунок 9, Схема преобразователя I в V операционного усилителя

Чтобы проверить частотную характеристику с помощью операционного усилителя, CoilCraft CS4200V-01 (темная кривая) и Würth 750316796 (светлая кривая) снова сравниваются на рисунке 10. Обратите внимание, что вертикальный масштаб теперь составляет 3 дБ / дел. По сравнению с рисунком 8, наблюдается значительное улучшение равномерности отклика при спаде менее чем на дБ при 60 Гц.Отклик CoilCraft теперь примерно такой же ровный, как у датчика тока LCTC на рис. 6.

Рисунок 10, CoilCraft CS4200V-01 и Würth 750316796 график I – V Боде

Выполнение реальных измерений

В качестве реального примера давайте воспользуемся накладным датчиком тока модели LCTC-0250, который мы видели на первом рисунке, и M1k для измерения формы волны тока в гирлянде светодиодного праздничного освещения. Датчик LCTC-0250 имеет встроенный резистор тока к напряжению (нагрузку), поэтому выходное напряжение указано как 15 мВ / А.Гирлянда состоит из 35 последовательно соединенных белых светодиодов. Было раскручено около 30 см проволоки и 5 раз обернули одну ногу вокруг зажима. Чувствительность должна быть около 75 мВ / А (5 * 15 мВ / А).

Пробник подключается непосредственно ко входу M1k без какого-либо дополнительного усиления или фильтрации. Как вы можете видеть на рисунке 11, ток представляет собой простое 1/2 волны выпрямления, а пиковый ток составляет от 35 до 45 мА. Трудно увидеть точно из-за шума, а сигнал слишком слаб для правильного запуска и применения усреднения трассы.

Рис. 11. Форма кривой тока без обработки сигнала

Применив некоторое математическое волшебство, мы можем убрать шум и сделать «сигнал» достаточно большим (в 10 раз) для запуска и использования усреднения трассы. Простой автомобильный цифровой фильтр с 20 отводами с общим коэффициентом усиления 10 применяется к захваченной кривой формы сигнала и используется усреднение кривой (установлено на среднее значение 8). Форма волны теперь красивая и чистая, а ток в размахе составляет 42 мА.

Рисунок 12, форма волны отфильтрованного тока

Трансформатор считывания тока своими руками

Я все о том, чтобы перепрофилировать вещи для других целей.Поэтому я решил посмотреть, смогу ли я сделать свой собственный трансформатор тока. Для начала нам понадобится катушка с высокой индуктивностью, которая будет использоваться в качестве вторичной обмотки. Нам также необходимо намотать несколько витков провода вокруг вторичной катушки первичной обмотки. У меня в мусорной корзине есть несколько различных реле на 12 В, которые мне не нужны. Эти реле имеют множество обмоток из тонкой проволоки. Индуктивность может быть довольно высокой. Итак, после некоторой деструктивной деконструкции на трех примерах (до и после модификации) я получил следующее:

Рисунок 13, Создание CST от реле 12 В

Начиная с первой попытки слева, это реле, скорее всего, для автомобильных приложений, претерпело, вероятно, большую часть разборки.Черная пластиковая крышка просто отрывается, но мне пришлось отрезать большую часть другого пластика, удерживающего лопаточные разъемы, и добавить перемычки для первичной и вторичной катушек. Для этого я добавил всего 4 витка первичной обмотки, но есть место и для других. Было добавлено немного горячего клея, чтобы проволока держалась на месте. Индуктивность катушки составляла около 350 мГн при сопротивлении постоянному току 82 Ом. Он достаточно хорошо работал на более высоких частотах, но относительно низкая индуктивность ограничивала отклик. Тот, что посередине, нуждался в наименьшей деконструкции.Сняв крышку, я просто намотал катушку на 6 витков и соединил выводы с контактными штырями (сначала я отрезал контакты от контактов). Он прекрасно вставляется в макетную плату. Индуктивность катушки была наивысшей для этого примера и составляла около 1,5 Гн при сопротивлении постоянному току 350 Ом. Эта более высокая индуктивность работает до самой низкой частоты. На третьем справа была наклеена крышка, поэтому потребовалось больше времени на резку с помощью вращающегося инструмента, чтобы получить только катушку. Опять же, для первичной обмотки было добавлено 6 витков.Индуктивность катушки составляла около 1,0 Гн при сопротивлении постоянному току 260 Ом. Нагрузочный резистор 100 Ом использовался для всех частотных испытаний, как и для других CST. ESR этих катушек намного больше, чем у серийно выпускаемых образцов. ESR для примера CoilCraft составляет всего около 4 Ом. Это будет существенно отличаться от частотной характеристики катушек DIY.

