16 200 subscribers

Как противо-ЭДС влияет на пусковой ток трансформатора?

544 full reads
936 story viewsUnique page visitors
544 read the story to the endThat's 58% of the total page views
3,5 minutes — average reading time

Коллеги, предлагаю разобраться с одним вопросом. В оборудовании стоял трансформатор 220/24 В, питающий вторичные цепи. Периодически в первичке выбивал 2п автомат С6. Не смотря на то, что рабочий ток первички был около 1 А.

То есть, схема была примерно такая:

Схема питания трансформатора
Схема питания трансформатора

Вся нагрузка трансформатора - индуктивная (контакторы, соленоиды, муфты/тормоза на АС и DC 24V).

Ток измеряли клещами.

Повышать номинал АВ не стали, т.к. нужна какая-то защита. Возникла мысль, что во всём виноват пусковой ток.

Поставили АВ D4 – проблема ушла.

Такой:

Как противо-ЭДС влияет на пусковой ток трансформатора?

Вопрос возник у одного уважаемого мною комментатора, который поднял эту тему в обсуждении статьи

Там я утверждаю, что "Бывают пусковые токи, вызванные индуктивными нагрузками (там работает непредсказуемая противо-ЭДС). Но они в быту не почти встречаются."

Теория: противо-ЭДС и ток через индуктивность

Давайте разбираться, как может выбивать автомат на входе трансформатора.

Трансформатор для источника питания - это катушка индуктивности с сердечником.

Индуктивность это свойство, которое замедляет рост тока, то-есть препятствует быстрому росту тока, а у вас что-то другое с противоположным действием? Думаю, что противоположным свойством обладает ёмкость, верно? И когда на входе по питанию стоит емкость, это приводит к пусковому току, то тут всё понятно.

Индуктивность это такое свойство проводника с током, чем дольше катушка с проводом препятствует росту тока при замыкании цепи, тем выше её индуктивность (или наоборот).
Думаю, когда-то давно, люди проводили опыты с электричеством и заметили такое свойство, назвали его индуктивностью, позже описали численно и стали использовать это свойство в своих изобретениях. Наверно ещё позже, Максвелл вывел свои уравнения. После этого люди стали лучше и глубже понимать электромагнитные взаимодействия.

Непонятно, от чего мог выбивать автомат в момент включения понижающего трансформатора, неужели из-за индуктивности первичной обмотки?

Что такое противоЭДС, можно почитать в википедии, а я расскажу своими словами и приведу примеры.

Да, индуктивность противодействует изменению тока за счет выработки ЭДС с противоположным знаком.

Из-за противоЭДС сгорают транзисторы и контакты реле, которые коммутируют питание индуктивной нагрузки. В случае с постоянным током параллельно нагрузке включают диод в обратной полярности.

Но это напряжение. А как же ток, который может отключить автомат?

Тут нужно рассмотреть накопление магнитной энергии в трансформаторе. При выключении в трансформаторе накапливается магнитная энергия (остаточная намагниченность сердечника), величина и знак которой зависят (в частности) от фазы напряжения первичной обмотки в момент выключения.
При включении эта энергия взаимодействует с энергией источника питания. Ток в первичной обмотке в момент включения из-за этого может быть и значительно меньше номинального, и больше. Как повезёт.

Но сердечник имеет крайне малую остаточную намагниченность, поскольку изготавливается из магнитомягкого материала. То есть, эффекта "памяти", в отличие например от постоянного магнита или магнитной ленты.

Но видимо её хватает для этого эффекта.

Примерно такой трансформатор
Примерно такой трансформатор

Как возникает пусковой ток трансформатора

А проявления эффекта "памяти" будет заключаться в следующем.

Если сердечник был намагничен в одну сторону, ток отключили, намагниченность по любому останется. Когда ток включили он может протекать условно в том же направлении что и при отключении.

В этом случае ведь сердечник не будет перемагничиваться, и не будет влиять на ток в катушке...

Следовательно, на мгновение катушка будет "как бы без сердечника".

Мне это почему-то ассоциируется с моментом включения контактора, он ведь в этот момент наполовину без сердечника. Интересно посмотреть на осциллограмму тока в катушке в момент включения. Но тут наоборот - как известно, для включения контактора нужен бОльший ток и напряжение, чем для его удержания.

Как подключают трансформаторы обычно?

Я проанализировал подключение трансформаторов в разном пром.оборудовании.

Производители знают об этой проблеме, поэтому подключение трансформаторов делают так:

  • через автоматы заведомо большого номинала,
  • через предохранители,
  • не используют трансформаторы, вместо них - электронные источники питания с низким пусковым током и cos fi.

Асинхронный двигатель - некоторое сходство

Этот эффект как-то связан с режимом работы асинхронного двигателя в качестве генератора. Остаточное магнитное поле ротора может произвести ЭДС, достаточное для зарядки конденсатора. Вследствие этого возникает эффект самовозбуждения, что делает возможным переход двигателя в режим генерации электроэнергии. Непрерывность этого процесса обеспечивает конденсаторная батарея, подпитывающаяся от произведенного тока.

По генераторному режиму асинхронника было большое обсуждение в комментариях к статье:

Согласен со многими комментаторами, которые уже занесли руки над клавиатурой, начиная писать хейтерские слова "Аффтар, учи физику!"

Но возможно найдется человек, который приведёт в порядок мои мысли насчет пускового тока трансформатора. Буду благодарен.

------------------------------------

Статья заинтересовала? Лайк, подписка, комментарий!

СамЭлектрик.ру
СамЭлектрик.ру

Подписывайтесь на Дзен СамЭлектрик.ру и заходите на блог www.SamElectric.ru !

Внимание! Автор не гарантирует, что всё написанное на этой странице - истина. За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!

Пожалуйста, будьте вежливы и уважайте мнение автора и читателей!

#электрика #подключение #электромонтаж #подключение