Устройство и виды сердечников трансформаторов
- Дартекс
- Cтатьи
- Что такое сердечник трансформатора: строение и виды магнитопроводов
30.11.2021
Трансформатор устанавливают в электрических сетях для преобразования напряжения переменного тока. Главные части устройства – это сердечник и обмотки. Обмотки – это катушки, которые наматываются из проводящего металла на сердечник. В этих целях чаще всего используют медь или алюминий. Под нагрузкой на первичную обмотку подается напряжение. Ток пронизывает обмотку и приводит к возникновению магнитного потока в сердечнике. В результате во второй обмотке также возникает напряжение. А его величина зависит от количества витков проволоки на первичной и вторичной обмотке.
Что такое магнитопровод трансформатора и зачем он нужен?
Магнитопровод или сердечник трансформатора позволяет более эффективно преобразовывать напряжение, уменьшая при этом потери. Для изготовления сердечников используют специальную ферромагнитную сталь.
Виды сердечников трансформатора
Сердечники по строению разделяют на:
- стержневые;
- броневые;
- тороидальные.
Стержневой сердечник имеет вид буквы П. Обмотки насаживаются на стержни, а сами стержни соединяются ярмом. Такая конструкция магнитопровода позволяет легко осматривать и ремонтировать обмотки. Поэтому такой тип характерен для средних и мощных трансформаторов.
Броневой сердечник Ш-образной формы. Обмотки находятся на центральном стержне. Броневые трансформаторы сложнее в производстве. И ремонтировать обмотки в них не так просто, как в стержневых.
Тороидальный сердечник имеет вид кольца с сечением прямоугольной формы.
Обмотки наматываются прямо на него. Поэтому этот тип сердечников считается самым энергетически эффективным.
а – стержневой сердечник, б – броневой сердечник, в – тороидальный сердечник.
Как сократить потери в магнитопроводе трансформатора?
В работающем трансформаторе на сердечник воздействует переменное магнитное поле. В результате вокруг сердечника возникают вихревые токи. Из-за них магнитопровод нагревается – то есть часть полезной энергии уходит впустую.
На потери из-за перемагничивания влияет:
- характер материала сердечника. Чем проще намагничивается металл, тем проще его перемагнитить и тем меньше потери в трансформаторе;
- частота перемагничивания;
- максимальное значение магнитной индукции.
Чтобы снизить потери, для производства сердечников используют сталь с выраженными магнитными свойствами. Такой материал требует меньше энергии на перемагничивание.
В монолитных проводниках вихревые токи приобретают максимальные значения из-за небольшого сопротивления. Следовательно, чтобы уменьшить потери в трансформаторе, нужно увеличить сопротивление материала сердечника. Производители силовых трансформаторов нашли выход: они набирают магнитопровод из металлических листов. Стальные пластины для сердечника берутся не более 0,5 мм толщиной.
Чтобы действительно снизить сопротивление вихревым токам в сердечнике, металлические пластины нужно изолировать. Для этого производители трансформаторов используют лак и окалину. Прослойка не дает влиять вихревым токам на магнитный поток в сердечнике. Поэтому потери снижаются.
Производители собирают пластины двумя способами:
- встык – при этом собирается сам сердечник, потом на него насаживаются обмотки и только после этого все скрепляется ярмом в единую конструкцию;
- впереплет (шихтованные сердечники) – когда каждый следующий ряд пластин перекрывает стыки на предыдущем.
Встык магнитопровод проще монтировать, но уровень потерь в них выше, чем у шихтованных сердечников. Поэтому большим спросом пользуются шихтованные трансформаторы.
Список статей
Сердечник — трансформатор — ток
Cтраница 1
Сердечники трансформатора тока разъемные и имеют прямоугольную форму. Они могут быть поставлены на трансформатор тока ( или сняты с него) уже после окончания монтажа готового аппарата на месте установки: они надеваются на кабель сбоку. [1]
| Многопредельный трансформатор тока. а — схема трансформатора. б — внешний вид трансформатора УТТ-5. [2] |
Сердечник трансформатора тока разъемный ( на шарнирах), благодаря чему он может охватывать провод, образующий первичную обмотку. Точность таких трансформаторов невелика, но достаточна для ориентировочных измерений.
| Многопредельные трансформаторы тока. а — схема трансформатора УТТ-5. б — внешний вид трансформатора УТТ-5.| Трансформатор тока в виде клещей. [4] |
Сердечник трансформатора тока разъемный ( на шарнирах), благодаря чему он может охватывать провод, образующий первичную обмотку. Точность таких трансформаторов невелика, но достаточна для ориентировочных измерений. Для удобства измерений амперметр ( на рис. 24 не показан) часто укрепляется на корпусе трансформатора. [5]
| Схема присоединения параллельных обмоток измерительных приборов к пятистержневому трансформатору напряжения. [6] |
Сердечник трансформатора тока для релейной защиты выбирают при разработке последней.
