Када се у трансформаторима јавља струја магнетизације?

Услови магнетизирајућег удара се такође јављају на много вишој фреквенцији него кратки спојеви, тако да је овај феномен вредан истраживања.

Размотрите шта се дешава када први пут укључите једнофазни трансформатор. Магнетни флукс у језгру је једнак интегралу напона побуде.

Ако је коло затворено када напон прође кроз нулу и почетни флукс је нула, синусоидни флукс ће бити потпуно померен од нуле. Вршна вредност флукса пуног померања је двоструко већа од вршне вредности симетричног синусног флукса. Другим речима, вршни флукс таласа пуног померања може бити скоро двоструко већи од нормалног вршног флукса, што је обично довољно да доведе језгро у засићење.

У овом тренутку, једина ствар која ограничава струју магнетизације је импеданса ваздушног језгра намотаја, која је за редове величине мања од нормалне импедансе магнетизације.

Стога је током полупериода засићења језгра, струја поља много већа од нормалне струје поља. Током супротног полупериода, језгро више није засићено и струја поља је приближно једнака нормалној струји поља.

Ситуација је још екстремнија када постоји резидуални флукс у језгру и смер резидуалног флукса је исти као и смер померања синусоидног таласа флукса. Као што је приказано на слици 2 испод. Треба напоменути да су слике 1 и 2 приказане на различитим скалама струје, тако да је вршна струја приказана на слици 2 заправо много већа од вршне струје приказане на слици 1.

02 Вршна вредност побудног удара

Да би се пронашла вршна ударна струја ограничена само реактансом ваздушног језгра, погодно је израчунати индуктивност намотаја користећи cgs јединице:

овде:

N – број намотаја калема

Amt – Површина унутар средњег пречника калема, cm2

l – аксијална дужина калема, цм

L – индуктивност калема, μH

Флукс који производи индуктор φL једнак је резидуалном флуксу плус двострука промена нормалног флукса минус флукс засићења, пошто је флукс засићења у гвожђу. Али φL је повезан са индуктивношћу и струјом:

Стога се вршна ударна струја изражава у cgs систему јединица на следећи начин:

овде:

Ipeak у амперима и

φr – резидуални флукс

φn – нормална промена магнетног флукса

φs – флукс засићења

Ако у колу не би било отпорника, сваки наредни врх би имао исту вредност, а удар струје би се настављао унедоглед. Међутим, у присуству отпора у колу, пад напона на отпорнику ће бити велики и пораст флукса не мора бити толико висок као у претходном циклусу.

Интеграл пада напона представља нето смањење магнетног флукса потребног за подршку примењеног напона. Пошто је пад напона i×R увек у истом смеру, сваки циклус смањује потребни магнетни флукс. Када вршна вредност магнетног флукса падне испод вредности засићења језгра, ударна струја нестаје. Брзина опадања није експоненцијална, иако је слична експоненцијалној струји опадања.

Важно! Код великих трансформатора снаге, ударна струја може трајати неколико секунди пре него што на крају нестане.

Реактанса линије има ефекат смањења вршне ударне струје једноставним додавањем индуктивности индуктивности ваздушном језгру намотаја. Постоји дефинитивна веза између ударне струје и струје кратког споја, јер су обе повезане са индуктивношћу ваздушног језгра намотаја.

Запамтите да кратки спојеви имају тенденцију да потисну флукс из језгра.

Правило! Генерално, правило је да је вршна струја магнетизације мало изнад 90% вршне струје кратког споја. Међутим, магнетна сила изазвана струјом магнетизације је обично много мања од силе кратког споја. Пошто свака фаза садржи само један намотај, не постоји магнетно одбијање између намотаја.

Читав проблем анализе струја магнетизације постаје тежи када су у питању трофазни трансформатори. То је зато што су фазни углови побудних напона удаљени 120°, постоји интеракција струје и напона између фаза, а три пола прекидача нису затворена тачно у исто време.

Међутим, може се са сигурношћу рећи да је вршна струја убацивања трофазног трансформатора близу нивоа струје кратког споја.

Једна од занимљивих карактеристика струја магнетизације јесте велики удео парних хармоника јер су струје потпуно поништене. Парни хармоници се такође ретко срећу у колима снаге.

03 Ток емпатије

Постоји и феномен познат као „симпатичко укључивање“, код којег претходно напајани трансформатор показује изненадну промену струје када се укључи оближњи трансформатор. Симпатички пренапон је узрокован променом напона у мрежи изазваном струјом укључивања другог трансформатора.