In einem Stromwandler verursacht der Primärstrom ein Magnetfeld im Kern, das im Sekundärstrom einen Strom erzeugt. Fein.
Wie kommt es dann, dass ein Leistungstransformator eine Spannung und keinen Strom ausgibt? Ist es nicht dasselbe Prinzip?
In einem Stromwandler verursacht der Primärstrom ein Magnetfeld im Kern, das im Sekundärstrom einen Strom erzeugt. Fein.
Wie kommt es dann, dass ein Leistungstransformator eine Spannung und keinen Strom ausgibt? Ist es nicht dasselbe Prinzip?
Antworten:
Ein Transformator ist ein Transformator, ob beabsichtigt für Stromfühler Verwendung oder Verwendung Leistungsumwandlung. Alle Transformatoren arbeiten nach dem gleichen Prinzip.
Bei der Auslegung eines Transformators gibt es jedoch einen erheblichen Spielraum für verschiedene Parameter. Diese unterschiedlichen Nachteile verleihen dem Transformator unterschiedliche Eigenschaften und machen ihn daher für unterschiedliche Anwendungen geeignet.
Ein Stromerfassungstransformator ist für eine geringe Primärimpedanz optimiert, um den Spannungsabfall in der Leitung zu minimieren, in der der Strom gemessen werden soll. Die Sekundärwicklung soll auch an einen niedrigen Widerstand angeschlossen werden. Dies spiegelt eine niedrigere Impedanz für die Primärwicklung wider. Der Transformator wird hauptsächlich im Kurzschluss-Ausgangsmodus betrieben. Beachten Sie, dass nur wenig Leistung durch den Transformator übertragen wird. Dem Magnetfeld wird vom Sekundärteil Energie entzogen, sobald es vom Primärteil dort abgelegt wird. Infolgedessen kann der Kern klein sein, da er zu keinem Zeitpunkt viel Energie aufnehmen muss.
Ein Leistungstransformator hat einen anderen Zweck, nämlich die Übertragung von Leistung von der primären zur sekundären. Manchmal dienen sie nur der Isolation, aber häufig wird auch eine andere Kombination von Spannung und Strom am Ausgang als am Eingang verwendet. Um Strom zu bekommen, benötigen Sie sowohl Spannung als auch Strom, was bedeutet, dass der Transformator irgendwo zwischen dem Kurzschlussausgang ohne Spannung und dem Leerlaufausgang ohne Strom betrieben werden muss. Im Allgemeinen sind Leistungstransformatoren so ausgelegt, dass die Sekundärwicklung eine relativ niedrige Impedanz aufweist und die Spannung bei Nennleistung nicht zu stark durchhängt. Sie müssen sich auch bei geringer oder keiner Last angemessen verhalten, was den Fall eines offenen Stromkreises bedeutet. Auch hier möchten Sie eine niedrige Impedanz, damit die Spannung im Leichtlastfall nicht zu stark vom Volllastfall abweicht. Diese Art von Transformator muss in der Lage sein, größere Energie im Magnetfeld zu verarbeiten. Dies bedeutet einen physikalisch größeren und damit schwereren Kern.
Der Unterschied liegt nicht im physikalischen Prinzip, sondern nur in der Verwendung.
Der Leistungstransformator wird verwendet, um die Spannung unter Verwendung der Anzahl der Wicklungen in den beiden Spulen als Verhältnis umzuwandeln, während der Stromtransformator nur eine Induktivität ist, die um einen Draht herum angeordnet ist, um das Magnetfeld zu erfassen, das durch den sich ändernden Strom verursacht wird. Sie messen damit den (Wechsel-) Strom, ohne den Stromkreis zu unterbrechen.
Beide Transformatoren geben jedoch im Grunde genommen eine Spannung aus, die durch das Faradaysche Induktionsgesetz gegeben ist. Der Unterschied besteht darin, dass der Leistungstransformator spannungsgesteuert ist und der Strom durch die Last an der anderen Wicklung bestimmt wird.
Das Prinzip des Transformators ist, dass ein sich ändernder Strom ein Magnetfeld induziert und das Magnetfeld eine Spannung induziert. Dann gibt es das Ohmsche Gesetz, das besagt, dass für eine an eine Last angelegte Spannung ein Strom proportional zum Widerstand der Last ist.
Wenn Sie sie zusammenfügen, haben Sie eine Endlosschleife, in der der Strom in der Last einen Einfluss auf das Magnetfeld hat, das die Spannung an der Last selbst erzeugt. So wird der Strom in der Primärwicklung des Leistungstransformators ermittelt.
In Bezug auf den Stromwandler möchten Sie, dass bei größtmöglicher Last kein nennenswerter Strom fließt, da dieser Rückkopplungseffekt erzeugt wird.
Einfache Zusammenfassung:
Ein Stromwandler ist ein "normaler" (Spannungseingang): (Spannungseingang) Wandler, der für eine spezielle Aufgabe optimiert ist.
Ein Stromwandler wird IMMER mit einem definierten Lastwiderstand betrieben.
Eine Konstante K kann basierend auf dem Lastwiderstand und dem Windungsverhältnis berechnet werden, so dass
Iin = Vout x k ist. Siehe unten für Details.
So kann Iin durch Messen von Vout bestimmt werden.
Trotz des Namens arbeitet ein Stromwandler nach den Standardgleichungen für Transformatoren (wobei Nichtidealitäten wie der Wicklungswiderstand ignoriert werden). Die Primärwicklung ist normalerweise eine einzige Windung, die durch Verlegen eines Kabels mit dem zu messenden Stromkreis durch den Kern erzeugt wird. :
Abbiegungen in = primäre Abbiegung oder Abbiegungen.
Ausfallen = Nebenwindungen. Drehungsverhältnis definieren = TR = Turns_out / Turns_in
Vin x Iin = Vout x Iout ...... (2)
Iin = Iout x Vout / Vin ...... (3) = Umlagerung von (2)
ABER wenn wir eine ohmsche Last haben = Rout dann
So
Iin = Vout x TR / RLoad ...... (5b)
(Also Vout = Iin x Rl / TR) ...... (5c)
Für eine gegebene R-Last und ein gegebenes Windungsverhältnis ist TR / R-Last eine Konstante = K, sagen wir so
- Iin = Vout x K ...... (6) <- Zielergebnis
Für eine gegebene Last können wir also Iin aus Vout multipliziert mit einer Konstanten bestimmen.
Einige Stromwandler enthalten Rout als Teil der Baugruppe.
Bei einigen CTs muss der Router hinzugefügt werden.
Wenn kein Router hinzugefügt wird, ist Vout = sehr, sehr groß, aber normalerweise nicht lange.
Normalerweise ist die Eingangs- "Wicklung" eine einzelne Windung oder ein Draht, der durch den Kern verläuft. Die Verwendung mehrerer Windungen oder das mehrmalige Durchschleifen eines Drahtes, der den Zielstrom durch den Kern führt, verringert das Windungsverhältnis. (Siehe 5c) Vout fällt ab.
Es ist so zu wählen, dass der Kern nicht gesättigt ist und so linear wie möglich zu R1 arbeitet und daher Vout nicht "zu groß" sein darf. Max Rl und / oder Vout sind vom Hersteller angegeben.