Núcleo enrolado do transformador de corrente flexível toroidal

Definição do Produto

Um núcleo enrolado é formado enrolando continuamente uma tira fina de material magnético em uma forma circular ou toroidal. O enrolamento contínuo cria um caminho magnético contínuo, sem lacunas de ar, que concentra o fluxo magnético dentro do núcleo e minimiza vazamentos. Os núcleos enrolados toroidais são a base dos transformadores de corrente flexíveis e dos transformadores de corrente do tipo janela, onde o condutor primário passa através da janela e o enrolamento secundário é enrolado diretamente no núcleo.

Este artigo compara os principais materiais do núcleo enrolado e explica como selecionar o correto para aplicações em transformadores de corrente.

Materiais do núcleo da ferida

Características dos materiais

Núcleos enrolados em aço silício oferecem alta densidade de fluxo de saturação (1,8-2,0 T) e boa condutividade magnética na frequência de energia. Eles lidam com grandes fluxos magnéticos e são comumente usados ​​em transformadores de potência, transformadores de corrente e indutores de fontes de alimentação, onde sua principal vantagem é o baixo custo e alta saturação.

A ferrita possui uma resistividade elétrica muito alta, o que reduz as perdas por correntes parasitas em alta frequência. Núcleos enrolados de ferrite são usados ​​em circuitos de RF, transformadores de fonte de alimentação comutada de alta-frequência e indutores de comunicação, mas sua baixa densidade de fluxo de saturação limita a densidade de potência.

Ligas de níquel-ferro, como 80% de permalói de Ni, fornecem permeabilidade extremamente alta e coercividade muito baixa, tornando-as ideais para transformadores de corrente de precisão, sensores magnéticos e transformadores de áudio-de última geração, onde a sensibilidade e a precisão são mais importantes do que a saturação.

Ligas amorfas e nanocristalinas combinam baixa perda de núcleo com alta permeabilidade. O material nanocristalino, em particular, atinge uma permeabilidade inicial de 80.000-120.000 com saturação em torno de 1,2 T, o que o torna a escolha preferida para transformadores de corrente de medição de alta precisão.

Diretrizes de seleção para transformadores de corrente

Defina a classe de precisão (por exemplo 0,2, 0,5 ou 1) e a carga conforme IEC 61869-2 antes de escolher o material.

Para aplicações de medição em que o erro de fase é importante, escolha materiais de alta-permeabilidade, como nanocristalino ou permalói.

Para TCs de proteção que devem suportar altas correntes de falta sem saturação, verifique a densidade do fluxo de saturação e o ponto de joelho.

Considere a frequência de operação: acima de 1 kHz, o aço silício geralmente é substituído por ferrita, material amorfo ou nanocristalino.

Para TCs flexíveis que prendem cabos, especifique o tamanho da janela e a saída necessária na corrente primária nominal.

Perguntas frequentes

P: Qual é a vantagem de um núcleo enrolado toroidal?
R: O caminho magnético contínuo elimina perdas-de entreferro e minimiza o vazamento de fluxo, proporcionando alta precisão e baixa corrente de magnetização.

P: Qual material oferece a maior precisão?
R: Os núcleos nanocristalinos e de níquel{0}}ferro (permalloy) apresentam a proporção e os erros de fase mais baixos devido à sua permeabilidade muito alta.

P: A ferrita pode ser usada em transformadores de corrente de frequência-de potência?
R: Sim, mas sua baixa densidade de fluxo de saturação limita a faixa linear; aço silício ou material nanocristalino geralmente é melhor em 50/60 Hz.

P: O que significa flexível em um CT flexível?
R: O núcleo é dividido ou articulado para que possa ser aberto e preso em torno de um cabo existente sem desconectar o circuito.

P: Como a precisão é testada?
R: De acordo com IEC 61869-2, usando um TC padrão e a carga especificada em porcentagens definidas da corrente nominal.