Пусковой ток трансформатора

[cimon]

Бросте заниматься ерундой,осцилоскопы и т.д. причина банальна, высокое напряжегние + недомотанный транс.

[mtit]

высокое напряжегние + недомотанный транс.

Тогда ЛАТР надо попробовать. Помоему 10 Амперные ЛАТРы - довольно распространённое явление. Плавненько так повышать напряжение - оно и видно будет: домотанный или недомотанный трансформатор.

[KREN]

Уважаемый Алекс54!
На осцилографе Вы наблюдали абсолютно нормальную картину. Но Вы не имели возможности наблюдать, в какой точке периода Ваш трансформатор подключался к сети. Для этого понадобится Двух-лучевой осцилограф. Первый канал нужно подключить к напряжению сети, а второй к датчику тока. Синхронизироваться нужно будет по напряжению сети. В установившемся режиме, Вы сами увидите, что ток отстаёт от напряжения на угол 90 градусов, или на четверть периода, т.е. когда напряжение проходит четез ноль, ток проходит через максимум, а когда напряжение проходит через максимум, ток проходит через ноль. Поэтому, чтобы избежать броска тока, нужно подключать трансформатор в момент максимального значения напряжения сети. Чем больше будет отклонение от максимального значения напряжения, тем шире будет токовый скачёк и, соответственно, больше величина броска тока.

[Starichok51]

В установившемся режиме, Вы сами увидите, что ток отстаёт от напряжения на угол 90 градусов, или на четверть периода, т.е. когда напряжение проходит четез ноль, ток проходит через максимум, а когда напряжение проходит через максимум, ток проходит через ноль.

вот именно, что в установившемся режиме!

Поэтому, чтобы избежать броска тока, нужно подключать трансформатор в момент максимального значения напряжения сети

а в момент подключения еще нет установившегося режима. и ноль тока будет при нуле напряжения.

[mikaleus]

Уважаемый KREN подключать индуктивную нагрузку лучше при нулевом напряжении (в момент перехода через 0), а отключать обязательно нужно в момент перехода через ноль тока. Такими свойствами обладают оптосимисторы с включением в момент перехода через 0 напряжения (реальное включение происходит при 20 В), а отключается симистор когда ток через него будет меньше тока удержания.
Почему? При нулевом напряжении будет нулевой ток - дальше с ростом напряжения ток растёт, но все больше отстаёт от напряжения, но если Вы включите нагрузку не при нулевом напряжении, то ничего страшного не произойдёт... Но при включении на максимуме напряжения возникший переходной процесс может задрать ток больше, чем хотелось при пуске... Это касаемо индуктивной нагрузки с более-менее линейной характеристикой (обычно зазор в стали).
Но совершенно по другому ведёт себя индуктивность с сердечником без зазора с широкой петлёй гистерезисом. При работе такой индкутивности говорить о том, что ток отстаёт по фазе не приходится. Так как присутствуют высшие гармоники, то можно говорить о том, что отстаёт по фазе первая гармоника тока.
Следует отметить, что торроидальный трансформатор - ЭТО нелинейная индуктивность (нет зазора), имеющая зависимость от "истории" включений-выключений (это и есть ГИСТЕРЕЗИС).
Если направление тока, который формирует магнитный поток, совпадает с направлением остаточной намагниченности, то индуктивность будет мала, и при включении при любом напряжении ток будет быстро нарастать. Если включаем на максимум напряжения, то получаем очень быстрый рост тока. При включении контактором, контакты которого пружинящие имеет не одно включение а серию включений-отключений, а так как ток быстро вырос, то "феерверк" гарантирован.
При включении в противоположном направлении необходимо провести работу по перемагничиванию доменов - это и есть большое результирующее значение индуктивности.

[KREN]

Уважаемый mikaieus. Выключать при нулевом значении тока, т.е. при максимальном значении напряжения, Вы согласны, а включать не хотите.
Поясняю. При включении трансформатора, или любого дросселя, при нулевом значении переменного напряжения, ток будет расти всё время, пока напряжение опять не достигнет нуля, в нашем случае 10 мс. При включении же на максимуме напряжения, ток будет расти только в течении 5 мс. Даже при прямоугольной петле гистерезиса, второй вариант (при максимуме напряжения) предпочтительнее. В установившемся режиме ток меняется за полупериод от своего отрицательного максимума, до положительного, т.е за те же 10 мс. При изменении тока от нуля (в момент включения при нулевом напряжении), за 10 мс. ток обязательно достигнет значения, при котором магнитопровод войдёт в насыщение, после чего произойдёт бросок тока, т.к. резко снизится индуктивность первичной обмотки трансформатора. За 5 мс. (при включении на максимуме напряжения) ток врят ли достигнет этого значения. И даже если это произойдёт, то напряжение к этому моменту, уже снизится до почти нуля, и бросок тока будет не значительный или вообще не будет. А вот при включении трансформатора в момент нулевого значения напряжения, насыщение произойдёт через 5 мс. при максимальном значении напряжения, и всё остальное время ток будет расти. Ну и представте себе: напряжение 311 Вольт и индуктивность упала почти до нуля. что при этом произойдёт? Теперь то понятно?
На всякий случай посмотрите прикреплённые диаграммы токов и напряжений.

