Calcul transformator de curent

[iop95]

Am vazut ca sunt unele probleme cu calculul trafului de curent.

Am atasat un fisier excel care sper sa ajute pe cei ce doresc sa faca un traf de curent.

Pentru reducerea erorii de masurare este de dorit o inductanta cat mai mare; asta inseamna ca sunt de preferat miezurile cu permeabilitatea magnetica cat mai mare.

Pentru factor de umplere mare, o sa creasca puternic tensiunea de reset; deci pentru convertoare boost, unde e posibil sa apara asemenea factori de umplere, e de preferat ca in locul diodei obisnuite sa se foloseasca o dioda zener.

Calcul_CT.zip

[Vizitator]

Pentru aflarea caracteristicilor unui miez toroidal de ferita, µr-permeabilitatea relativa, in principiu:

 

http://coil32.net/online-calculators/determine-toroid-core-permeability.html

[CIBY2]

Ideea este mai mult decat OK. Mai trebuie explicat putin de ce se aleg anumite valori ale componentelor din circuit, curenti, tensiuni, etc.

[iop95]

Fisierul initial avea o eroare. Am atasat versiunea corecta si un pic imbunatatita.

Functie de aplicatie se alege valoarea tensiunii de cc dorita si puterea disipata acceptata.

O rezistenta de sarcina mica implica un curent secundar mai mare pentru tensiune secundara data, respectiv un numar de spire mai mic; numar de spire mic pare avantajos... e mai usor de bobinat dar va conduce la o inductanta de magentizare mica, respectiv un curent de magentizare mare = erori mari. Din acest motiv este recomandat un miez cu Miur cat mai mare.

Trebuiesc introduse datele despre miez (arie, lungime medie circuit mag, Miur) apoi frecventa si factorul maxim de umplere.

De urmarit inductia in miez, sa fie sensibil sub limita miezului respectiv pentru a evita saturatia. Pentru tensiuni de cc mici nu este o problema majora.

La fel de Important este ca eroarea de masura sa fie sub 5%.

Calcul_CT.zip

Editat August 16, 2017 de iop95

[Vizitator]

Am facut niste masuratori cu un traf de crt pt @Reaper pus in drena unui mos ce avea ca sarcina o rez de aprox 3 ohm alimentat la 12V si comandat de UC3845.

Am pus secundarul fazat si apoi invers pt a se vedea comportarea lui.

[iop95]

Raspunsul e foarte bun; urmareste destul de fidel curentul primar.

[Vizitator]

La "SUDURA" l-am pus pt ca avea mereu forme de unda ciudate si am vrut sa-i arat ce se intampla cand fazarea este gresita.

[Vizitator]

On 4/26/2018 at 11:19 AM, vergil said:
Transformatorul de curent l-am lasat tot acolo, fiindca , se cam lungeau traseele si nu cred ca era asa de bine . L-am rebobinat , fiindcă cu 50 de spire nu actiona protectia corect . Am bobinat 130 spire , si acum , am de unde regla 
 
DjLeco:

Vezi ca tot pe la ce am spus eu, ai ajuns?
Daca trafo de curent (cu raport de minim 1/100) nu ofera tensiune serioasa in secundar, tensiune ce poate fi mentinuta la un nivel satisfacator datorat rezistentei mici a lui R17, (rezistenta de balast), pentru deschiderea lui T2, sursa poate ceda protectia fiind ineficienta la anumite praguri.
Pe dioda D4 "pierzi" cam 0,55-0,6V.
Trafo de curent joaca un rol important in protectia cu tiristor simulat si nu numai, iar pentru puterea pe care o vrei tu, recomand un 1/200 raport de transformare.

Marian:    8 hours ago, vergil said:
Dar cred ca nu ar strica 200 spire ,  asigura o plaja de reglaj mai mare

Prostii!
Asta este efectul negativ al lipsei de teorie.
Ai uitat ca vorbesti despre un transformator de....CURENT???
Este atat de simplu, si totusi pentru unii inexplicabil de complicat.
Sa va mai luminez putin si pe tine si pe Leco.

