Σε τι χρησιμεύουν οι μετασχηματιστές ρεύματος και σε τι διαφέρουν από τους μετασχηματιστές τάσης

Ομιλία για τον μετασχηματιστή τάσης, εννοούμε μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή σχεδιασμένη να μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση με μια ορισμένη συχνότητα: από υψηλή σε χαμηλή ή από χαμηλή σε υψηλότερη, ανάλογα με τον σκοπό του μετασχηματιστή, και τελικά — από τον παράγοντα μετασχηματισμού αυτού του δείγματος. Χρήση μετασχηματιστή τάσης ηλεκτρική ενέργεια με επαρκώς υψηλή απόδοση, μεταφέρεται από το πρωτεύον κύκλωμα στο δευτερεύον κύκλωμα, στο οποίο συνήθως συνδέεται το φορτίο, δηλαδή ο καταναλωτής.

Ο χρήστης πρέπει να ταιριάζει με τον μετασχηματιστή τάσης ως προς την ισχύ: μπορεί να είναι λιγότερη ισχύς από αυτή που μπορεί να μεταδώσει ο μετασχηματιστής, αλλά δεν πρέπει ποτέ να είναι μεγαλύτερη από αυτή για την οποία έχει σχεδιαστεί αυτός ο μετασχηματιστής, διαφορετικά θα ξεκινήσει η τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη αυτού του μετασχηματιστή για να μειωθεί, ο πυρήνας θα εισέρχεται συνεχώς σε κορεσμό και οι περιελίξεις και ο πυρήνας θα υπερθερμανθούν, η απόδοση του μετασχηματιστή θα πέσει.

Ωστόσο, η τάση της δευτερεύουσας περιέλιξης ενός μετασχηματιστή τάσης που λειτουργεί υπό κανονικό ή χωρίς φορτίο φορτίο παραμένει πάντα σχεδόν αμετάβλητη, τουλάχιστον με υψηλή ακρίβεια κοντά στην ονομαστική τάση της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή, δηλ. θα βρίσκεται μέσα σε ένα συγκεκριμένο γνωστό μάλλον στενό εύρος. Αλλά ταυτόχρονα, το ρεύμα φορτίου μπορεί να είναι πολύ διαφορετικό — μπορεί να κυμαίνεται από το μηδέν έως το μέγιστο επιτρεπόμενο, ανάλογα με την σύνθετη αντίσταση και τη φύση του φορτίου που παρέχει ο μετασχηματιστής αυτήν τη στιγμή.

Μετασχηματιστής ρεύματος διαφέρει σημαντικά από τον μετασχηματιστή τάσης, τόσο δομικά όσο και ως προς τον σκοπό και την εφαρμογή. Ενώ οι πρωτεύουσες και οι δευτερεύουσες (ή οι δευτερεύουσες, αν υπάρχουν πολλές) περιελίξεις ενός μετασχηματιστή τάσης έχουν συχνά σημαντικό αριθμό στροφών που αντιστοιχεί στον λόγο μετασχηματισμού και στις παραμέτρους του πυρήνα, τότε η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή ρεύματος είναι μόνο μία στροφή που διέρχεται από το παράθυρο του μαγνητικού κυκλώματος. Η δευτερεύουσα περιέλιξη ενός μετασχηματιστή ρεύματος έχει πολλές στροφές και συνδέεται πάντα με ένα ενεργό φορτίο αυστηρά καθορισμένης τιμής, για παράδειγμα, μια αντίσταση.

Τώρα εάν κατά μήκος της κύριας περιέλιξης θα ρέει εναλλασσόμενο ρεύμα κάποια τιμή, τότε το δευτερεύον τύλιγμα φορτωμένο με σταθερό ενεργό φορτίο με τη μορφή αντίστασης θα δημιουργήσει πτώση τάσης σε αυτό ανάλογη με το ρεύμα του πρωτεύοντος τυλίγματος (μέσω παράγοντα μετασχηματισμού) και αντίσταση φορτίου. Δηλαδή, ανάλογα με το ρεύμα του πρωτεύοντος βρόχου, η τάση της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή ρεύματος μπορεί να ποικίλλει σε ένα ευρύ φάσμα - από το μηδέν έως το μέγιστο επιτρεπόμενο.

