Elektromanyetik doyum mekanizması akım trafosu esas olarak demir çekirdeğin mıknatıslanma özellikleriyle ilgilidir. Detaylı tanıtım aşağıdaki gibidir:
1. Temel Çalışma Prensibi
Elektromanyetikakım transformatörleri elektromanyetik indüksiyon prensibine göre çalışır. Ölçüm, koruma ve diğer amaçlar için kullanılan demir çekirdekli kaplin vasıtasıyla primer taraftaki büyük akımı sekonder taraftaki küçük bir akıma dönüştürürler. Birincil akım I 1 birincil sargıdan geçtiğinde, demir çekirdekte alternatif bir manyetik akı Ø üretir. Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, E indüklenir ve bu da ikincil akımı 2 ikincil sargıda bir elektromotor kuvvet I üretir.2.
elektromanyetik indüksiyon
2. Doygunluk Mekanizması
Mıknatıslanma Eğrisinin Doğrusal Olmaması: B ile manyetik alan gücü H arasındaki ilişki, mıknatıslanma eğrisi Demir çekirdeğin manyetik akı yoğunluğu (BH eğrisi) ile temsil edilir. Normal çalışma sırasında akım transformatörünün manyetik devresi, B ve H'nin doğrusal bir ilişkiye sahip olduğu doğrusal bölgede çalışır. Bu sırada, birincil akım ve ikincil akım orantılı bir ilişkiyi ( a~b ) korur. Bununla birlikte, birincil akım I 1çok büyük olduğunda, manyetik alan kuvveti H'nin demir çekirdeğin doyma noktasını aşmasına neden olduğunda, B artık H ile doğrusal olarak artmaz ancak doyma ( eğilimi gösterir . b~S ilişkisi) Manyetik akının (Ø) büyümesi de yavaşlar, bu da ikincil indüklenen elektromotor kuvvet E 2 ve ikincil akımın (I) birincil akımdaki 2 değişiklikleri doğru şekilde yansıtmamasına neden olur (I) 1ve bu da dalga biçimi bozulmasına yol açar.
İkincil Yükün Etkisi: Aşırı büyük bir ikincil yük, ikincil akımı artıracaktır I 2. Manyetomotor kuvvet dengesi ilkesine göre, birincil manyetomotor kuvvet I 1N 1, ikincil manyetomotor kuvvet I 2N 2ve uyarma manyetomotor kuvveti I m N arasındaki ilişki 1 N'dir I 1N 1 = I 2N 2 + I m . 1 (burada N 1 ve N, 2 sırasıyla birincil ve ikincil sargıların dönüş sayısıdır) İkincil yükteki artış I_2'de ve , bu da uyarma akımını Im arttırır bir artışa yol açar potansiyel olarak demir çekirdeğin doymuş duruma girmesine neden olur.
Akım Frekansının Etkisi: Sabit bir transformatör için, demir çekirdeğin manyetik akı yoğunluğu B_m, E ile orantılıdır 2 ve akım frekansı f ile ters orantılıdır formülüne göre ikincil voltaj B m = E _2 /(4,44* f*N 2*S) (burada S, demir çekirdeğin kesit alanıdır). Akım frekansı çok düşük olduğunda, B m , belirli bir ikincil voltaj altında artacaktır ve bu da demir çekirdeğin doymasına neden olabilir. demir çekirdeğin manyetik akı yoğunluğu
3. Doygunluğun Sınıflandırılması
Kararlı Durum Doygunluğu: Hat kısa devreleri sırasında aşırı büyük kararlı durum simetrik akımından kaynaklanır. Birincil akım sürekli olarak nominal değeri aştığında, demir çekirdek doyma bölgesine girer, bu da ikincil akımın birincil akımı doğru şekilde yansıtmamasına neden olur.
Geçici Doygunluk: Kısa devre akımında periyodik olmayan bileşenlerin varlığı ve demir çekirdekteki artık mıknatıslanma, geçici işlem sırasında akım trafosunun doyma bölgesine girmesine neden olabilir. Geçici doygunluk yalnızca geçici dönem sırasında meydana gelebilir ve geçici bileşenler bozuldukça yavaş yavaş ortadan kaybolacaktır.