Un transformator de curent are o spira inseriata cu sarcina ( primarul trafo ), spira pe care o poti numi "primar", si un secundar format dintr-un anumit numar de spire, care dau un anumit raport de transformare. SI repet, este vorba despre un transformator de curent, nu de tensiune!

 Deci, traful de curent "vede" un curent prin acea spira, si-l reflecta in "secundarul" sau la o valoare divizata de raportul de transformare. 

Spre exemplu, daca ai sa zicem 2A in primar ( si deci prin acea spira ), si un secundar de 50 de spire, o sa ai un raport de transformare de 1/50, deci curentul prin secundar va fi de 2A/50, adica 0,04A.

 Acest curent il convertesti intr-o anumita tensiune de lucru abea dupa ce pui o sarcina pe secundarul trafului de curent. Daca din cei 40mA vrei sa zicem 5V tensiune de lucru, atunci 5V/0,04A=125R. Daca vrei 10V tensiune de lucru din acei 40mA, atunci 10V/0,04A=250R, daca vrei 20V din 40mA, ai 20/0,04=500R.

 Daca dai la acelasi traf 100 de spire in loc de 50, atunci vei avea un raport de transformare de 1/100.

Deci pentru aceeasi 2A din spira din primar, o sa ai in secundarul trafo curent, 2A/100, adica 0,02A.

Pentru sarcina de 125R calculara anterior, acum o sa ai o tensiune de lucru de 0,02A*125=2,5V.

Pentru 250R o sa ai 5V, iar pentru 500R o sa ai 10V tensiune de lucru. 
Pricepeti voi 2 esentialul de aici?

Cu cat maresti numarul de spire din secundar, cu atat scazi tensiunea de lucru, NU invers. 
Deci cu cat ai mai multe spire in secundar, cu atat o sa ai mai putina plaja de reglaj
Singurul beneficiu al unui numar mai mare de spire in secundarul trafo curent, este inductia mai mica in miez.
Tensiunea de lucru, si implicit plaja aia de reglaj ti-o faci din sarcina trafului de curent, adica din valoarea acelei rezistente puse dupa redresare ( se poate pune si inaintea redresarii dar nu mai compensezi pierderile pe diode ), alegi o sarcina care la curentul maxim acceptat in primar, si raportul de transformare, sa-ti ofere o tensiune de lucru dorita de tine.

Sigur, nu poti mari oricat acea rezistenta de sarcina, nu poti obtine oricata tensiune vrei la un curent dat prin secundarul trafo curent, pentru ca risti sa duci miezul la saturatie.

Dar cu un miez ales cu cap, si un calcul elementar al parametrilor de lucru, saturatia iese automat din ecuatie.

DjLeco:
Marian, inseamna ca producatorii de transformatoare de curent care fac raport de transformare de 1/200, 1/500, 1/1000, ba chiar si cu priza mediana in secundar (redresor bialternanta cu dublare de curent) pe care le gasim in sursele in comutatie de puteri mici, tipic sub 1Kw, sint niste idioti ca fac risipa de sirma ltata din cupru...

Ar fi trebuit "probabil" sa existe un singur standard de trafo curent cu raport de transformare de 1/50...   

Amuzant!

P.S. Pe mine nu ai cu ce sa ma luminezi.

Repet, primul SMPS de putere peste 1Kw pe care l-am facut cu protectie cu trafo curent facut manual a fost cu bine inainte de anul 2006.

Cred ca m-am "luminat singur" despre ce si cum, nu?

Ia fa si tu 30 surse de 4-5Kw, care sa lucreze ireprosabil de 6 ani de zile de cind le-am lansat si poate atunci ma poti lumina in acest domeniu, cum e cu protectia cu trafo curent, cu caderile pe diodele redresoare din secundar, etc.

Succese si spor la treaba!

Sa folosesti osc-ul cu spor si sa te tina 100 ani!

Trafo de curent trebuie sa aibe un raport de infasurare suficient cit sa ai o "rezerva generoasa" pentru a mari precizia de actionare a protectiei minimaliste din aceasta schema.

Daca ar fi fost o protectie evoluata, cu dublu comparator de precizie, cu tensiune de referinta stabilizata si compensata termic, la care o variatie pe intrari cu +/- citiva milivolti sa faca trecerea din Low out la High out (sau invers in functie de implementare) POATE, raportul trafo curent era mai putin important si ar fi foat suficient si 1/20.