Προφανώς, αυτός ο τρόπος λειτουργίας είναι διαφορετικός από τον τρόπο λειτουργίας του μετασχηματιστή τάσης. Εδώ (στην περίπτωση ενός μετασχηματιστή ρεύματος), κατά κανόνα, δεν υπάρχει στενό εύρος ονομαστικών δευτερευουσών τάσεων, τυπικό των μετασχηματιστών τάσης. Τυπικός εφαρμογή μετασχηματιστή ρεύματος — Μέτρηση ρεύματος σε κυκλώματα στα οποία είναι ήδη συνδεδεμένο το φορτίο.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος, εκτός από την επέκταση των ορίων μέτρησης, απομονώνουν τις συσκευές μέτρησης από την υψηλή τάση και καθιστούν δυνατή τη μέτρηση του ρεύματος σε δίκτυα με τάση μεγαλύτερη από 1000 V.

Το πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή ρεύματος έχει απομόνωσηονομαστική για την πλήρη τάση λειτουργίας του δικτύου. Για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του προσωπικού σέρβις (σε περίπτωση βλάβης της μόνωσης), ένας από τους ακροδέκτες της δευτερεύουσας περιέλιξης και ο πυρήνας του μετασχηματιστή πρέπει να είναι γειωμένος.

Σε αντίθεση από μετασχηματιστές ισχύος το δευτερεύον ρεύμα στον μετασχηματιστή ρεύματος εξαρτάται από το πρωτεύον ρεύμα (μετρούμενο ρεύμα). Επομένως, όταν εργάζεστε με μετασχηματιστή ρεύματος, είναι απαραίτητο να δίνετε ιδιαίτερη προσοχή στο γεγονός ότι έτσι ώστε η δευτερεύουσα περιέλιξη να είναι κλειστή… Για το σκοπό αυτό διαθέτουν μια συσκευή για το κλείσιμο της δευτερεύουσας περιέλιξης όταν η συσκευή μέτρησης είναι απενεργοποιημένη.

Σε περιπτώσεις όπου το ηλεκτροφόρο καλώδιο δεν μπορεί να αποσυνδεθεί, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές για τη σύνδεση του μετασχηματιστή ρεύματος στη μορφή ρεύματος σφιγκτήρα… Ο πυρήνας τέτοιων μετασχηματιστών αποτελείται από δύο μισά που συνδέονται με μια άρθρωση, η οποία καθιστά δυνατή την κάλυψη του σύρματος μεταφοράς ρεύματος χωρίς να σπάσει. Η δευτερεύουσα περιέλιξη βραχυκυκλώνεται με ένα αμπερόμετρο, το οποίο συνήθως συνδέεται στον ίδιο τον πυρήνα.

Ετσι, Ένας μετασχηματιστής τάσης έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει την ηλεκτρική ισχύ σε εναλλασσόμενο ρεύμα για να τροφοδοτεί φορτία διαφορετικών ονομασιών που έχουν σχεδιαστεί για την τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή.

Οι μετασχηματιστές τάσης περιλαμβάνουν βιομηχανικούς μετασχηματιστές ισχύος, μετασχηματιστές υποσταθμών, μετασχηματιστές δικτύου, μετασχηματιστές συγκόλλησης, μετασχηματιστές στα τροφοδοτικά ορισμένων οικιακών συσκευών κ.λπ. Αυτοί οι μετασχηματιστές μπορούν να είναι είτε κλιμακωτοί είτε κατεβαίνοντες.

Οι μετασχηματιστές τάσης μέτρησης έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν την υψηλή τάση δικτύου σε τάση που μπορεί να μετρηθεί με συμβατικά όργανα, δηλαδή για να επεκτείνει τα όρια μέτρησης των οργάνων AC.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος χρησιμοποιούνται για μέτρηση — όταν είναι απαραίτητο να εξακριβωθεί το μέγεθος του εναλλασσόμενου ρεύματος που ρέει μέσω του σύρματος. Ένας μετασχηματιστής ρεύματος περιλαμβάνεται στη θραύση αυτού του σύρματος και στη δευτερεύουσα περιέλιξή του συνδέεται ένα αμπερόμετρο ή βολτόμετρο συνδεδεμένο με μια αντίσταση γνωστής τιμής.Με απλούς υπολογισμούς, είναι εύκολο να βρεθεί η τιμή του ρεύματος της κύριας περιέλιξης. Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν τόσο από ανθρώπους όσο και από ηλεκτρονικά.