Μετασχηματιστής ρεύματος (CT)

Ο κύριος σκοπός του μετασχηματιστή ρεύματος είναι να παράγει, από το πρωτεύον ρεύμα, ένα αναλογικό δευτερεύον ρεύμα που μπορεί να μετρηθεί αποτελεσματικά ή να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο διαφορετικών κυκλωμάτων. Οι μεγαλύτερες τιμές ρεύματος μπορούν να μετρηθούν αποτελεσματικά.
Οι μετασχηματιστές ρεύματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα συνθετικό κύκλωμα για τη μέτρηση του ρεύματος σφάλματος, λειτουργώντας με την ασφαλή μέτρηση μεγάλων ρευμάτων, συχνά ενόψει των υψηλών τάσεων. Το πρωτεύον τύλιγμα συνδέεται σε σειρά με το ρεύμα της πηγής που πρόκειται να μετρηθεί, ενώ το προαιρετικό τύλιγμα συνδέεται τακτικά με έναν μετρητή, μια αντίσταση μεταφοράς ή επιβάρυνσης για την ενίσχυση μιας τάσης χαμηλού επιπέδου που ενισχύεται για λόγους ελέγχου.

Η ικανότητά του να απομονώνει την υψηλή τάση και το ρεύμα σε χαμηλές τιμές εξασφαλίζει ασφαλή λειτουργία και ασφαλή χειρισμό του εξοπλισμού. Οι μετασχηματιστές ρεύματος προσφέρουν ηλεκτρική μόνωση μεταξύ οργάνων μέτρησης και κυκλωμάτων ισχύος υψηλής τάσης. Έτσι, οι προϋποθέσεις ηλεκτρικής μόνωσης μπορούν να μειωθούν σε προστατευτικά κυκλώματα και όργανα μέτρησης.

Τακτικά, πυρήνες με υψηλή αποτελεσματική διαπερατότητα χρησιμοποιούνται στους μετασχηματιστές ρεύματος για την ελαχιστοποίηση του μαγνητικού ρεύματος και τη μείωση των σφαλμάτων.

Ένας μετασχηματιστής ρεύματος τροφοδοτείται από το ρεύμα που μετρά. Δεν απαιτεί πρόσθετη ισχύ. Επιπλέον, το σήμα εξόδου μιας σάρωσης αξονικής τομογραφίας ενεργοποιεί άμεσα τα ηλεκτρομηχανικά ρελέ. Δεν χρειάζεται επιπλέον ενίσχυση.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος χρησιμοποιούνται ευρέως ως μετασχηματιστές μέτρησης ή προστασίας. Ένα ακόμη πλεονέκτημα του μετασχηματιστή ρεύματος είναι η απλή κατασκευή και η ευκολία εγκατάστασης.

Η τοποθέτηση του μετασχηματιστή ρεύματος θέτει ορισμένα όρια για το σχήμα και το μέγεθος. Ο μετασχηματιστής ρεύματος τοποθετείται μέσα στο κουτί ακροδεκτών του επαγωγικού κινητήρα, γύρω από τον αγωγό φάσης. Αυτό περιορίζει το μέγιστο μέγεθος του πυρήνα του μετασχηματιστή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τύποι σφιγκτήρα για να διευκολύνουν την εγκατάσταση, ώστε ο μετασχηματιστής να μπορεί να εγκατασταθεί χωρίς να αποσυνδέεται ο αγωγός φάσης από το άκρο του κινητήρα.

Διαφορετικά όργανα μπορούν να αντιμετωπιστούν με έναν μόνο μετασχηματιστή. Επιπλέον, τα αποτελέσματα των μετρήσεων δεν επηρεάζονται από τη θερμοκρασία των περιελίξεων ή των μαγνητικών πυρήνων, εάν βρίσκονται εντός αποδεκτών σημείων.