[7]
Для сердечников трансформаторов тока ( главным образом для работы в области звуковых частот) наибольший интерес представляют ферриты на основе никеля, марганца и цинка. [8]
Индукция в сердечнике трансформатора тока содержит апериодическую составляющую, определяемую трансформацией апериодической составляющей первичного тока, периодическую составляющую, определяемую трансформацией периодической составляющей первичного тока, и апериодическую составляющую, возникающую вследствие того, что периодическая составляющая индукции не может измениться скачком. [9]
Снятие характеристик намагничивания сердечников трансформаторов тока производится до номинального тока, если для этого не потребуется напряжения выше 220 В. При наличии у обмоток ответвлений характеристика снимается на одном из ответвлений. Характеристика не должна существенно отличаться от характеристик однотипных исправных трансформаторов. [10]
При насыщении стали сердечника трансформатора тока гнам резко уменьшается, что приводит к возрастанию / нам и как следствие этого к возрастанию погрешностей трансформатора тока.
[11]
Нелинейный характер кривой намагничивания сердечника трансформатора тока определяет переменный характер его погрешностей. Легко показать зависимость погрешностей трансформатора тока от магнитной проницаемости сердечника. [12]
Таким образом, окно сердечника трансформатора тока, встраиваемого в закрытые шинопроводы, должно быть больше, чем окно шинного трансформатора тока на такой же номинальный ток обычного ( открытого) типа. [13]
Если расчет выполнен правильно, сердечники трансформаторов тока не достигают пределов магнитного насыщения при любых возможных кратностях токов внешних коротких замыканий. Токи небаланса при этом не превышают допустимых пределов даже в случае применения разнотипных трансформаторов тока, резко отличающихся друг от друга по точности работы. [14]
Токи небаланса ограничивают также применением сердечников трансформаторов тока
[15]Страницы: 1 2 3 4 5
Твердотельный трансформатор тока | Accuenergy
Трансформаторы тока с твердым сердечником, выбранные для постоянного учета или коммерческих приложений, имеют герметичный сердечник, который защищает датчик от мусора, который может отрицательно сказаться на точности. В отличие от разъемного сердечника, проводник должен быть отсоединен при установке сплошного сердечника.
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА С ТВЕРДЫМ СЕРДЕЧНИКОМ
Серия AcuCT S77
Одобренный для Канады измерительный трансформатор переменного тока с твердым сердечником класса 0,15. Используйте для сетей 100A или 200A и выберите выходной сигнал 80 мА или 100 мА. Конструкция с цельным сердечником обеспечивает защиту от пыли и мусора. Внесен в список UL для стандарта UL2808.
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА С ТВЕРДЫМ СЕРДЕЧНИКОМ
AcuCT S113
Трансформаторы переменного тока с твердым сердечником с точностью 1%.
Доступны три входных номинала (200 А, 300 А, 400 А) с номинальным выходным током 5 А. Прочная конструкция с цельным сердечником идеально подходит для интеграции продуктов и общих измерений. Внесен в список UL для стандарта UL2808.