Ceea ce nu este cazul aici.

Si initiatorul topicului a scris  CLAR ca odata cu marirea numarului de spire in secundar a ajutat.

Deci a reusit sa obtina o tensiune de comanda mai mare care a triggerat in final protectia, suplinind si caderea Vfav pe dioda cu pricina.

Exact ce spun de nu stiu cite postari incoace.

Sa mai repet ca pe dioda serie "pierdea" circa 0,6V, in ideea in care trafo curent avea un raportt "anemic" de transformare ceea ce ar fi fost direct raspunzator de valoarea tensiunii de comanda a protectiei cu tiristor simulat?

Marian:
5 hours ago, DjLeco said:
Trafo de curent trebuie sa aibe un raport de infasurare suficient cit sa ai o "rezerva generoasa" pentru a mari precizia de actionare a protectiei

Suficient nu inseamna si mai multe spire, de regula e invers.

  5 hours ago, DjLeco said:
Marian, inseamna ca producatorii de transformatoare de curent care fac raport de transformare de 1/200, 1/500, 1/1000, ba chiar si cu priza mediana in secundar (redresor bialternanta cu dublare de curent) pe care le gasim in sursele in comutatie de puteri mici, tipic sub 1Kw, sint niste idioti ca fac risipa de sirma ltata din cupru...

Nici vorba.

Aia inteleg teorie si stiu ca exista explicatii teoretice pentru orice raport ales daca este facut cu scopuri pur tehnice, si nu "de ochii lumii".

Un raport de transformare mai mare, permite inductie mai mica in miez, deci pierderi mai mici, regim mai departat de saturatie si mai "curat".

"Rezerva generoasa" se asigura din sarcina, nu din numarul de spire. 

Poti avea fix aceeasi tensiune de lucru si la 50 de spire si la 200 de spire, pur si simplu maresti R de 4 ori.

 Si fireste ca n-am impus eu 1/50 ca regula generalizata, si cu siguranta stii si tu asta, dar simti nevoia sa cauti argumente contradictorii.

Atata vreme cat intelegi principiul de functionare si stii ce faci, vei obtine rezultate corespunzatoare si cu 1/50 si cu 1/100 si cu 1/200 sau 1000 chiar.

Asta e baiul, sa stii de ce e mai bine asa si nu altfel, pentru ca raportul ala nu-i batut in cuie, ci din contra este foarte flexibil, sunt total de acord sa puna Vergil si 200 de spire, atata vreme cat intelege si de ce le pune si cum functioneaza montajul, eu n-am ce sa comentez decat cu felicitari pentru evolutie si reusita. 

 PS: Se subantelege sper eu o chestiune, si totusi insist sumar, la puteri mai mari, curentul in primar este mai mare, deci si prin spira trafului de curent, iar la un raport mic pe putere mare, curentul in secundar este mai mare, trebui sarma ceva mai groasa, cresc pierderile pe scapari, cresc pierderile in cupru ( probabil totusi destul de putin ), disipatia pe R devine semnificativa. Se subantelege avantajul unui raport mai mare la surse de putere mai mare. Una e ca spre exemplu la o sursa cu 10A in regim normal de functionare in primar, sa ai 1/50 si deci 200mA in secundarul trafo de curent, unde daca vrei spre exemplu 10V va trebui sa disipi 2W pe R; si cu totul alta e sa ai 1/500 ( sa zicem ), in secundarul trafo curent o sa ai 20mA, iar pe R vei disipa pentru aceeasi 10V, 200mW ( 0,2W ). 

De asta tot insist eu pe teorie, pentru ca te ajuta sa intelegi mult mai bine ce vrei sa faci dinainte de a pune totul in practica. 

[Vizitator]

Si mai este o chestie importanta pe care am omis-o cu totii si de unde se pot naste confuzii.

Va dau un exemplu de care m-am lovit personal in experimentarea protectiei smps meu:

La inceput am avut un traf de curent mic, cam pe jumatatea dimensiunii fata de unul clasic, pe care l-am cautat pe net dupa cod.