Τα κατεστραμμένα μέρη ενός μετασχηματιστή ρεύματος μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα. Οι μετασχηματιστές ρεύματος έχουν ισχυρή μηχανική αντοχή και συμπαγή σχεδιασμό. Δεν είναι δύσκολο να μεταφερθούν, να αποθηκευτούν και να τοποθετηθούν. Επιπλέον, δεν χρειάζονται συντήρηση καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής τους.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος δεν επιτρέπουν τη μέτρηση σημάτων DC, επομένως δεν μπορούν να είναι κατάλληλοι για ανίχνευση διηλεκτρικής εκκένωσης. Όπως και να έχει, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις μετρήσεις επαγωγικών ρευμάτων και κυματομορφών τάσης με προαιρετική σύνθετη αντίσταση φορτίου. Τα εξωτερικά μαγνητικά πεδία ελάχιστα επηρεάζουν τα αποτελέσματα των μετρήσεων.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος έχουν διαφορετικούς τύπους, για παράδειγμα, διαμορφωτής θήκης, άθροισης, καλωδίου διαχωρισμένου πυρήνα, τριφασικός, ράγας DIN, συμπαγής, εύκαμπτος, υπολειπόμενος με διαιρούμενο πυρήνα και μετασχηματιστής διαφορικού ρεύματος. Αυτό το πλήθος τύπων έχει διάφορες λειτουργίες.

Οι CT μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ευρείες εφαρμογές, για παράδειγμα, παρακολούθηση κυκλώματος διακλάδωσης, ανίχνευση σφαλμάτων υποσταθμού, εκτίμηση ρεύματος για ανίχνευση κινητήρα, μέτρηση βιομηχανικής ηλεκτρικής ενέργειας και έξυπνη μέτρηση ηλεκτρικής ενέργειας.

Με την τυποποίηση των ονομασιών δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή ρεύματος, είναι εφικτό να τυποποιηθούν τα όργανα γύρω από αυτές τις ονομασίες ή αξιολογήσεις και, ως εκ τούτου, υπάρχει μεγάλη μείωση στο κόστος των μετασχηματιστών ρεύματος και των οργάνων.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να οριστεί ως το ρεύμα που αλλάζει περιοδικά το μέγεθός του καθώς και την κατεύθυνσή του σε σχέση με το χρόνο. Μια πλήρης κυματομορφή ενός εναλλασσόμενου ρεύματος απεικονίζει βασικά μια κορυφή και μια κοιλότητα. Εδώ, η κορυφή αντιστοιχεί στη μέγιστη τιμή πλάτους του σήματος, δηλαδή στη μέγιστη τιμή ρεύματος, ενώ η κατώτατη γραμμή αντιστοιχεί στην ελάχιστη τιμή πλάτους του σήματος ή στο ελάχιστο μέγεθος ρεύματος. Ένας μετασχηματιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του εναλλασσόμενου ρεύματος αυξάνοντας ή μειώνοντας το μέγεθός του εντός του συστήματος. Η ρύθμιση των εναλλασσόμενων ρευμάτων βοηθά βασικά στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και στη βελτίωση της απόδοσης του συστήματος.

Η διαδικασία φόρτισης μιας μπαταρίας είναι ένα ακόμη παράδειγμα των εφαρμογών καθημερινής ζωής που χρησιμοποιούν μετασχηματιστές. Η φόρτιση μιας μπαταρίας περιλαμβάνει βασικά τη μεταφορά ηλεκτρονίων από μια ηλεκτρική γεννήτρια στη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας ή στην μπαταρία. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης της μπαταρίας, τα ηλεκτρόνια τείνουν να ρέουν ανεξέλεγκτα και μπορεί να προκαλέσουν ρήξη ή αστοχία της συσκευής, ως εκ τούτου για την προστασία της μπαταρίας και την πρόληψη κάθε είδους ζημιάς στα εξαρτήματα που είναι ενσωματωμένα στο εσωτερικό κύκλωμα της μπαταρίας. απαιτείται να συνδεθεί μεταξύ της μπαταρίας και της πηγής φόρτισης. Εδώ, ο μετασχηματιστής λειτουργεί κυρίως για να ρυθμίζει την τάση και να αποτρέπει τη διαρροή ρεύματος ή τη ροή ρεύματος υπέρτασης μέσω της συσκευής.

