Transformator-Einschaltstrom: Berechnung und Theorie

Wenn ein Energietransformator von eingeschaltet wirdWährend die Sekundärseite der Primärseite offen bleibt, wirkt sie als einfache Induktivität. Wenn der elektrische Transformator normal läuft, ist der im Kern erzeugte Fluss bei angelegter Spannung in Quadratur, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Flusswelle erreicht später ihren Maximalwert, 1/4 Zyklus oder den Winkel π / 2, und erreicht den Maximalwert der Spannungswelle. Wie in den Wellen gezeigt in der nachstehenden Abbildung zu dem Zeitpunkt, an dem dieSpannung gleich Null ist, sollte der entsprechende stationäre Wert des Flusses das negative Maximum sein (d. h. minimaler Wert). Es ist jedoch praktisch nicht möglich, den Fluss zu haben, sobald Sie die Stromversorgung des Transformators einschalten. Dies liegt daran, dass vor dem Einschalten der Versorgung kein Fluss mit dem Kern verbunden ist. Der stationäre Wert des Flusses wird nicht sofort erreicht. Obwohl dies aus unserer Sicht sehr schnell ist, dauert es nicht null. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt davon ab, wie schnell die Schaltung Energie verbrauchen kann.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Energieübertragung auf a erfolgtSchaltung kann nicht unendlich sein. Der Fluss im Kern beginnt also zum Zeitpunkt des Einschaltens des Transformators mit seinem Nullwert. Nach dem Faradayschen Gesetz über elektromagnetische Induktion die über die Wicklung induzierte Spannung ist gegeben als e = dφ /dt. Dabei ist φ der Fluss im Kern. Daher wird der Fluss ganzheitlich sein von die Spannungswelle, die mit der folgenden Formel berechnet werden kann:

Wenn der Transformator im Moment eingeschaltet istder Spannung Null wird die Flusswelle aus demselben Ursprung wie die Spannungswellenform initiiert, der Flusswert am Ende des ersten Halbzyklus der Spannungswellenform kann berechnet werden unter Verwendung von:

Wo φ_m ist der Maximalwert des stationären Flusses. Der Transformatorkern ist im Allgemeinen knapp oberhalb des maximalen stationären Flusswerts gesättigt. In unserem Beispiel jedoch springt der Maximalwert des Flusses beim Einschalten des Transformators auf das Doppelte seines stationären Maximalwerts.

Nach dem Gleichgewichtszustand Maximalwert des Flusses wird der Kern gesättigtund der zur Erzeugung des restlichen Flusses erforderliche Strom ist sehr hoch. Die Primärwicklung des Transformators zieht also einen sehr hohen Spitzenstrom aus der Quelle. Dies ist bekannt als Transformator-Einschaltstrom oder Einschaltstrom magnetisieren des Transformators.

Magnetisieren des Einschaltstroms im Transformator ist dasStrom, der von einem Transformator zum Zeitpunkt des Einschaltens des Transformators ertränkt wird. Dieser Strom ist in der Natur vorübergehend und existiert nur wenige Millisekunden. Der Einschaltstrom kann bis zu zehnmal höher sein als der normale Nennstrom des Transformators.

Die Stärke des Einschaltstroms ist zwar so hoch, verursacht jedoch im Allgemeinen keinen permanenten Fehler im Transformator, da er nur für sehr kurze Zeit besteht. Aber dennoch Einschaltstrom im Transformator ist ein Problem, weil es das störtBetrieb von Stromkreisen, wie sie funktionieren sollen. Zu den Auswirkungen eines hohen Einschaltstroms zählen unliebsame Unterbrechungen von Sicherungen oder Unterbrechern sowie Lichtbogenbildung und Ausfall von Komponenten des Primärkreises, z. B. Schalter. Ein hoher Magnetisierungs-Einschaltstrom im Transformator erfordert auch eine Überdimensionierung von Sicherungen oder Unterbrechern. Ein weiterer Nebeneffekt eines hohen Einschaltstroms ist die Einspritzung von Rauschen und Verzerrung in das Netz.

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