Geçmiş deneyimlere dayanarak, akım transformatörlerinin alet ve ekipmanlarda standart bir bileşen olarak kabul edildiği ve her zaman hassas akımları ölçmek için kullanıldığı varsayılabilir. Zorlu iklim ve çevre koşullarında bile bu cihaz son derece hassastır ve kullanımı kolaydır, bu yüzden size akım transformatörlerini nasıl seçeceğinizi öğreteyim.
Örneğin, anahtarlamalı güç kaynakları, motor akım yükü algılama, aydınlatma ve enstrüman kullanımı gibi uygulamalarda akım trafoları geleneksel olarak kontrol, devre koruma ve izleme cihazları olarak kullanılır. Akım trafosu ürünlerinin aşırı üretimi nedeniyle istenilen akım trafosunun seçilmesi çeşitli faktörlerin dikkate alınmasını gerektirir. Bu makalede temel olarak, birçok uygulamada uygun maliyetli-yüksek-performanslı bileşenlerin seçilmesinde çok faydalı olan, kullanımı-kolay{-bir dizi seçim tekniği tanıtılmaktadır. Her ne kadar-hazır-hazır bileşenler ucuz olsa da, kullanımda bazı işlevsel sınırlamalara sahip olabilirler. Bazı uygulamalar farklı ürünler gerektirebilir, bazı durumlarda ise tamamen özelleştirme gerekli olabilir.
Şekil 1 Bir akım transformatörü seçerken boyut, frekans, işlev ve akım aralığı vb. gibi çeşitli faktörlerin dikkate alınması gerekir.
Giriş akımı
Ayrıca, belirli bir akım transformatörünün nominal değeri "örnekleme akımından" çok daha yüksekse, bu durumda bu ekipmanın boyutu kaçınılmaz olarak çok büyük olacaktır ve bu da onu uygulaması için çok pahalı hale getirecektir. Genel olarak konuşursak, akım trafosunun nominal değerinin "örnekleme akımının" maksimum beklenen değerinden yaklaşık %30 daha yüksek seçilmesi doğru bir seçimdir.
İlk olarak, bir ölçü transformatörü seçerken boyut, frekans, işlev ve örneklenen akımın aralığı gibi birden fazla kriterin açıkça tanımlanması ve doğrulanması gerekir. Doğruluğu ve verimliliği aslında bu parametrelere bağlıdır. Alet transformatörünün doğruluğundaki olası ödünleşimlerin dışında, alet transformatörünün çalışması sırasında kullanılan akımın üretici tarafından belirtilen nominal akım standardını aşması durumunda, çalışma sıcaklığı sürekli olarak yükselecek ve kontrol edilemeyecek, bu da sonuçta devre arızasına yol açacaktır.
Dönüş oranı
Bununla birlikte, aşırı yüksek bir sayı oranının, dağıtılmış kapasitans ve kaçak endüktansta bir artışa yol açacağını, dolayısıyla akım transformatörünün doğruluğunu ve yüksek frekanslardaki performansını (kendi-nedeniyle) azaltacağını belirtmekte fayda var. Bununla birlikte, sayı oranı çok düşükse (düşük bir endüktans katsayısıyla), çıkış sinyali bozulma veya "bozulma" sergileyebilir (tek-aşamalı giriş sinyali kesinlikle eğimli hale gelecektir), bu da kontrol devresinde kararsızlığa ve hatalı ölçüm sonuçlarına neden olabilir.
Ortak akım transformatörlerinin sarım sayısı oranı genellikle 1:10 ila 1:1000 arasında değişir. Oran ne kadar yüksek olursa (r=Nsec/Npri), mevcut ölçümün çözünürlüğü de o kadar yüksek olur.
Endüktans katsayısı ve teşvik edici akım
Akım transformatörünün maksimum hata-toleranslı kapasitesini sağlamak için, uyarma akımının, örneklenen akımın genliğinden birkaç kat daha küçük olması gerekir. Güç kaynaklarının değiştirilmesini ve benzerlerini içeren çoğu uygulama için, uyarma akımının maksimum değerinin, örneklenen akımın %10'u olarak ayarlanması tavsiye edilir. Örneğin, belirli bir devrenin 100kHz'de 1 ila 20A örneklenmiş akım için maksimum %10'luk bir kayıp sağlaması gerekiyorsa, uyarma akımının maksimum değeri 100mA'ya ayarlanmalıdır (bu, minimum örneklenmiş akım değerinin %10'udur).
Akım transformatörünün ikincil endüktans katsayısı, çıkış sinyalinin doğruluğunu belirler. Endüktans katsayısının değeri, genellikle "indüklenen akım" olarak adlandırılan uyarma akımıyla ters orantılıdır.
1A'nın örnekleme akımı %10'luk bir hataya sahip olacak, 20A'nın örnekleme akımı ise %0,5'lik bir hataya sahip olacaktır. Üretici tarafından sağlanan veri sayfası önerilen akımı belirtmiyorsa, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
e=CLdI/dt
|dI/dt|=e/L
Bu süre zarfında e, ekipmanın çıkış voltajını (volt cinsinden), L endüktans katsayısını (henri cinsinden) ve |dI/dt| indüklenen akımın zamana oranını temsil eder (saniye başına amper cinsinden).
Çıkış voltajı ve yük direnci
Ekleme kaybını en aza indirmek için çıkış voltajı (Vo) mümkün olduğu kadar düşük ayarlanmalıdır. Bir devre için en makul sekonder çıkış voltajı 0,5V ve çıkış akımı 20A ise sarım oranı 1:100 olan bir akım trafosu yaklaşık 200mA sekonder akım üretecektir. Şekil 2'de gösterildiği gibi yük direnci şu şekilde olmalıdır: Ro=Vo/Is=0.5/0.2=2.5Ω.