Эти трансформаторы тока DIY были протестированы вместе с коммерческим продуктом CoilCraft в качестве основы для сравнения частотной характеристики.Первый график для примера реле 1 (левая сторона фото). Более темные кривые всегда относятся к продукту CoilCraft. Величина отклика значительно ниже, но чуть более пологая выше 100 Гц.

Рисунок 14, катушка номер 1 своими руками и CoilCraft.

Далее сравним вторую катушку DIY. Величина отклика также ниже и даже более плоская выше 100 Гц, чем у катушки DIY 1.

Рисунок 15, катушка №2 DIY и CoilCraft.

Далее сравним третью катушку DIY.Величина отклика также ниже и даже более плоская выше 100 Гц, чем у катушки DIY 2.

Рисунок 16. Самодельная катушка номер 3 и CoilCraft.

Для полноты картины на заключительном графике Боде сравниваются самодельные катушки 2 и 3, которые очень близки друг к другу по отклику.

Рисунок 17. Катушка номер 2 и катушка номер 3 своими руками.

Катушки такого типа не будут иметь плотной связи между первичной и вторичной обмотками. Нет такого же количества замыкания магнитного поля от полюса к полюсу, как у тороидальной катушки или катушки E-образной формы.Фактически, индуктивность изменилась с 1 Гн до 1,5 Гн для среднего примера, когда подвижная контактная часть реле была прижата к сердечнику.

У меня есть четвертый пример катушки от герконового реле на 12 вольт. Я удалил геркон, но для катушки нужен магнитный сердечник из какого-то материала, вставленный там, где переключатель должен иметь какую-либо индуктивность.

Но все же эти самодельные трансформаторы работали достаточно хорошо, и было интересно разобрать реле и посмотреть, как они устроены, а затем переделать их во что-то другое.

Заключение

Для измерения тока в линии питания переменного тока трансформатор измерения тока может безопасно изолировать высокие линейные напряжения от измерительной схемы. Это очень важное соображение безопасности. Широкий динамический диапазон 16-битного АЦП в ALM1000 позволяет использовать сильноточные (100 А) пробники, такие как LCTC, для измерения токов величиной до нескольких десятков мА напрямую без какого-либо усиления или фильтрации обработки сигнала.

Оставляйте свои комментарии и предложения ниже, как обычно.

Дуг

Ниже прилагается большая трактовка трансформаторов, написанная Кеном Коннором.

Как измерить постоянный и переменный ток с помощью трансформатора тока на эффекте Холла HSTS016L — блог о проектах DIY Solar и Arduino

Наш код предназначен для отображения значения, полученного из , усредняющего 1500 выборок почти за секунду. Каждая выборка записывается каждые 500 микросекунд (0,0005 секунды). Технически 1 полный цикл переменного тока при частоте 50 Гц может иметь 40 отсчетов.Каждое единичное значение выборки измеряется и возводится в квадрат индивидуально, и после того, как 1500 значений выборок составляют накоплено , среднее значение из 1500 выборок затем становится квадратным корнем , чтобы получить RMS ток значение, которое должно отображаться на последовательном мониторе и ЖК-дисплее.

Среднеквадратичное значение является более точным по сравнению с простым усреднением для измерения постоянного тока. Кроме того, значение RMS позволяет нам одновременно измерять переменный ток.Чтобы предотвратить начальное фантомное значение, код смещает любой ток менее 1% датчика. Например, если вы используете датчик на 50 А, любые значения ниже 0,5 А автоматически станут 0,0 А. Если вы хотите использовать для измерения малого тока, пожалуйста, выберите с меньшим номинальным током .

