ترانسفورماتور کوچکی که دستگاه شما را راه اندازی می کند: چرا اندازه آن بر اساس Inrush است نه وات

به موتور استارت در ماشین فکر کنید. موتور با قطره‌ای از قدرت بیکار می‌رود، اما به محض اینکه کلید را می‌چرخانید، استارت جریان عظیمی را برای کسری از ثانیه می‌بلعد . مدار کنترل یک ماشین صنعتی هم همین داستان است. تقریباً در داخل هر نوار نقاله، دستگاه CNC، آسانسور و پانل HVAC، یک ترانسفورماتور کنترل کوچک قرار دارد که ولتاژ 480 ولت (یا 240 ولت / 600 ولت) نیروگاه را به یک 24 ولت یا 120 ولت ایمن برای راه اندازی کنتاکتورها، رله ها، سلونوئیدها و PLC پایین می آورد. اما لحظه ای که یک کنتاکتور بسته می شود، ترانسفورماتور را با جریانی چند برابر جریان عادی خود برای چند ده میلی ثانیه چکش می کند - و یک ترانسفورماتور با اندازه اشتباه باعث می شود ولتاژ آنقدر کاهش یابد که رله های دیگر رها شوند. این دستگاه کوچک آرام، در صورت استفاده نادرست، می تواند کل خط تولید را تعطیل کند.

اصل و انواع

یک ترانسفورماتور کنترلی یک ترانسفورماتور جداسازی است که بر اساس القای الکترومغناطیسی معمولی ساخته شده است: یک سیم پیچ اولیه در گذرگاه تاسیسات، یک سیم پیچ ثانویه که ولتاژ کنترل را از طریق نسبت چرخش تحویل می دهد. چیزی که آن را به یک ترانسفورماتور کنترلی و نه یک واحد کاهنده همه منظوره تبدیل می‌کند، نحوه ساخت آن است - هادی‌های ثانویه سنگین‌تر و هسته‌ای تنظیم‌شده برای زنده ماندن از انفجارهای کوتاه مکرر هجوم شدید بدون افت ولتاژ بیش از حد. این یک تنظیم کننده ولتاژ نیست . خروجی صرفاً نسبت چرخش به ورودی است.

انواع رایج: باز (شاسی) در مقابل سیم پیچ های محصور شده. اولیه تک یا دوتایی و ثانویه تک یا دوتایی برای انعطاف پذیری ولتاژ. با یا بدون بلوک فیوز. برای منابع تغذیه، یک ترانسفورماتور کنترل خطی تحت استاندارد IEC 61558-2-2:2022 قرار می گیرد، در حالی که یک واحد حالت سوئیچ متعلق به IEC 61558-2-16 است.

برای مهندس - معیارهای انتخاب. دو عدد بر اندازه حاکم است:

مهر و موم شده (پیوسته) VA = مجموع هر باری که برق نگه داشته شده است (رله ها، منبع PLC، چراغ های پیلوت). Inrush VA = بزرگ‌ترین موج برداشت دستگاه. کنتاکتورها و سیم پیچ های برقی 3 تا 10× جریان معمولی خود را برای 30 تا 50 میلی ثانیه ، با ضریب توان کم حدود 0.2-0.4 می کشند (Rockwell و AutomationDirect توصیه می کنند که 40٪ را فرض کنیم).

VA مورد نیاز = بزرگترین VA هجومی + VA مهر و موم شده از هر چیز دیگری، و شما باید افت ولتاژ هجومی را در ≤ 5-10٪ نگه دارید تا سیم پیچ های دیگر بالاتر از ولتاژ نگهدارنده 85٪ خود باقی بمانند. اندازه استاندارد بعدی NEMA را انتخاب کنید: 50، 75، 100، 150، 200، 250، 300، 350، 500، 750، 1000 VA. اگر منبع نوسان ± 5٪، اندازه از 90٪ ستون ثانویه. ± 10 % → ستون 95 %. همیشه 20 تا 25 درصد ذخیره برای انبساط و کاهش حرارتی باقی بگذارید.

استانداردها IEC 61558-2-2:2022 (ویرایش سوم، جایگزین سال 2007) الزامات ایمنی و آزمایشات خاصی را برای ترانسفورماتورهای کنترل و واحدهای منبع تغذیه که آنها را در بر می گیرد - نوع خشک، منبع تغذیه ≤ 1000 ولت AC، ≤ 500 هرتز، مکمل تک فازی ≤ 500 هرتز، ≤ kVAse-kVAse ≤ و تک فاز ≤ ≤ IEC 61558-1:2017 . در آمریکای شمالی، NEMA ICS 2، UL 508A و NEC ماده 430.72 نیز اعمال می شود.

مثال کاربردی

یک صفحه کنترل موتور دارای: 3 × کنتاکتور NEMA سایز 1 (هر کدام 15 VA مهر و موم شده / هجوم VA 150)، کنتاکتور 1× NEMA سایز 2 (25/250)، 6 چراغ راهنما (3 VA)، 4 رله (5 VA)، 2 تایمر (8 VA). بدترین حالت: کنتاکتور Size-2 در حالی که همه چیز مهر و موم شده است بلند می شود. VA مورد نیاز = 250 + (3×15) + (6×3) + (4×5) + (2×8) = 349 VA . با حاشیه 25 % → 436 VA → یک ترانسفورماتور کنترل استاندارد 500 VA را انتخاب کنید. پلاک آن فقط دو برابر بار ثابت است، با این حال باید از یک هجوم 250 ولت ولتی عبور کند، بدون اینکه باس 24 ولتی در پایین نگهدارنده قرار بگیرد.

تصور اشتباه رایج / واقعیت جالب

تصور نادرست: "این فقط یک ترانسفورماتور کوچک است - وات ها را جمع کنید." اشتباه است. هجوم کنتاکتور، نه مجموع حالت پایدار، بر اندازه حاکم است. آن را نادیده بگیرید و هر بار که یک کنتاکتور بزرگ انرژی می‌گیرد، مزاحمت‌هایی را ترک می‌کنید. و یک ترانسفورماتور کنترلی ولتاژ را تنظیم نمی کند - "تنظیم خوب" فقط به معنای یک افت کوچک بدون بار تا بار کامل است.

واقعیت جالب: پلاک نام VA رتبه‌بندی پیوسته است. همان ترانسفورماتور کنترل 500 VA معمولاً چندین برابر آن - حدود 2000 تا 5400 VA به طور خلاصه، در ضریب توان هجومی پایین - صرفاً برای جذب آبله شروع کنتاکتور درجه بندی می شود. در واقع، عمداً برای بار ثابت بیش از حد ساخته شده است.