Dựa trên kinh nghiệm trước đây, người ta có thể cho rằng máy biến dòng được coi là bộ phận tiêu chuẩn trong các dụng cụ và thiết bị và luôn được sử dụng để đo dòng điện chính xác. Ngay cả trong điều kiện khí hậu và môi trường khắc nghiệt, thiết bị này cực kỳ chính xác và dễ vận hành, vì vậy hãy để tôi hướng dẫn bạn cách chọn máy biến dòng.
Ví dụ, trong các ứng dụng như chuyển đổi nguồn điện, phát hiện tải dòng động cơ, sử dụng thiết bị chiếu sáng và thiết bị, máy biến dòng thường được sử dụng làm thiết bị điều khiển, bảo vệ mạch và giám sát. Do sản xuất quá nhiều sản phẩm máy biến dòng nên việc lựa chọn một chiếc máy biến dòng như mong muốn đòi hỏi phải xem xét nhiều yếu tố khác nhau. Bài viết này chủ yếu giới thiệu một tập hợp các kỹ thuật lựa chọn-dễ-vận hành, rất có lợi cho việc chọn các thành phần hiệu suất cao-hiệu quả về chi phí trong nhiều ứng dụng. Mặc dù các thành phần có sẵn không đắt tiền nhưng chúng có thể có một số hạn chế về chức năng khi sử dụng. Một số ứng dụng có thể yêu cầu các sản phẩm khác nhau và trong một số trường hợp, có thể cần phải tùy chỉnh hoàn toàn.
Hình 1 Khi lựa chọn máy biến dòng, cần xem xét nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như kích thước, tần số, chức năng và dải dòng điện, v.v.
Dòng điện đầu vào
Hơn nữa, nếu giá trị định mức của một máy biến dòng nhất định cao hơn nhiều so với "dòng điện lấy mẫu" của nó, thì kích thước của thiết bị này chắc chắn sẽ rất lớn, khiến nó trở nên quá đắt cho ứng dụng của nó. Nói chung, việc chọn giá trị định mức của máy biến dòng cao hơn khoảng 30% so với giá trị dự kiến tối đa của "dòng lấy mẫu" của nó là một lựa chọn đúng đắn.
Thứ nhất, khi lựa chọn một máy biến áp đo lường, cần phải xác định và xác minh rõ ràng nhiều tiêu chí, chẳng hạn như kích thước, tần số, chức năng và phạm vi dòng điện được lấy mẫu. Độ chính xác và hiệu quả của nó thực sự phụ thuộc vào các thông số này. Ngoài những-sự đánh đổi có thể xảy ra về độ chính xác của máy biến áp đo lường, nếu dòng điện sử dụng trong quá trình vận hành máy biến đo lường vượt quá tiêu chuẩn dòng điện định mức do nhà sản xuất chỉ định thì nhiệt độ hoạt động của nó sẽ liên tục tăng và không thể kiểm soát được, điều này cuối cùng sẽ dẫn đến hỏng mạch.
Tỷ lệ quay
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng tỷ số quá cao sẽ dẫn đến tăng điện dung phân tán và độ tự cảm rò rỉ, do đó làm giảm độ chính xác của máy biến dòng và hiệu suất của nó ở tần số cao (do tự cộng hưởng). Tuy nhiên, nếu tỷ lệ số quá thấp (có hệ số điện cảm thấp), tín hiệu đầu ra có thể bị biến dạng hoặc "suy giảm" (tín hiệu đầu vào một tầng chắc chắn sẽ bị nghiêng), điều này có thể gây ra sự mất ổn định trong mạch điều khiển và kết quả đo không chính xác.
Tỉ số số vòng dây của các máy biến dòng thông dụng thường dao động từ 1:10 đến 1:1000. Tỷ lệ (r=Nsec/Npri càng cao thì độ phân giải của phép đo dòng điện càng cao.
Hệ số tự cảm và dòng điện kích thích
Để đảm bảo khả năng chịu lỗi tối đa- của máy biến dòng, dòng điện kích thích phải nhỏ hơn vài lần so với biên độ của dòng điện được lấy mẫu. Đối với hầu hết các ứng dụng liên quan đến việc chuyển đổi nguồn điện và những thứ tương tự, nên đặt giá trị tối đa của dòng điện kích thích là 10% dòng điện được lấy mẫu. Ví dụ: nếu một mạch nhất định cần đảm bảo tổn thất tối đa 10% cho dòng điện được lấy mẫu từ 1 đến 20A ở 100kHz thì giá trị tối đa của dòng điện kích thích phải được đặt ở 100mA (bằng 10% giá trị dòng điện được lấy mẫu tối thiểu).
Hệ số tự cảm thứ cấp của máy biến dòng quyết định độ trung thực của tín hiệu đầu ra. Giá trị của hệ số điện cảm tỷ lệ nghịch với dòng điện kích thích, thường được gọi là "dòng điện cảm ứng".
Dòng lấy mẫu 1A sẽ có sai số 10%, trong khi dòng lấy mẫu 20A sẽ có sai số 0,5%. Nếu bảng dữ liệu do nhà sản xuất cung cấp không chỉ ra dòng điện khuyến nghị thì có thể tính toán bằng công thức sau:
e=CLdI/dt
|dI/dt|=e/L
Trong khoảng thời gian này, e đại diện cho điện áp đầu ra của thiết bị (tính bằng vôn), L đại diện cho hệ số điện cảm (tính bằng henries) và |dI/dt| biểu thị tỷ số của dòng điện cảm ứng theo thời gian (tính bằng ampe trên giây).
Điện áp đầu ra và điện trở tải
Điện áp đầu ra (Vo) phải được điều chỉnh càng thấp càng tốt để giảm thiểu tổn thất chèn. Nếu điện áp đầu ra thứ cấp hợp lý nhất cho mạch là 0,5V và dòng điện đầu ra là 20A thì máy biến dòng có tỷ số vòng dây 1:100 sẽ tạo ra dòng điện thứ cấp khoảng 200mA. Như minh họa trong Hình 2, điện trở tải phải là: Ro=Vo/Is=0.5/0.2=2.5Ω.
