Com base na experiência passada, pode-se supor que os transformadores de corrente são considerados um componente padrão em instrumentos e equipamentos e são sempre usados para medir correntes precisas. Mesmo sob condições climáticas e ambientais adversas, este instrumento é extremamente preciso e fácil de operar, então deixe-me ensiná-lo como escolher transformadores de corrente.
Por exemplo, em aplicações como comutação de fontes de alimentação, detecção de carga de corrente de motor, iluminação e uso de instrumentos, os transformadores de corrente são tradicionalmente utilizados como dispositivos de controle, proteção de circuito e monitoramento. Devido à superprodução de produtos de transformadores de corrente, a escolha do transformador de corrente desejado requer a consideração de vários fatores. Este artigo apresenta principalmente um conjunto de técnicas de seleção fáceis de-de{3}}operar, que são muito benéficas para selecionar componentes de alto-custo{4}}efetivos e de alto desempenho em muitas aplicações. Embora os componentes-prontos para uso- sejam baratos, eles podem ter algumas limitações funcionais em uso. Algumas aplicações podem exigir produtos diferentes e, em alguns casos, pode ser necessária uma personalização completa.
Figura 1 Ao selecionar um transformador de corrente, vários fatores precisam ser considerados, como tamanho, frequência, função e faixa de corrente, etc.
Corrente de entrada
Além disso, se o valor nominal de um determinado transformador de corrente for muito superior à sua “corrente de amostragem”, então o tamanho deste equipamento será inevitavelmente muito grande, tornando-o demasiado caro para a sua aplicação. De modo geral, é uma escolha correta selecionar o valor nominal do transformador de corrente para ser aproximadamente 30% superior ao valor máximo esperado de sua “corrente de amostragem”.
Em primeiro lugar, ao selecionar um transformador de instrumento, vários critérios precisam ser claramente definidos e verificados, como tamanho, frequência, função e faixa de corrente amostrada. Sua precisão e eficiência dependem, na verdade, desses parâmetros. Além de possíveis compensações-na precisão do transformador de instrumento, se a corrente usada durante a operação do transformador de instrumento exceder o padrão de corrente nominal especificado pelo fabricante, sua temperatura operacional aumentará continuamente e não poderá ser controlada, o que eventualmente levará à falha do circuito.
Razão de giro
No entanto, vale a pena notar que uma relação numérica excessivamente alta levará a um aumento na capacitância distribuída e na indutância de fuga, reduzindo assim a precisão do transformador de corrente e seu desempenho em altas frequências (devido à auto-ressonância). No entanto, se a relação numérica for muito baixa (com um coeficiente de indutância baixo), o sinal de saída poderá apresentar distorção ou "degradação" (o sinal de entrada de estágio único ficará definitivamente inclinado), o que pode causar instabilidade no circuito de controle e resultados de medição imprecisos.
A relação do número de voltas dos transformadores de corrente comuns geralmente varia de 1:10 a 1:1000. Quanto maior a proporção (r=Nsec/Npri), maior será a resolução da medição atual.
Coeficiente de indutância e corrente encorajadora
Para garantir a capacidade máxima-de tolerância a falhas do transformador de corrente, a corrente de excitação deve ser várias vezes menor que a amplitude da corrente amostrada. Para a maioria das aplicações que envolvem fontes de alimentação chaveadas e similares, é aconselhável definir o valor máximo da corrente de excitação como 10% da corrente amostrada. Por exemplo, se um determinado circuito precisa garantir uma perda máxima de 10% para uma corrente amostrada de 1 a 20A a 100kHz, então o valor máximo da corrente de excitação deve ser definido em 100mA (que é 10% do valor mínimo da corrente amostrada).
O coeficiente de indutância secundário do transformador de corrente determina a fidelidade do sinal de saída. O valor do coeficiente de indutância é inversamente proporcional à corrente de excitação, que é comumente referida como "corrente induzida".
A corrente de amostragem de 1A terá um erro de 10%, enquanto a corrente de amostragem de 20A terá um erro de 0,5%. Caso a ficha técnica fornecida pelo fabricante não indique a corrente recomendada, ela poderá ser calculada usando a seguinte fórmula:
e=CLdI/dt
|dI/dt|=e/L
Nesse período, e representa a tensão de saída do equipamento (em volts), L representa o coeficiente de indutância (em henries) e |dI/dt| representa a relação entre a corrente induzida e o tempo (em amperes por segundo).
Tensão de saída e resistência de carga
A tensão de saída (Vo) deve ser ajustada o mais baixo possível para minimizar a perda de inserção. Se a tensão de saída secundária mais razoável para um circuito for 0,5V e a corrente de saída for 20A, então um transformador de corrente com relação de espiras de 1:100 gerará aproximadamente 200mA de corrente secundária. Conforme mostrado na Figura 2, a resistência da carga deve ser: Ro=Vo/Is=0.5/0.2=2.5Ω.