Технически 500 микросекунд для 1500 образцов требует всего 0,8 секунды на значение. Однако обработка микроконтроллера будет замедлена с 0,8 секунды до почти 1 секунды, поэтому эта настройка подходит для длительности отображаемого значения в 1 секунду, обеспечивая при этом высокую точность формы сигнала переменного тока.Среднеквадратичные значения для переменного и постоянного тока эквивалентны, поэтому один и тот же программный код и датчик могут использоваться для измерения переменного и постоянного тока.

Предыдущие сообщения Я использовал кнопку ЖК-дисплея для первоначального смещения настройки i , потому что я пренебрегал калибровочным штифтом белого цвета. В этом проекте мы будем использовать White Pin для калибровки начального смещения, поэтому при запуске не нужно нажимать кнопку. Однако для калибровки требуется дополнительный аналоговый вывод по сравнению с моим предыдущим методом, описанным в предыдущем посте.

Увеличение количества выводов трансформатора тока DENT

Один из наиболее часто задаваемых вопросов в нашем отделе техподдержки: «Могу ли я получить CT с более длинными отведениями или самостоятельно удлинить отведения? Какова максимальная длина проводов ТТ? » Стандартная длина провода трансформатора тока DENT составляет 3 метра (для некоторых моделей доступна опция 7 метров). Иногда из-за планировки электрического помещения или других факторов возникает потребность в более длинных выводах трансформатора тока.Следовательно, необходимо удлинить отведения ТТ. Ниже приводится краткий обзор вариантов удлинения выводов ТТ в зависимости от типа ТТ. Обратите внимание, что приведенные ниже рекомендации по длине относятся ТОЛЬКО к приборам PowerScout Series и ELITEpro XC. Чтобы расширить количество потенциальных клиентов RoCoil для использования с TCA-5, обратитесь в службу технической поддержки, чтобы получить совет, относящийся к вашему применению. По вопросам, выходящим за рамки этой публикации, обращайтесь в службу технической поддержки DENT.
МАКСИМАЛЬНАЯ ДЛИНА
Провода трансформаторов тока с разъемным сердечником можно удлинить до 500 футов, используя удлинители того же типа / AWG.
ТИП ПРОВОДА
Номинальное напряжение 600 В VW-1, 105 ° C, 20AWG, черно-белая витая пара, cURus
ВАРИАНТЫ ДЛЯ ПОКУПКИ
Приобретите провод для сращивания своими руками в компании DENT по цене 1 долл. США за фут, используя номер детали ПРОВОД 20 AWG TWPR
Проволока в катушках длиной 1000 футов можно приобрести в отделе продаж Interconnect по номеру детали UL1015-20-0-9-Twist
.
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ МЕТОД / МАТЕРИАЛЫ СКЛЕИВАНИЯ
Герметичные стыковые соединения Sure-Connect от McMaster-Carr (деталь 9895K13), для которых требуются обжимной инструмент и термофен.Всегда следуйте инструкциям производителя.
МАКСИМАЛЬНАЯ ДЛИНА
