Makinenizi Çalıştıran Küçük Transformatör: Neden Watt Olarak Değil, Ani Akıma Göre Boyutlandırılmıştır

Bir arabadaki marş motorunu düşünün. Motor çok az bir güçle rölantide çalışıyor, ancak anahtarı çevirdiğiniz anda marş motoru saniyenin çok küçük bir kısmı için büyük bir akımı yutuyor . Endüstriyel bir makinenin kontrol devresi de aynı hikayedir. Neredeyse her konveyörün, CNC makinesinin, asansörün ve HVAC panelinin içinde, kontaktörleri, röleleri, solenoidleri ve PLC'yi çalıştırmak için tesisin 480 V'unu (veya 240 V / 600 V) güvenli bir 24 V veya 120 V'ye düşüren küçük bir kontrol transformatörü bulunur. Ancak bir kontaktör kapandığı anda, birkaç on milisaniye boyunca transformatöre normal akımının birçok katı bir darbe vurur ve yanlış boyutlandırılmış bir transformatör, voltajın o kadar kötü düşmesine neden olur ki diğer röleler de serbest kalır. Bu sessiz küçük cihaz, yanlış kullanıldığında tüm üretim hattını kapatabilir.

Prensip ve türleri

Bir kontrol transformatörü, sıradan elektromanyetik indüksiyon üzerine inşa edilmiş bir izolasyon transformatörüdür : tesis veriyolundaki bir birincil sargı, bir dönüş oranı aracılığıyla kontrol voltajını ileten bir ikincil sargı. Onu genel amaçlı bir düşürücü üniteden ziyade bir kontrol transformatörü yapan şey, nasıl üretildiğidir - daha ağır ikincil iletkenler ve aşırı voltaj düşüşü olmadan tekrarlanan kısa şiddetli ani patlamalara dayanacak şekilde ayarlanmış bir çekirdek. Bu bir voltaj regülatörü değildir ; çıktı basitçe giriş oranının dönüş oranı çarpıdır.

Yaygın değişkenler: açık (şasi) ve kapsüllenmiş sargılar; voltaj esnekliği için tek veya çift birincil ve tek veya çift ikincil; sigorta bloklu veya sigorta bloksuz. Güç kaynakları için doğrusal bir kontrol transformatörü IEC 61558-2-2:2022 kapsamına girerken bunun yerine anahtarlamalı mod ünitesi IEC 61558-2-16'ya aittir.

Mühendis için — seçim kriterleri. Boyutu iki sayı belirler:

Kapalı (sürekli) VA = enerji verilen her yükün toplamı (röleler, PLC beslemesi, pilot ışıklar). Ani Akım VA = cihazın en büyük başlatma dalgalanması. Kontaktörler ve solenoid bobinler, yaklaşık 0,2-0,4'lük düşük bir güç faktöründe, 30-50 ms boyunca normal akımlarının 3-10 katını çekerler (Rockwell ve AutomationDirect, %40 varsayılmasını önerir).

Gerekli VA = en büyük ani akım VA + diğer her şeyin kapalı VA'sı ve diğer bobinlerin kabaca %85'lik tutma gerilimlerinin üzerinde kalması için ani gerilim düşüşünü % 5–10'da tutmalısınız. Bir sonraki standart NEMA boyutunu seçin: 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 500, 750, 1000 VA. Besleme ±%5 oranında salınım yaparsa, boyut %90 ikincil sütundan; ±%10 → %95 sütunu. Genleşme ve termal değer kaybı için daima ~%20–25 yedek bırakın.

Standartlar. IEC 61558-2-2:2022 (3. baskı, 2007'nin yerine geçen), kontrol transformatörleri ve bunları içeren güç kaynağı üniteleri için özel güvenlik gerekliliklerini ve testleri belirler - kuru tip, besleme ≤ 1000 V AC, ≤ 500 Hz, ≤ 25 kVA tek fazlı / 40 kVA çok fazlı - ve IEC'yi tamamlar 61558-1:2017 . Kuzey Amerika'da NEMA ICS 2, UL 508A ve NEC Madde 430.72 de geçerlidir.

Uygulama örneği

Bir motor kontrol panelinde şunlar bulunur: 3× NEMA Boyut 1 kontaktör (her biri 15 VA mühürlü / 150 VA ani akım), 1× NEMA Boyut 2 kontaktör (25/250), 6 pilot ışığı (3 VA), 4 röle (5 VA), 2 zamanlayıcı (8 VA). En kötü durum: Boyut-2 kontaktörü, diğer her şey kapalıyken devreye girer. Gerekli VA = 250 + (3×15) + (6×3) + (4×5) + (2×8) = 349 VA . %25 marjla → 436 VA → standart bir 500 VA kontrol transformatörü seçin. İsim plakası sabit yükün yalnızca yaklaşık iki katıdır, ancak 24 V veriyolunu tutmanın altına sarkmadan 250 VA'lık bir ani akımdan geçmesi gerekir.

Yaygın yanlış kanı/eğlenceli gerçek

Yanlış kanı: "Bu sadece küçük bir düşürücü transformatör; watt'ı toplayın." Yanlış. Boyutu, kararlı durum toplamı değil, kontaktörün ani akımı belirler; bunu görmezden gelirseniz, büyük bir kontaktöre her enerji verildiğinde rahatsız edici kesintiler yaşarsınız. Ve bir kontrol transformatörü voltajı düzenlemez ; "iyi düzenleme" yalnızca yüksüz durumdan tam yüke kadar küçük bir düşüş anlamına gelir.

Eğlenceli gerçek: VA etiketi sürekli derecelendirmedir. Aynı 500 VA kontrol transformatörü, tamamen kontaktörün başlangıç ​​yutkunmasını absorbe etmek için tipik olarak düşük ani güç faktöründe kısa süreliğine 2000-5400 VA civarında olmak üzere bunun birkaç katını verecek şekilde derecelendirilmiştir. Aslında, sabit yük için kasıtlı olarak fazla inşa edilmiştir.