A cosa bisogna prestare attenzione quando si utilizzano trasformatori di corrente?

UN trasformatore di corrente (CT), noto anche come trasformatore di rilevamento della corrente o sensore di corrente, è uno strumento progettato e realizzato per rilevare la corrente elettrica e convertirla in una forma più utile per l'uso in diverse applicazioni. Eseguono queste rilevazioni e conversioni misurando un valore di corrente maggiore nell'avvolgimento primario e generando una corrente minore corrispondente nell'avvolgimento secondario.

I TA possono essere classificati in tre categorie in base alla precisione con cui rilevano la corrente in un intervallo specifico: alta precisione, media precisione e bassa precisione. Poiché ciascuno è adatto per una diversa applicazione di rilevamento e/o controllo della corrente, è importante garantire che il trasformatore selezionato per l'applicazione soddisfi i requisiti di precisione. Altrimenti rischi di pagare più del dovuto per il sistema o di sottoperformare. Questo è il motivo per cui quando si progetta un trasformatore viene solitamente presa in considerazione un'applicazione specifica.

Ci sono molti fattori da considerare quando si specifica un trasformatore di corrente, il che può far sembrare il processo difficile o impegnativo. Di seguito, evidenziamo alcuni fattori chiave da tenere presenti per comprendere meglio il processo di progettazione.

Rapporto giri

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Il rapporto spire (noto anche come rapporto di conversione) è il rapporto tra il numero di spire nell'avvolgimento secondario e il numero di spire nell'avvolgimento primario e viceversa. Questo rapporto è uguale al rapporto di tensione. Ad esempio, se il rapporto spire è 1:2 (da secondario a primario), la tensione nell'avvolgimento secondario sarà di 1 volt e la tensione nell'avvolgimento primario sarà di 2 volt.

Il rapporto di trasformazione influenza anche altri due aspetti della progettazione del trasformatore. Imposta la tensione attraverso il resistore di carico (se presente) e la densità del flusso magnetico attraverso il trasformatore.

Corrente di eccitazione

La corrente di eccitazione è la quantità di corrente necessaria per creare e mantenere un campo magnetico all'interno del nucleo del trasformatore. Quando viene applicata tensione ai terminali del trasformatore e il circuito secondario è aperto, la corrente fluisce nel primario.

Nucleo

I nuclei dei trasformatori di corrente possono essere realizzati con una varietà di materiali laminati o sinterizzati. Ciascun materiale presenta proprietà diverse che lo rendono adatto a diverse applicazioni di rilevamento e commutazione di corrente. I due più comunemente usati sono i materiali in polvere (ferrite) (per applicazioni ad alta frequenza) e i materiali nanocristallini (per applicazioni a bassa frequenza).

temperatura

La temperatura del materiale del nucleo influisce sulla sua resistenza, che a sua volta influisce sull'uscita del trasformatore. Pertanto, prima di selezionare un materiale per la progettazione di un trasformatore, è importante considerare in che modo le temperature operative e ambientali previste nell'applicazione influenzeranno il potenziale materiale del nucleo.

La tensione di uscita

La tensione di uscita del trasformatore di corrente si riferisce al valore di tensione dopo l'operazione di commutazione. Dovrebbe essere impostato il più basso possibile per ridurre al minimo la perdita di inserzione.

Resistenza al carico

I resistori di carico proteggono i trasformatori di corrente in condizioni di circuito aperto. Consentono l'applicazione di tensioni elevate ai loro capi, consentendo alla corrente di fluire attraverso di essi e impedendo che la tensione danneggi l'isolamento. Sia la precisione che il comportamento della temperatura sono considerazioni importanti quando si seleziona un resistore di carico per un trasformatore.