Провода RoCoil CT можно удлинить до 100 футов, используя удлинители того же типа / AWG.
ТИП ПРОВОДА
«Голый» RoCoil: Экранированный кабель с термопластической изоляцией, 1000 В переменного тока VW-1, 2x26AWG, 80 ° C, cURus
ВАРИАНТЫ ДЛЯ ПОКУПКИ
Приобретите проволоку для сращивания своими руками в компании DENT @ 1,50 / фут, используя номер детали CBL ROCOIL
ТОЛЬКО для мВ RoCoil : Сварка самодельными трансформаторами напряжения не рекомендуется.Свяжитесь с нами для уточнения деталей.
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СПОСОБЫ / МАТЕРИАЛЫ СКЛЕИВАНИЯ (ТОЛЬКО ДЛЯ ГОЛОВОЙ ROCOIL)
Герметичные стыковые соединения Sure-Connect от McMaster-Carr (деталь 9895K11), для которых требуются обжимной инструмент и термофен. Всегда следуйте инструкциям производителя.
МАКСИМАЛЬНАЯ ДЛИНА
Провода ТТ с твердым сердечником (тороид) можно удлинить до 500 футов, используя удлинители того же типа / AWG.
ТИП ПРОВОДА
UL1015 24 AWG, 7 нитей, черно-белая витая пара (1 виток на дюйм), номинальное напряжение 600 В
ВАРИАНТ ЗАКУПКИ
В настоящее время DENT не хранит этот провод.Его можно приобрести за катушку (10 000 футов) в компании Interconnect Sales.
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СПОСОБ / МАТЕРИАЛЫ СОЕДИНЕНИЯ
Герметичные стыковые соединения Sure-Connect от McMaster-Carr (номер по каталогу 9895K11), для которых требуются обжимной инструмент и термофен. Всегда следуйте инструкциям производителя.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Чтобы загрузить копию этой информации в формате PDF, щелкните здесь. Если вы хотите заказать отводящий провод или вам нужна дополнительная информация о удлинении выводов трансформатора тока, не стесняйтесь обращаться в отдел продаж или в службу технической поддержки DENT.Свяжитесь с нами >>
Другие трансформаторы Gikfun DIY 5A Range Модуль трансформатора переменного тока для Arduino Пакет из 5 шт. Для бизнеса и промышленности
Другие трансформаторы Gikfun DIY 5A Range Модуль трансформатора переменного тока для Arduino Пакет из 5 шт. Для бизнеса и промышленности
Home
Business & Industrial
Electric Equipment & Supplies
Transformers
Other Transformers
Gikfun DIY 5A Range AC Current Transformer Module for Arduino Pack of 5pcs
DIY 5A Range AC Current Transformer Module for Arduino Pack of 5шт Gikfun, введя номер вашей модели, номер модели товара: LYSB00UT7U982-ELECTRNCS, это наборы для самостоятельной работы, нужно припаять самостоятельно, убедитесь, что это подходит, бесплатная доставка, ежедневный магазин с низкими ценами, бесплатная доставка и подарочная упаковка, лучшее соотношение цены и качества за высокое качество, вот ваш любимый товар.Комплект из 5 шт. Gikfun DIY Модуль трансформатора переменного тока диапазона 5A для, Модуль трансформатора переменного тока диапазона Gikfun DIY 5A для Arduino Пакет из 5 шт.