[mikaleus]

Уважаемый KREN пожалуйста, возьмите калькулятор и посчитайте, какова скорость нарастания тока при малой индуктивности (15 мГн), сравнительно небольшой ёмкости (300 пФ) и сопротивления (0,5 Ом)? Т.е. представьте, что Вы включили колебательный контур на максимум напряжения? Ваши миниатюры несколько неточны. В установившемся режиме мы будем наблюдать резкий выброс тока: в 3-4 раза больше, чем ожидаемое максимальное значение при данном среднем значении, а для некоторых типов железа и системы намотки может быть и на порядок. При этом пик тока не приходится на ноль напряжения!!! По возможности, попробую сделать фотку осциллограмм этих процессов на двухлучевом осциллографе (приблизительно через месяц). Выложу обязательно в тему...

[KREN]

Уважаемый mikaleus. Трансформатора, для бытовой или промышленной сети, с индуктивностью первичной обмотки 15 мГн. Вы ни где не найдёте. Даже у трансформатора ТСА-310, о котором уже кто-то упоминал на форуме, индуктивность первичной обмотки на 220 Вольт, составляет порядка 2,5 Гн. А в режиме насыщения эта же обмотка, будет имеет всего порядка 2,25 мГн. Ёмкость обмоток при частоте 50 Гц. ни кто и ни когда не учитывает, т.к. практически, она не оказывает ни какого влияния.
Давайте подробно рассмотрим процесс включения при нуле напряжения.
Допустим мы подключились в момент начала положительного полупериода. Ток в обмотке равен нулю, напряжение равно нулю. Напряжение начинает расти, по синусоиде, к своему максимальному значению. Ток в это время тоже растёт вместе с напряжением, скорость нарастания тока постоянно увеличивается. Достигнув максимального значения, через четверть периода, НАПРЯЖЕНИЕ начинает убывать, т.е. снижаться. Но ток всё равно продолжает расти, и расти он будет до тех пор, пока напряжение не снизится до нуля, а скорость нарастания тока, после прохождения напряжением максимума, будет снижаться.
Второй вариант - включение на максимуме напряжения.
В момент включения, напряжение имеет максимальное значение, а ток нулевое. После включения напряжение начинает снижаться, а ток будет расти с максимальной скоростью, которая будет постоянно снижаться. Скачком ток в индуктивности изменяться не может. И время нарастания тока в этом случае в два раза меньше, чем в предыдущем.
Вас смущает максимальное значение напряжения в момент включения, но ведь в первом случае напряжение тоже проходит через максимум и ток в этот момент имеет максимальную скорость нарастания, а обмотка находится под положительным напряжением в два раза дольше. Возьмём формулу для амплитудного значения тока: I=U*t/(1,11*L). Здесь U - действующее значение напряжения, t - ремя, в течении которого индуктивность L подключена к этому напряжению. 1,11 - коэффициент формы для синуса. Из этой формулы видно, что увеличение времени в два раза, в два раза увеличит и ток. И уж конечно, в два раза больший ток холостого хода, обязательно загонит магнитопровод в насыщение, когда индуктивность первичной обмотки трансформатора резко снизится. Вот Вам простой пример. Сейчас очень широкое распростронение имеют трансформаторы, у которых напряжение питания имеет форму меандра, т.е прямоугольную. Напряжение, в этом случае, имеет максимальное значение в течении всего полупериода. И ничего, эти трансы прекрасно работают. Чтобы избежать насыщения магнитопровода, в моментвключения, применяют различные способы. В том числе и сокращение времени стартового полупериода.
И если Вы всё-таки мне неповерите и в этот раз, то остаётся один способ - практическая проверка. Соберите регулируемую схему момента коммутации трансформатора. И проверте мои доводы.

[telekot]

Вот интересные картинки из мультисима, это глюк программы или как??
Красная напряжение, синее ток.

[mtit]

Конечно глюк. Имеется ввиду первая картинка?
Ток ни с того ни с сего принял максимальное значение.
http://dvo.sut.ru/libr/tec/117serg/Image1234.gif

Лень формулу искать, а писать тут - как-то коряво получается.

I=U*t/(1,11*L)

dI=U*dt/L
dt - у нас очень маленькая. Почти ноль. (От 0 сек. до того момента как ток достиг минимума). Напряжение конечно (и, к слову, на рассматриваемом промежутке - постоянно, почти).