¿Cómo diseño un transformador de corriente?

Definiciones:

\ $ A_L \ $: El factor \ $ A_L \ $ de su núcleo.
\ $ N_p \ $: Giros primarios. (Normalmente 1)
\ $ N_s \ $: Giros secundarios. (Normalmente > 50.)
\ $ L_p \ $: Inductancia primaria.
\ $ I_p \ $: pico de corriente primaria.
\ $ \ ell_c \ $: Longitud efectiva del camino magnético del núcleo.
\ $ A_c \ $: Área de sección transversal efectiva del núcleo.
\ $ \ mu_c \ $: Permeabilidad absoluta del núcleo (¡no relativa!).
\ $ B \ $: Densidad de campo magnético.
\ $ R_b \ $: resistencia de carga.
\ $ R_r \ $: Resistencia de carga reflejada. (La resistencia de carga vista desde el lado primario.)
\ $ X_p \ $: reactancia inductiva del lado primario.
\ $ f \ $: Frecuencia de trabajo.

La inductancia del lado primario será

$$ L_p = N_p ^ 2A_L = \ dfrac {N_p ^ 2 \ mu_c A_c} {\ ell_c}. $$

La reactancia del lado primario será

$$ X_p = 2 \ pi f L_p. $$

La resistencia de carga reflejada será

$$ R_r = \ left (\ dfrac {N_p} {N_s} \ right) ^ 2 R_b. $$

Para que funcione su transformador actual, se deben cumplir estas dos condiciones:

• La resistencia de carga reflejada debe ser mucho más baja que la reactancia inductiva del lado primario; es decir \ $ X_p > > R_r \ $. Cuanto menor sea, obtendrá más precisión. Si no es lo suficientemente bajo, no obtendrá señal en la resistencia de carga. ¡Fíjate en la compensación! Si haces suficientes giros secundarios, eso resolverá todo, pero el cable se comportará como una carga y estropeará la precisión; También necesitarás un núcleo más grande. Si conectas una resistencia de carga muy pequeña, de nuevo, perderás precisión porque la resistencia pequeña tendrá un voltaje pequeño y no es fácil medir voltajes pequeños.
• El núcleo no debe saturarse. (\ $ B = \ dfrac {L_pI_p} {N_pA_c} = \ dfrac {N_p \ mu_c I_p} {\ ell_c} \ $ debe ser más pequeño que el nivel de saturación de su núcleo. Generalmente 200mT. Consulte la hoja de datos).

Haga su diseño de acuerdo con estas restricciones.

Tuve el mismo problema hace unas semanas. Lo hice experimentalmente por algunas razones (los núcleos baratos que usé tenían parámetros desconocidos). No recomiendo este método si necesita una buena precisión y / o si conoce parámetros básicos.

Sin embargo, para muchas aplicaciones, un proceso de diseño "simplificado" como este puede ser suficiente. En realidad, a veces puede ser mejor que calcular todo, porque algunas hojas de datos centrales pueden ser imprecisas.

Así que acabo de hacer CT con 200 turnos, pasé 1A actual y medí corriente en secundaria.

Luego creé otro transformador con más giros (agregados proporcionalmente para obtener la corriente secundaria deseada en 1A en el primario).

Después de todo esto, tuve que asegurarme de que el núcleo no se estuviera saturando; estaba aumentando la corriente hasta que la corriente secundaria no aumentaba proporcionalmente a la corriente primaria. En mi caso, esa corriente de saturación fue mucho más alta de lo que necesitaba. Si fuera demasiado bajo, eso significaría que necesito un núcleo más grande.