Свяжитесь с нашим экспертом по продукции
×
| Сравнение Таблица | AcuCT FlexSeries High AccurancyFlexible CT | RIK 1AR1AR RogowskiIntegrator Kit | RIK 5A5A RogowskiIntegrator Kit | RIK mV333mV RogowskiКомплект интегратора | RIK 4–20 мА4–20 мА или 0–20 мА RogowskiКомплект интегратора | RIK 0–5 В/ Rogowski0–5 0–5 В0026 Комплект интегратора | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Расположение | Панель / Устройство / Схема / шина | Панель / Устройство / Схема | Панель / Схема / шина | Панель / Устройство / | / / / / / / / / / / / / .  Шина | Панель/устройство/ Цепь/шина | Панель/устройство/ Цепь/шина | ||||||
| Форм-фактор | Гибкая веревка CT | Гибкая веревка CT | Гибкоподобная веревочная CT | Гибкоподобная веревка CT | Гибкая веревочная, похожая на веревочные CT | Applicty-Like CT | |||||||
| Application | HIGHANGE . Ограниченное пространство | Реле защиты Ограниченное пространство | Высокая точность Качество электроэнергии Измерение арендатором Ограниченное пространство | Высокая точность Качество электроэнергии Измерение арендатора Тяжелые пространства | Высокая точность Качество мощности Учитывание арендаторов Грубые пространства | Высокая точность Качество мощности Обзор арендаторов . 2000a и 5000a | 500A, 1000A, 2500A, 5000A, 10000A, 25000A и 50000A | 500A, 1000A, 2500A, 5000A, 10000A, 25000A и 50000A | 686A, 10000A, 500A, 1000A, 2500A, 5000A, 10000A, 25000A and 50000A | ||||
| Output Rated Options | mV | 0 — 1A | 0 – 6A RMS (0 -5A NOMINAL) | 0-333MVAC | 4-20MADC, 0-20MADC | 0-5VDC, 0-10VDC | |||||||
| Измерение | 86.000080 | ||||||||||||
| . А – 60000А | 2.5A – 60000A | 2.5A – 60000A | 2.5A – 60000A | ||||||||||
| Accuracy | 0.5% | 1% at 1A, 5% at 20A | 1% | 1% | 1% | 1% | |||||||
| Мин. Окно Размер (дюймы) | 4,17 | 4,17 | 4,17 | 4,17 | 4,17 | 4,17 | 0 Макс. Окно Размер (дюймы) | 14,5 | 14,5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 | 14.5 |
| UL Listed | |||||||||||||
| CE | |||||||||||||
| UL Признан | |||||||||||||
| RoHS |
0026 5000A, 10000A, | Comparison Table | AcuCT RSeries Revenue GradeSplit-Core CT | AcuCT 5ASeries 5A Split-Core CT | AcuCT mV Серия333 мВ ТТ с разъемным сердечником | Шарнирный AcuCT серииКомпактный ответвлениеТТ | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Расположение | Панель / Устройство / Схема / шина | Панель / Устройство / Схема / шина | Панель / Устройство / Схема / шина | . Открытие прессом | Квадрат/прямоугольник Съемная поверхность | Прямоугольник Съемная Поверхность | Mini CT Шарнирное отверстие |
| Применение | Высокая точность0026 Качество электроэнергии Измерение арендаторов | Общее использование 5A/1A | Общее использование 333MV | Ветвия цепь Мониторинг | |||
| . Входные нормы 70036 | 50A, 100A, 100A, 100A, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, 100.100, | ||||||
| , . , 600A, 800A, 1000A, 1200A, 1500A,1600A, 2000A, 2500A, 3000A, 4000A, 5000A | 100A, 200A, 300A, 400A, 600A, 800A, 1000A, 1200A, 1500A, 2000A, 3000A, 5000А | 200А, 250А, 300А, 400А, 600А, 800a, 1000a, 1200a, 1600a, 2000a, 2500a, 3000a, 4000a, 5000a | 5a, 20a, 30a, 40a, 50a, 60a, 100a, 120a, 150a, 200a, 250a, 400a, 600a | 8888888888888888 гг.||||
| Output Rated Options | 333mV, 5A, 1A, 80mA, 100mA, 200mA | 5A, 1A | 333mV | 333mV | |||
| Measurement Range | 5000A | 5000A | 5000A | 600А | |||
| Точность | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% | |||
| Мин. Окно Размер (дюймы) | 0,75 x 0,75 | 0,83 x 1,22 | 0,75 x 0,75 | 0,4 | |||
| Макс. Окно Размер (в) | 5 x 7 | 3 x 5 | 3.1 x 6,3 | 1,38 | |||
| UL.0088 | |||||||
| UL Recognized | |||||||
| RoHS |
| Comparison Table | AcuCT S77Solid- Core CT | AcuCT S113Solid-Core CT |
|---|---|---|
| Расположение | Branch Circuits | Panel / Cable / Busbar |
| Form Factor | Round | Round |
| Application | Revenue Metering, branch circuit monitoring | Panel and Switchgear Manufacturing |
| Input Rated Опция | 100 А, 200 А | 200 А, 300 А, 400 А |
| Номинальная мощность Опции | 80 мА, 100 мА | 5 А0088 |
| Измерение Диапазон | 200A | 200A |
| Точность | 0,15% | 1% |
4 мин. Окно Размер (дюймы) | 0,78 | 1,20 |
| Макс. Window Size (in) | 0.78 | 1.20 |
| UL Listed | ||
| CE | ||
| UL Recognized | ||
| RoHS |
| Comparison Table | HAB-16555DC Current Sensors | HAKHall Effect Current Sensors | Шунт постоянного токаШунты постоянного тока | HV2Датчик напряжения постоянного тока | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Местоположение | Busbar, кабель | Busbar, кабель | Busbar, винт фиксация | Busbar, винтовая фиксация | |||||
| форм -коэффициент | . Прямого набоя | Round -Factor | , установка | , round -glovable | , | , | , | . | |
| Применение | Измерение постоянного тока; Шинопровод; Кабель | Измерение постоянного тока; Кабель | Измерение постоянного тока; Шинопровод; Кабель | Измерение постоянного тока; Шинопровод; Кабель | |||||
| . , 1200V, 1500V | |||||||||
| Output Rated Options | 4-20mA, 0-5V | 4-20mA, 0-5V | 75mV | 0-5Vdc | |||||
| Measurement Range | 5000A | 1000А | 2000А | 1500 В | |||||
| Точность | 0,5 % | 0,5 % | 0,5 % | 0,5 % | 9003 Мин. Окно Размер (дюймы) | 6,50 x 2,17 | 0,83 | н/д | н/д |
| Макс. Window Size (in) | 6.50 x 2.17 | 0.83 | 1.58 | n/a | |||||
| CE | |||||||||
| RoHS |
Как определить размер сердечника в трансформаторах тока Magnelab
Опубликовано 3 апреля 2017 г.