Τα εργοστάσια παραγωγής χάλυβα είναι ένα κλασικό παράδειγμα εμπορικών εφαρμογών όπου η χρήση μετασχηματιστών μπορεί να παρατηρηθεί εύκολα. Η διαδικασία κατασκευής χάλυβα περιλαμβάνει βασικά την τήξη, τη συγκόλληση, τη χύτευση και την ψύξη της πρώτης ύλης. Για την τήξη και τη συγκόλληση των στοιχείων, απαιτείται ρεύμα σημαντικά μεγάλου μεγέθους. ενώ, για την ψύξη των στοιχείων, είναι επιθυμητή μια συγκριτικά χαμηλότερη τιμή ρεύματος. Για να επιτευχθεί αυτή η συχνή ρύθμιση του ρεύματος σε όλη τη διαδικασία κατασκευής, χρησιμοποιούνται γενικά μετασχηματιστές υψηλής τάσης. Στην περίπτωση των βιομηχανιών κατασκευής χάλυβα, οι μετασχηματιστές τείνουν να αυξάνουν ή να μειώνουν τις τιμές τάσης σε διαφορετικά σημεία του κυκλώματος και βοηθούν τον χρήστη να παράγει όσο ρεύμα απαιτείται.

Η ηλεκτρόλυση είναι μια εφαρμογή χημικής μηχανικής που συνήθως χρησιμοποιεί μετασχηματιστές για τη βασική λειτουργία της. Με απλά λόγια, η διαδικασία της ηλεκτρόλυσης μπορεί να οριστεί ως μια μέθοδος διαχωρισμού ενός ομοιογενούς ή μη ομοιογενούς συνδυασμού στοιχείων και ενώσεων με διάσπαση των ιοντικών ουσιών σε απλούστερες ουσίες. Η ηλεκτρόλυση γενικά περιλαμβάνει την υποβολή των ουσιών του δείγματος σε ένα σύνολο χημικών αντιδράσεων και τη διοχέτευση ηλεκτρικής ενέργειας μέσω του διαλύματος της ουσίας του δείγματος. Οι χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης από την αρχή μέχρι το τέλος απαιτούν μια ρυθμισμένη ροή ρεύματος που μπορεί εύκολα να επιτευχθεί με τη βοήθεια μετασχηματιστών.

Ένας μετασχηματιστής ήχου είναι μια ηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται γενικά για την παροχή απομόνωσης στα σήματα που ρέουν μέσα από τα κυκλώματα καθώς και για την αντιστοίχιση των τιμών της σύνθετης αντίστασης της πηγής και του φορτίου. Οι μετασχηματιστές ήχου χρησιμοποιούνται γενικά σε εξοπλισμό ήχου, όπως μικρόφωνα, μεγάφωνα, ενισχυτές ήχου κ.λπ. Αυτοί οι τύποι μετασχηματιστών έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να λειτουργούν μόνο με τα σήματα που εμπίπτουν στην περιοχή του ακουστικού σήματος, δηλαδή τα σήματα των οποίων οι τιμές συχνότητας είναι μεταξύ 20 Hz έως 20KHz ή απλά τα σήματα που ακούγονται σωστά σε έναν άνθρωπο μέσης ηλικίας. Ένας μετασχηματιστής ήχου μπορεί επίσης να παρέχει φιλτράρισμα στο σήμα εισόδου εξαλείφοντας τα ανεπιθύμητα σήματα ή τα σήματα θορύβου.