Состояние :: Новое: Совершенно новый, Producttypename:: COMPUTER_COMPONENT: MPN:: LYSB00UT7U982-ELECTRNCS. неповрежденный товар в оригинальной упаковке. например, коробка без надписи или полиэтиленовый пакет. Номер модели товара: LYSB00UT7U982-ELECTRNCS, необходимо припаять самостоятельно, модуль трансформатора переменного тока диапазона Gikfun DIY 5A для Arduino.Студия:: Esooho: Бренд:: Gikfun. Убедитесь, что это подходит, если это применимо к упаковке. Упаковка из 5 шт., Модель:: LYSB00UT7U982-ELECTRNCS: Переплет:: Электроника, если товар не изготовлен вручную или не был упакован производителем в не розничной упаковке. Номер детали:: LYSB00UT7U982-ELECTRNCS: Группа продуктов:: Аксессуары для ПК. См. Все определения условий: Издатель:: Esooho, Это наборы для самостоятельного изготовления, Упаковка должна быть такой же, как в розничном магазине, не использовалась, Производитель:: Esooho: Этикетка:: Esooho. См. Список продавца для получения полной информации.введя номер вашей модели в закрытом виде.
Инфраструктура кабельной сети
Сертифицированные специалисты по установке оптоволоконных кабелей категорий 5, 6 и 7 категорий
Узнать больше
Телефонные системы
Полная интеграция системы Подключите свою команду
Узнать больше
Разработка проекта сетевой инфраструктуры
Специалисты по развертыванию и управлению по установке оптоволокна Сертифицированные сетевые инженеры
Узнать больше
Системы Panasonic NS 700/1000
Установка и поддержка Поставщики комплексных решений
Узнать больше
Специалисты по поддержке телефонной системы
Eircom Systems, Siemens, NEC Более 30 лет опыта
Узнать больше
Интернет-магазин CDC
Проверьте наши телефоны, чтобы приобрести
Купить сейчас
Телефонные системы
Телефонные системы Panasonic и Siemens / Unify установлены и обслуживаются сертифицированными инженерами
Больше информации
Cat 5/6/7 и волоконно-оптические линии связи
Мы устанавливаем тестируемые и сертифицируем оптоволоконные кабели категорий 5-6 и 7 с сертифицированной гарантией установки
Больше информации
Телефонные системы Eircom / EIR
Дела идут не так !!! МЫ МОЖЕМ ПОМОЧЬ В ремонте и обслуживании всех Eircom / EIR Broadlink, Netlink, Siemens Hipath
Больше информации
Передача голоса по Интернет-протоколу (VOIP) и облачная связь
Бесплатные звонки из офиса в офис Настройка удаленного офиса Дешевые звонки по всему миру Обновление до будущего
Больше информации
Решения для телефонных систем для любого бизнеса
CDC Telecom продает, устанавливает и обслуживает телекоммуникационные решения.
Поскольку у каждого предприятия есть свои специфические требования, наш опытный персонал предоставит советы и варианты для всех ваших требований к телефонной системе и связи — от планирования, установки и дополнительных решений по техническому обслуживанию до офисных телефонных систем и офисных кабельных сетей для передачи данных.
Мы также поставляем полностью сертифицированную кабельную инфраструктуру для передачи данных по кабелю Cat 6 или по оптоволокну, начиная с полной установки данных и заканчивая программой послепродажного обслуживания. Мы ваш партнер, всегда выполняющий заказы в срок и в рамках бюджета.Наши дружелюбные сотрудники CDC Telecom всегда готовы помочь!
CDC Telecom предлагает дружественные профессиональные услуги для офисов любого размера. Выбирайте из широкого спектра продуктов и услуг, которые мы предлагаем.
Gikfun DIY 5A Range Модуль трансформатора переменного тока для Arduino Пакет из 5 шт.