Avea raport de transformare de 1/100 si curent de 10mA in secundar.

Nu mi-a placut cum lucra, desi era de firma.

Apoi am facut rost de traf de curent cu raport de transformare de 1/200 si 70mA in secundar.

Pe aceeasi rezistenta ballast de 22 ohmi, la acelasi curent in primar trafo SMPS, traful cu raport de 1/200 scotea tensiune de comanda dupa redresare MAI MARE decit traful de curent cu raport de 1/100.

Probabil ca de aici se fac confuziile.

Conteaza foarte mult citi mA este capabil sa ofere in secundar traful de curent, fata de o rezistenta ballast cu o valoare fixa sa zicem 22 ohmi, folosita in ambele cazuri de trafo curent.

Editat Mai 11, 2018 de Vizitator

[iop95]

Pe langa tensiunea dorita, un element important este eroara de masura, care arata cat de fidel curentul secundar/tensiunea secundara reflecta ce se intampla in circuitul primar.

Evident, eroarea trebuie sa fie cat mai mica, chiar daca traful este intr-un circuit de protectie si nu de masura.

Influenta diversilor factori asupra erorii de masura trebuie avuti in vedere.

Astfel eroare se reduce, cand:

- tensiunea secundara dorita creste

- rezistenta de balast scade

- numarul de spire in secundar creste

- sectiunea miezului creste

- lungimea circuitului magnetic scade

- permeabilitatea relativa a miezului creste

- frecventa de lucru creste

- factorul de umplere scade

 

[Mircea]

Evident. D-aia in lumea profesionala, inainte de a fi pus la treaba, fiecarui CT i se face un studiu de sarcina (burden). Astfel se identifica cat poate fi secundarul incarcat. 

[Vizitator]

Asta in cazul in care nu gasesti parametrii de catalog, sint multe componente in regim OEM.

De aici probabil s-a facut confuzia cu mai multe spire, mai mare tensiunea de comanda.

[Mircea]

Studiul de sarcina nu e ca sa definesti ce poate CT-ul, ci ca sa definesti cu cat il incarci. Apoi verifici sarcina vs cat e in catalog (definit in VA ca e trafo) si statuezi ca merge. 

11 minutes ago, DjLeco said:

De aici probabil s-a facut confuzia cu mai multe spire, mai mare tensiunea de comanda.

Nu stiu ce vrei sa spui cu asta. Dar cine o citeste sigur intelege ceea ce s-a tot afirmat gresit: ca tensiunea creste cu raportul de transformare. E fals, ea scade pentru ca si curentul scade. Curent care prin rezistenta din secundar va reduce tensiunea (la aceeasi rezistenta din secundar). 

[Vizitator]

Ceea ce vreau sa spun in CLAR, ca sa nu se traga concluzii pripite este:

 

Avem 2 trafuri de curent, unul cu raport de 1/100 ce ofera 10mA si altul cu raport de 1/200 ce ofera 70mA.

 

Daca avem ca rezistenta de ballast aceeasi valoare in ambele cazuri, sa luam de ex 10 ohmi, si un curent de sa zicem 5A prin primar trafo SMPS, dupa redresare, cind vom masura tensiunea de comanda obtinuta cu traful ce are raport de 1/200 si 70mA, vom avea tensiune MAI MARE decit daca il inlocuim cu traful de 1/100 si 10mA in aceeasi situatie de curent in primar trafo SMPS (5A) si rezistenta de ballast (10 ohmi).

 

Mai este si o problema de MIEZUL TRAFO, material, frecventa maxima de lucru si u (a se citi "miu"), saturatie magnetica.

 

Acum sper ca s-a inteles clar si limpede ca apa.

Editat Mai 11, 2018 de Vizitator

[iop95]

Traful de 1/100, 10mA se poate folosi doar pentru masurare curenti de max. 1A!

Traful 1/200, 70mA se poate folosi pana la max. 14A.

Daca s-au testat la curenti peste 1A... e normal ca primul traf sa nu functioneze corect.

Cu 10mA curent secundar ar fi nevoie de o rez. de minim 50ohmi ca sa rezulte o tensiune de iesire de 500mV... la curent primar de 1A.