Όταν ένας μετασχηματιστής χρησιμοποιείται σε μορφή ξηρού αέρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει ένα αποτέλεσμα ψύξης. Αυτή η ιδιότητα των μετασχηματιστών να παράγουν ένα αποτέλεσμα ψύξης μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί στα ψυγεία για να διατηρούνται τα τρόφιμα κρύα και φρέσκα. Εκτός από την ψύξη, οι μετασχηματιστές που χρησιμοποιούνται σε ψυγεία και άλλες συναφείς εφαρμογές παρέχουν επίσης την απαραίτητη ρύθμιση τάσης για την αποφυγή ανισορροπίας του ρεύματος υπέρτασης και της τάσης, διασφαλίζοντας έτσι την ασφάλεια της συσκευής. Επίσης, οι μετασχηματιστές βοηθούν στη διατήρηση της ψύξης των ψυγείων για κάποιο χρονικό διάστημα ακόμη και μετά την απότομη διακοπή της παροχής ηλεκτρικού ρεύματος.

Τα κλιματιστικά τείνουν να αποτελούν ένα ακόμη παράδειγμα των καθημερινών εφαρμογών που χρησιμοποιούν μετασχηματιστές για τις γενικές τους λειτουργίες Ορισμένες βασικές λειτουργίες ενός κλιματιστικού που εκτελούνται από έναν μετασχηματιστή περιλαμβάνουν τη μετατροπή του μεγέθους της τάσης που παρέχεται από την πλακέτα κυκλώματος στη μονάδα AC στη βέλτιστη τιμή που επιθυμεί ο χρήστης, επιτρέποντας τη λειτουργία του κλιματιστικού και του ανεμιστήρα ταυτόχρονα, ελέγχοντας το μέγεθος της ισχύος που ρέει μέσω του κυκλώματος ανάλογα με την τρέχουσα ανάγκη, κ.λπ. Με παρόμοιο τρόπο θέρμανση, εξαερισμός και αέρας Οι συσκευές κλιματισμού χρησιμοποιούν επίσης μετασχηματιστές για να διευκολύνουν τη λειτουργία τους, να βελτιώσουν τη λειτουργία τους και να βελτιστοποιήσουν την κατανάλωση ενέργειας.

Τα κυκλώματα σταθεροποιητών τείνουν να αποτελούν ένα ακόμη παράδειγμα των πραγματικών εφαρμογών που χρησιμοποιούν μετασχηματιστές. Ένα κύκλωμα σταθεροποιητή συνδέεται γενικά σε ηλεκτρικές συσκευές που λειτουργούν με υψηλές τιμές ρεύματος ή τάσης για λόγους ασφάλειας και ασφάλειας. Η κύρια λειτουργία ενός κυκλώματος σταθεροποιητή είναι να παίρνει το σήμα εισόδου από την οικιακή παροχή ρεύματος και να παράγει ένα σήμα εξόδου που είναι περίπου ίσο με τις ιδανικές ηλεκτρικές απαιτήσεις του συστήματος. Μια ηλεκτρική συσκευή που λειτουργεί μέσω ενός κυκλώματος σταθεροποιητή έχει συγκριτικά λιγότερες πιθανότητες να υποστεί βλάβη ή ρήξη. Για τη συχνή διαμόρφωση και έλεγχο της στάθμης τάσης ή ρεύματος μέσω της συσκευής ή του gadget, χρησιμοποιείται γενικά ένας αυτομετασχηματιστής στο εσωτερικό κύκλωμα του σταθεροποιητή. Ο μετασχηματιστής τείνει να ανεβάζει ή να μειώνει αυτόματα την τιμή της τάσης ή του ρεύματος σε περίπτωση που η τάση ή το ρεύμα που διέρχεται από το κύκλωμα πέσει ψηλά ή χαμηλά, συγκρίνοντάς το με την ιδανικά απαιτούμενη τιμή ρεύματος ή τάσης.