¿Cómo construir un transformador de corriente de muy bajo costo?

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Estoy construyendo un sistema de monitoreo de energía para el hogar a bajo costo. Quiero ver cuánta energía utiliza el calentador de agua, la bomba de agua grande, el equipo de cocina, los rayos, la computadora. Sería increíble si pudiera medir todas las luces y tomas de mi casa.

Encontré transformadores de corriente relativamente baratos en el mercado local, pero son un poco demasiado caros para un proyecto como este (necesito muchos de ellos).

Necesito algunos rangos de corriente (5A, 10A, 20A). Quiero medir estas corrientes con microcontrolador ADC.

Entonces, la pregunta es:

¿Cómo puedo construir un transformador de corriente de tamaño relativamente pequeño y de bajo costo?

  1. ¿Tiene que ser toroidal, ser pequeño (menos de 2x2x2cm para 20A CT) y barato?

  2. Si tiene que ser toroidal, ¿qué tipo de núcleo puedo usar? Los núcleos de polvo de hierro son muy baratos, ¿puedo usarlo? Puedo comprar núcleos de polvo de hierro (rango AL de 33 a 83). por 0.10EUR.

Sé que los toroides de enrollamiento son complicados, pero tengo algunas habilidades mecánicas y siento que puedo construir una pequeña máquina de enrollar toroides si se requiere toroide para un tamaño pequeño.

Si alguien responde con una respuesta exhaustiva (en forma de howto), lo otorgaré con una gran recompensa (después de 2 días).

    
pregunta Kamil

3 respuestas

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Encuentre los transformadores 'de núcleo de hierro' de menor costo que tienen suficiente espacio dentro de una "ventana" de laminación para permitirle empujar un cable a través de él. Espacio para dos cables aún mejor, pero espacio para uno lo hará.

Inserte un cable aislado a través del orificio para que sea un devanado de 1 giro.
Tuerza los extremos (aislados) uno alrededor del otro para que formen un lazo cerrado alrededor del núcleo.
Dos cables a través de (efectivamente dos vueltas) PUEDEN hacer que sea un poco menos susceptible de perturbaciones por el movimiento del cable. Mayo.

Ahora tienes un transformador actual.

Coloque una resistencia pequeña a través del devanado.
Pase la corriente alterna a través del cable.
Medir voltaje con un medidor.
Ajuste la resistencia para adaptarse.

Un pequeño transformador de potencia debería funcionar bien, pero casi cualquier transformador con núcleo de acero funcionará. Los transistores pequeños de acoplamiento de intersticios de audio con núcleos de acero deberían funcionar, pero más vueltas generalmente darán más voltios por amplificador.

Informe de vuelta.

NB NUNCA he intentado este acuerdo específico, pero estoy seguro de que funcionará.
Podrá calibrar un rango de transformadores ajustando el valor de la resistencia.

Añadido

Diseñar un transformador de corriente:

Short:

Dado un transformador con un solo giro primario, un N giro secundario y una salida deseada de K Volts out por amp in. La resistencia R a través del secundario viene dada por

R = k x N

Tenga en cuenta que la magnetización del núcleo y la saturación son problemas en los casos del mundo real. Para una corriente de entrada de amperios A y 1 giro primario, el núcleo debe admitir giros de magnetización de amperios A sin saturación.

Longer

Los transformadores de corriente pueden parecer mágicos, pero en realidad operan bajo reglas de transformador muy estándar.

Un transformador "normal" (ideal) generalmente tiene un voltaje fijo aplicado que se refleja en la salida pero se multiplica por la relación de vueltas N (Vout = Vin x N) y la corriente de salida se multiplica por 1 / N, por lo que Iout = Iin / N.

Un transformador de corriente no funciona de manera diferente, PERO en lugar de restringir a Vin y dejar que Iin asuma un valor apropiado, en su lugar restringimos Iin y dejamos que Vin asuma que cualquier valor suceda. De hecho, generalmente no nos importa el valor de Vin, nos preocupamos por Vout. Así que configuramos Iin - que es la corriente que se está "midiendo", esto produce Iout = Iin / N, seleccionamos un vresistor de salida para que Iout fluya hacia adentro de modo que Vout tenga un valor deseado para un Iin dado, y luego medimos Vout para establecer qué es Ion. Vin es Vo / N, pero casi nunca se mide.

Dado un transformador con 1 giro primario y N secundarios.
R = resistencia colocada en el secundario para que fluya Iout. Is = Isecondary
p = Iprimary.
N = relación de giros (Turns_in / Turns_out). k = volts deseados a través de R por amp en el primario. R = resistencia en la secundaria.

entonces

Is = Ip / N (acción estándar del transformador).
R = Vs / es
pero Is = Ip / N
Vs = K.Ip donde seleccionamos R para hacer que K = Vout / Iin asuma el valor de nuestra elección.

Establecer Ip = 1 Amp. Is = Ip / N Vs = k
R = Vs / Is = k / (Ip / N) = KN / Ip
Como Ip = 1

R = kN !!! Sorprendentemente simple. es decir, seleccione K = Volts out por Amp in. Seleccione o use la relación de giros disponible N.

Establezca R = k.N = Volts / Amp x relación de rotación

Para encontrar una resistencia en la salida para obtener K voltios por amplificador. V = iR entonces R = V / I. Para Iprim = 1, V sec = k. R = V / isec = VN / Iprim = kN / 1 = kN. | R = Voltios por amp x vueltas.

    
respondido por el Russell McMahon
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Creo que tendrá muchos problemas para obtener un rendimiento suficientemente bueno a 50Hz de un toroide con núcleo de hierro en polvo; la inductancia no será lo suficientemente alta. Es por eso que normalmente se utilizan núcleos de permalloy de cinta.

Si usa un núcleo de hierro en polvo grande (para dar más espacio para enrollar) y coloca varias vueltas a través del primario en lugar de solo una, puede obtener un rendimiento aceptable (5 vueltas le darían 25 veces la inductancia). Comience con sus requisitos (frecuencia mínima, resolución actual mínima) y realice algunos cálculos de diseño de transformadores. La saturación debe ser considerada también.

Si desea utilizar bobinas de núcleo de aire, siempre existe la bobina de Rogowski , que proporciona una salida que puede integrar para dar corriente.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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La compañía "RIB" fabrica combinaciones de CT y CT / relé capaces de medir .25 a 200A, la mayoría son menos de $ 30, Casi todos los suministros eléctricos o electrónicos los tienen, Graybar, Johnstone Supply y Grainger para nombrar algunos de los que están fuera de mi cabeza

    
respondido por el MarcusOreallyis

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