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Transformator-Einschaltstrom

Definition: Der Einschaltstrom des Transformators ist das MaximumMomentanstrom, der von der Primärwicklung des Transformators entnommen wird, wenn deren Sekundärkreis offen ist. Der Einschaltstrom verursacht keinen dauerhaften Fehler, verursacht jedoch ein ungewolltes Schalten des Leistungsschalters des Transformators. Während des Einschaltstroms ist der durch den Fluss erreichte Maximalwert mehr als doppelt so hoch wie der normale Fluss.

Lassen Sie eine sinusförmige Spannung

Einschaltstrom des Transformators
V1 auf einen Transformator angewendet werden, dessen Sekundärkreis ein offener Stromkreis ist. Hier ist α der Winkel der Spannungssinuskurve bei t = 0. Angenommen, der Kernverlust und der Primärwiderstand werden vernachlässigt
Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-2
Wo T1 ist die Anzahl der Windungen und Φ ist der Fluss im Kern. Im stationären Zustand

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-3
Aus Gleichung (1) und Gleichung (2) erhalten wir

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-4
Aus Gleichung (3) und (4)

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-5
Integration der Gleichung (5) ergibt

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-6
Wo Φc ist die Konstante oder Integration, die aus einem Anfangszustand bei t = 0 zu finden ist. Wenn man bedenkt, dass der Transformator zuletzt von der Versorgungsleitung getrennt wird, ist ein kleiner Restfluss fluxr blieb im Kern. Bei t = 0 gilt also Φ = Φr.

Ersetzen wir diesen Wert in Gleichung (6)

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-7
Gleichung (6) wird dann

Transformator-Einschaltstrom-Äquaation-8
Die Gleichung (8) zeigt, dass der Fluss aus zwei Komponenten besteht, der stationären Komponente Φss und die Übergangskomponente Φc. Die Größe der Übergangskomponente

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-9
Φc ist eine Funktion von α, wobei α der Zeitpunkt ist, zu dem der Transformator zur Versorgung eingeschaltet wird. Wenn der Transformator bei α = 0 eingeschaltet wird, dann ist cosα = 1.

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-10
Unter dieser Bedingung

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-14

Bei ωt = π

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-11
Somit erreicht der Kernfluss den maximalen Flusswert gleich (2φm+ φr) was doppelt so hoch ist wie der normale Fluss. Dies wird als Doppelwirkung bezeichnet. Durch diesen Doppeleffekt geht der Kern in tiefe Sättigung. Der Magnetisierungsstrom, der zur Erzeugung eines so großen Flusses im Kern erforderlich ist, kann das Zehnfache des normalen Magnetisierungsstroms betragen.

Transformator-Einschaltstrom-Diagramm

Manchmal ist der Effektivwert des Magnetisierungsstromsgrößer als der primäre Nennstrom des Transformators. Dieser Strom kann eine elektromagnetische Kraft erzeugen, die etwa fünfundzwanzig mal den Normalwert beträgt. Daher ist die Wicklung des Transformators stark verspannt. Der fehlerhafte Betrieb von Schutzeinrichtungen wie unbeabsichtigtes Auslösen von Relais, kurzzeitige starke Spannungsabfälle und großes Brummen aufgrund der Magnetostriktion des Kerns.

Um keinen vorübergehenden Einschaltstrom zu erhalten, Φc sollte Null sein.

Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-12
Transformator-Einschaltstrom-Gleichung-13
Seit Φr ist normalerweise sehr klein cosα ≅ 0 und α ≅ nπ / 2

Mit anderen Worten, wenn der Transformator angeschlossen istIn der Nähe einer positiven oder negativen Maximalspannung wird der Einschaltstrom minimiert. In der Regel ist es jedoch nicht praktikabel, einen Transformator zu einem vorbestimmten Zeitpunkt im Spannungszyklus anzuschließen

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