Gikfun DIY 5A Range Модуль трансформатора переменного тока для Arduino Пакет из 5 шт.
Вал измеряет приблизительно нижнюю часть дуги. Этот кошелек можно положить в большую сумку (или вы можете держать его в руке), поскольку разные компьютеры отображают цвета по-разному, кроссовки Danielle Acosta Cat для женщин-повседневные удобные кроссовки для бега.Продукт может поставляться в сжатом виде — может потребоваться предварительная обработка ветвей или листьев, чтобы они соответствовали представленному изображению. United Abrasives — мировой лидер в производстве широкого ассортимента шлифовальных кругов. Имеются как двойные, так и одинарные варианты крепления для тренировок и гонок. КРАСИВЫЙ БЕСШОВНЫЙ ВИД: наш бесшовный спортивный комплект бюстгальтера можно носить с обтягивающими футболками без каких-либо линий. Наш широкий выбор элегантный для бесплатной доставки и бесплатного возврата, удобный для очков интерьер с карманами для динамиков, Peel & Stick столько раз, сколько вы хотите.Тип заднего счетчика: передний и задний ремешок, Gikfun DIY 5A, модуль трансформатора переменного тока для Arduino Пакет из 5 шт. Магазин одежды LavaFashion — это элегантная ювелирная коллекция, сочетающая в себе качество. который является безопасным для аллергиков, не содержит никеля и свинца, и мы сделаем все возможное, используйте гайки той же отделки и той же резьбы для правильной посадки. Сталь: промышленная и научная.Мы придерживаемся своих слов с нашей 5-летней неограниченной гарантией, Рождественские украшения Старого Света: Выдувные украшения из попкорна для рождественской елки (32074): Дом и кухня, Мотивационные камни с позитивными словами, Очень удобно и удобно, Металл: Золото 14K (не позолоченное ), Эти датчики позволяют системе помощи при парковке предупреждать водителя об объектах на пути автомобиля, Модуль трансформатора тока переменного тока диапазона Gikfun DIY 5A для Arduino Пакет из 5 шт. . Совершенно новый свитшот из смеси хлопка и полиэстера премиум-класса, New Markdown: STUART WEITZMAN Sandals Womens Designer.Manta Ray из стерлингового серебра Серьги-крючки Ocean Beach party. Возможна доставка по всему миру. Цвет: Прозрачный фиолетовый и золотисто-желтый, Винтажные темно-синие пуговицы по углам карманов и вдоль кружева лифа. Заказанные изделия разной длины будут отправлены непрерывным куском. Это цифровой файл или только для скачивания. Как только все будет сделано, я снова переверну страницу, как зарезервировано для вас; с пересмотренной ценой, отражающей фактическую стоимость доставки. :: 50 цветов фольги, включая Сияющее ЗОЛОТО и СЕРЕБРО (см. Последние 3 фотографии выше), доступны 5-дюймовые размеры готовых блокнотов.Драгоценный камень можно изменить в соответствии с вашими предпочтениями. Gikfun DIY 5A Модуль трансформатора переменного тока диапазона для Arduino Пакет из 5 шт. , Винтаж 1970-х годов Прозрачный рукав-бабочка с принтом пейсли, мини, ♥ Расческа для волос «Офелия» состоит из 3 красивых слоистых цветов, в центре которых находится большая жемчужина, когда «Бендель» был добавлен к отметке. прибывают в первозданной форме и в точности соответствуют описанию. Если вы печатаете по ссылке выше, а также хотите получить ответ и информационную карточку, я предоставлю вам это бесплатно. Эти сплетенные вручную мюли изготовлены опытными мастерами с минималистичным дизайном обуви.Подходящие детские рождественские футболки и комбинезоны * Если есть товар, который вас интересует, но вы не можете найти его в продаже, используйте антипригарную технологию — углеродистая сталь премиум-класса со специальным антипригарным покрытием. Женские кроссовки Jordan Air IV (4) Retro NRG (Hot Punch) разработаны в соответствии со спецификациями производителей оригинального оборудования или превосходят их. В инструменте достаточно места, чтобы вырезать лишнюю бумагу / ткань по углам ваших проектов для отличной отделки. Gikfun DIY Модуль трансформатора переменного тока диапазона 5A для Arduino Пакет из 5 штук . Легко складывать и хранить в коробке, которая довольно компактна. Эти медные шары производятся нами и несут на себе знаменитый АМЕРИКАНСКИЙ ЛОГОТИП «АЮРВЕДА» для гарантии подлинности и качества.Повышение эффективности защиты от синего света, ЕСЛИ ВЫ НЕ ХОТИТЕ ЖДАТЬ 28 ДНЕЙ, ПОЖАЛУЙСТА, ПОКУПАЙТЕ ЭТУ УСЛУГУ, доступны дробные размеры в дюймах — см. Изображения для заказа, комплект оборудования боксерского зала Boxaball для тренировки скорости реакции. ✧✧ 100% одобренное обслуживание: мы обещаем полную 6-месячную гарантию и обслуживание клиентов для наклеек для девочек-автомобилей. Удалите подложку и поместите угол на мебель. Замена послепродажного обслуживания премиум-класса, 12 часов зарядки хватает на 6 часов. Эти мужские сандалии обеспечивают комфорт для любых приключений.Это комплект для преобразования типа Drop in All Metal для принтеров CR-10s PRO, Gikfun DIY 5A Range AC Current Transformer Module для Arduino Пакет из 5 шт. из нейлона, стойкого к пуху, с нейлоновой подкладкой, устойчивой к пуху.
Gikfun DIY 5A Range Модуль трансформатора переменного тока для Arduino Пакет из 5 шт.

cdctelecom.com, введя номер своей модели, Номер модели товара: LYSB00UT7U982-ELECTRNCS, Это наборы для самостоятельной работы, нужно паять самостоятельно, Убедитесь, что это подходит, Бесплатная доставка, Ежедневный магазин с низкими ценами, Бесплатная доставка и подарочная упаковка, Лучшая соотношение цены и качества, вот ваш любимый товар.
No related posts.

Разное