長(cháng)期以來(lái),電流互感變壓器作為儀器設備中的一種標準器件一直用來(lái)測量精密電流。即使在惡劣的環(huán)境和高溫條件下,這種器件也非常精確,使用方便可靠。但是在設計電流互感變壓器的時(shí)候有很多的條條框框,這里為大家分享一篇關(guān)于電流互感變壓器的必要的一些設計要點(diǎn),為你的設計道路掃除些許障礙,歡迎大家補充!
電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少,串在需要測量的電流的線(xiàn)路中,因此它經(jīng)常有線(xiàn)路的全部電流流過(guò),二次繞組匝數比較多,串接在測量?jì)x表和保護回路中,電流互感器在工作時(shí),它的2次回路始終是閉合的,因此測量?jì)x表和保護回路串聯(lián)線(xiàn)圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。
長(cháng)期以來(lái),電流互感變壓器作為儀器設備中的一種標準器件一直用來(lái)測量精密電流。即使在惡劣的環(huán)境和高溫條件下,這種器件也非常精確,使用方便可靠。
在諸如開(kāi)關(guān)電源、馬達電流負載檢測、照明及儀器等應用中,電流互感變壓器一般作為控制、電路保護和監測器件來(lái)使用。隨著(zhù)電流互感變壓器現貨的日益增多,如何選擇一款合適的電流互感變壓器需要考慮多方面的因素,本文介紹一種簡(jiǎn)單的選擇方法,這種方法在很多應用中對于選擇合適的高性?xún)r(jià)比器件非常有幫助。雖然現貨器件價(jià)格便宜,立等可取,但是在使用上有一些功能限制,某些應用可能需要特殊的產(chǎn)品,甚至需要完全定制。電流互感變壓器的選擇要考慮多種因素,例如尺寸大小、頻率、功能和電流范圍等。
輸入電流
首先,電流互感變壓器的選擇必須明確并驗證多項指標,例如尺寸大小、頻率、功能和采樣電流的范圍。它的精度和效率實(shí)際上取決于這些參數指標。除了可能會(huì )在電流互感變壓器精度上進(jìn)行折中之外,如果電流互感變壓器使用時(shí)的電流超過(guò)了制造商規定的額定電流規范,那么其工作溫度就會(huì )不斷上升且無(wú)法控制,從而導致電路失效。
另外,如果某種電流互感變壓器的額定值比其“采樣電流”高出很多,那么這種器件的尺寸不可避免地將會(huì )很大,對于其應用來(lái)說(shuō)就顯得太昂貴了。一般而言,所選的電流互感變壓器的額定值約高于其“采樣電流”最大期望值的30%就是一種明智的選擇。
匝數比
常見(jiàn)的電流互感變壓器的匝數比范圍從1:10到1:1000不等。匝數比(r=Nsec/Npri)越高,電流測量的分辨率就越高。
但是,值得注意的是,過(guò)高的匝數比將會(huì )導致分布電容和泄漏電感的增大,從而降低電流互感變壓器的精度和高頻下的工作性能(由于自諧振引起的)。然而,如果匝數比過(guò)低(低感應系數),那么輸出信號可能會(huì )出現歪曲或者“下降”(單級輸入信號必定發(fā)生歪斜),從而引起控制電路不穩定,測量結果不準確。
感應系數和激勵電流
電流互感變壓器的次級感應系數決定了輸出信號的保真度。感應系數的值與激勵電流成反比,激勵電流俗稱(chēng)為“感應電流”。
為了確保電流互感變壓器的最大容錯性能,激勵電流應該比采樣電流的幅值小若干倍。對于開(kāi)關(guān)電源等大部分應用來(lái)說(shuō),取采樣電流的10%作為激勵電流的最大值是比較理想的。例如,如果某個(gè)電路在100kHz下對于1~20A的采樣電流必須保證最大10%的損耗,那么激勵電流的最大值必須設置為100mA(即最小采樣電流值的10%)。
1A的采樣電流將產(chǎn)生10%的誤差,20A的采樣電流將產(chǎn)生0.5%的誤差。如果制造商提供的數據手冊中沒(méi)有標明激勵電流,那么可以通過(guò)以下公式計算出來(lái):
e=CLdI/dt |