от product_editor
в инсайдерской
Как определить размер сердечника в трансформаторах тока
Вы когда-нибудь задумывались, как определить размер сердечника в трансформаторах тока? В следующей статье Эрика Кристенсена и Джорджа Лангера рассматриваются факторы, связанные с сердечниками трансформаторов тока. Обязательно свяжитесь с Magnelab по телефону 303-772-9.100 для всех ваших потребностей трансформатора тока.
Чтобы определить правильный сердечник для трансформатора тока (ТТ), вы должны сначала понять основные операции. Трансформаторы тока (ТТ) работают по тем же основным принципам, что и стандартные трансформаторы, с некоторыми отличиями в этапах проектирования. «Первичная» обмотка обычно считается одновитковой обмоткой, состоящей из проводника, проходящего один раз через центр трансформатора. «Вторичная» — это обмотка на сердечнике, состоящая из «N» витков, поэтому соотношение становится 1:N, что определяет выходной ток ТТ.
Выходной ток и уровень потока
Выходной ток вызовет нарастание напряжения на обмотке, пропорциональное сопротивлению обмотки.
Выходной ток также должен быть загружен, чтобы создать определенное напряжение для целей измерения. Эти напряжения вместе с поперечным сечением сердечника и частотой сигнала определяют уровень потока в сердечнике. Это противоположно стандартному трансформатору, в котором первичная обмотка определяет уровни потока в сердечнике. Уровень потока рассчитывается по следующей базовой формуле трансформатора:
B = (V T *10 8 )/(4,44 * f * N * A c * K)
Где: B = плотность потока в Гауссах
V T = напряжение на обмотка + Напряжение на нагрузке
F = частота тока
N = количество витков (в ТТ это вторичка)
A c = сечение сердечника в см 2
K = Коэффициент упаковки (SF) (см. таблицы с информацией о сердечниках)
Сопротивление провода и размер
При выборе тороидального сердечника для трансформаторов тока необходимо учитывать множество параметров. Для быстрого отклика и точного выходного сигнала сопротивление обмотки должно быть низким, а индуктивность вторичной обмотки — высокой.
Это может начаться с размера ядра. Он должен быть достаточно большим, чтобы удерживать обмотку, оставляя достаточно места посередине для проводника, который вы измеряете. Как правило, чем больше сердечник, тем больший провод можно использовать для обмотки, что снижает сопротивление обмотки.
Выбор материала сердцевины может быть немного сложнее. Материалы варьируются от текстурированной кремнистой стали до ферритов с высокой проницаемостью. При одинаковом поперечном сечении сердечника необходимо учитывать несколько моментов при выборе материалов сердечника:
- Сердечники из кремнистой стали имеют низкую начальную проницаемость, но имеют высокий уровень насыщения магнитным потоком для более высокого номинала VA Сердечники из никелевого сплава
- имеют лучшую начальную проницаемость, но более низкий уровень насыщения флюсом, поэтому рейтинг VA ниже
- Ферритовые сердечники обладают высокой проницаемостью для быстрого срабатывания, но имеют низкий уровень насыщения потока для самого низкого номинала ВА
Помимо обеспечения правильного размера сердечника и размера вторичного провода для обеспечения высокой точности и предотвращения перегрева, трансформаторы тока с нагрузкой являются достаточно безопасными устройствами, которые не должны представлять угрозу безопасности.
