Компоненты для автоматизации производственных процессов
Компоненты для автоматизации производственных процессов
Содержание:
Трансформатор тока (ТТ) представляет собой вспомогательный аппарат, предназначенный для включения измерительных приборов и реле в электрические цепи переменного тока. ТТ применяют при измерении больших токов, когда непосредственное включение приборов на полный ток электрической цепи становится невозможным. В таких случаях измеряемый ток с помощью трансформатора тока понижают до значений, соответствующих шкале прибора.
Трансформатор тока (Рисунок 1) как и силовой трансформатор, имеет первичную (1) и вторичную (2) обмотки, расположенные на сердечнике (3), набранном из пластин электротехнической стали. Первичная обмотка включается в разрыв контролируемой электрической цепи, а к вторичной обмотке подключаются последовательно соединенные измерительные приборы и реле, которые являются вторичной нагрузкой трансформатора тока.
Принцип работы трансформатора (Рисунок 2) основан на законе электромагнитной индукции. Рассмотрим процесс преобразования электрического тока подробнее.
При подаче на первичную обмотку переменного напряжения U1 от внешнего источника, по ней начинает протекать первичный ток I1. Ток I1, проходя по виткам первичной обмотки W1, создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф1, изменяющийся с той же частотой, что и ток I1.
Под воздействием переменного магнитного потока сердечника во вторичной обмотке W2 наводится электродвижущая сила (ЭДС) E2 . Под ее воздействием во вторичной цепи, состоящей из вторичной обмотки с полным сопротивлением Z2 и вторичной нагрузки (измерительных приборов и реле) с полным сопротивлением Zн, протекает ток I2. Согласно закону Ленца, этот ток создает противодействующий магнитный поток Ф2.
В результате размагничивающего действия потока Ф2 в сердечнике устанавливается магнитный поток Ф0, равный разности потоков Ф1 и Ф2 и являющийся частью потока Ф1, т. е.:
Этот результирующий поток Ф0, называемый рабочим магнитным потоком, обеспечивает передачу электромагнитной энергии из первичной обмотки во вторичную.
Магнитный поток Ф0 определяет величину ЭДС E2. Ток I2 существует благодаря наличию магнитного потока Ф0, и он тем больше, чем больше Ф0. В то же время, чем больше ток I2, тем больше противодействующий поток Ф2 и, соответственно, меньше Ф0.
При заданных значениях магнитного потока Ф1 и сопротивлений Z2, Zн в системе устанавливаются определенные значения ЭДС E2, тока I2 и магнитного потока Ф2, что обеспечивает равновесие магнитных потоков в сердечнике, описываемое формулой (I).
Важно: Разность магнитных потоков Ф1 и Ф2 не может быть равна нулю, так как в этом случае исчезнет поток Ф0, а значит, не будет ЭДС E2 и тока I2, а следовательно, и потока Ф2. Таким образом, магнитный поток Ф1, создаваемый первичным током I1, всегда больше магнитного потока Ф2, создаваемого вторичным током I2.
В установившемся режиме через первичную и вторичную обмотки протекают мощности S1 и S2 соответственно. Из закона сохранения энергии (если пренебречь потерями) следует, что:
Величина магнитного потока Ф зависит от создающего его тока I и от числа витков обмотки W, по которой он проходит. Произведение тока на число витков называют намагничивающей силой (НС) или магнитодвижущей силой (МДС) и выражают в ампер-витках (ав). Именно МДС ( ) является источником магнитного потока в сердечнике.
Рабочий магнитный поток Ф0, являющийся потоком взаимной индукции для обмоток трансформатора, создается совместным действием МДС F1 и F2 (Рисунок 1 и Рисунок 2). Магнитодвижущие силы взаимно уравновешиваются так же, как и соответствующие им магнитные потоки. Взаимосвязь МДС F1 и F2 поясняется векторной диаграммой, приведенной на Рисунке 3а.
В