Corrente de Inrush do Transformador: Cálculo e Teoria

Quando um transformador de energia é ligadoo lado primário, mantendo aberto o circuito secundário, atua como uma simples indutância. Quando o transformador de energia elétrica opera normalmente, o fluxo produzido no núcleo é em quadratura com a tensão aplicada, como mostrado na figura abaixo.

A onda de fluxo atingirá seu valor máximo, 1/4 ciclo ou ângulo π / 2 depois, atingindo o valor máximo da onda de tensão. De acordo com as ondas mostrando na figura abaixo, no instante em que oa tensão é zero, o valor de estado estacionário correspondente do fluxo deve ser o máximo negativo (ou seja, valor mínimo). Mas não é praticamente possível ter fluxo no instante em que você liga o fornecimento ao transformador. Isso ocorre porque não haverá fluxo ligado ao núcleo antes de ligar o fornecimento. O valor do estado estacionário do fluxo não será alcançado instantaneamente. Embora seja muito rápido do nosso ponto de vista - leva um tempo diferente de zero. A velocidade desse processo depende de quão rápido o circuito pode consumir energia.

Isso ocorre porque a taxa de transferência de energia para umcircuito não pode ser infinito. Assim, o fluxo no núcleo também começará a partir do seu valor zero no momento de ligar o transformador. De acordo com a lei de eletromagnética de Faraday indução a tensão induzida através do enrolamento é dada como e = dφ /dt. Onde φ é o fluxo no núcleo. Portanto, o fluxo será integral do a onda de tensão, que pode ser calculada usando a fórmula abaixo:

Se o transformador estiver ligado no instanteda tensão zero, a onda de fluxo é iniciada da mesma origem que a forma de onda de tensão, o valor de fluxo no final do primeiro meio ciclo da forma de onda de tensão pode ser calculado usando:

Onde φ_m é o valor máximo do fluxo em estado estacionário. O núcleo do transformador é geralmente saturado logo acima do valor máximo de estado estacionário do fluxo. Mas no nosso exemplo, ao ligar o transformador, o valor máximo do fluxo saltará para dobrar seu valor máximo de estado estacionário.

Depois de curso estável valor máximo de fluxo, o núcleo fica saturadoe a corrente necessária para produzir o resto do fluxo é muito alta. Assim, o transformador primário extrairá uma corrente de pico muito alta da fonte. Isto é conhecido como o corrente de irrupção do transformador ou magnetização corrente de irrupção do transformador.

A corrente de partida magnetizante no transformador é acorrente que é afogada por um transformador no momento de energizar o transformador. Essa corrente é de natureza transitória e existe por alguns milissegundos. A corrente de partida pode ser até 10 vezes maior que a corrente nominal do transformador.

Embora a magnitude da corrente de partida seja tão alta, ela geralmente não cria nenhuma falha permanente no transformador, pois existe por um tempo muito pequeno. Mas ainda Corrente de irrupção no transformador de potência é um problema, porque interfere com ooperação de circuitos como eles foram projetados para funcionar. Alguns efeitos de alta inrush incluem interrupções de fusíveis ou disjuntores, bem como arco e falha de componentes do circuito primário, como chaves. A alta corrente de energização magnetizante no transformador também requer o excesso de tamanho dos fusíveis ou disjuntores. Outro efeito colateral de alta inrush é a injeção de ruído e distorção de volta à rede elétrica.