ปัจจัยใดที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า?

1. ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับหลัก
ลักษณะของวัสดุหลัก
การเปลี่ยนแปลงแบบไม่เชิงเส้นของการซึมผ่านของแม่เหล็ก: วัสดุแกนกลางของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า (เช่น แผ่นเหล็กซิลิกอนหรือ Permalloy) มีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กที่ไม่เป็นค่าคงที่สัมบูรณ์ การซึมผ่านของแม่เหล็กจะเปลี่ยนแปลงไปภายใต้ความแรงของสนามแม่เหล็กที่แตกต่างกัน เมื่อกระแสปฐมภูมิมีขนาดใหญ่ ส่งผลให้ความแรงของสนามแม่เหล็กในแกนเพิ่มขึ้น การซึมผ่านของแม่เหล็กอาจลดลง การเปลี่ยนแปลงแบบไม่เชิงเส้นนี้จะทำให้ความหนาแน่นฟลักซ์ของหม้อแปลงไม่สามารถรักษาความสัมพันธ์เชิงเส้นกับกระแสหลักได้อีกต่อไป จึงทำให้เกิดข้อผิดพลาดของอัตราส่วน (ข้อผิดพลาดของอัตราส่วน) และข้อผิดพลาดของมุม (ข้อผิดพลาดของเฟส) ตัวอย่างเช่น ภายใต้สภาวะกระแสสูง ปรากฏการณ์ความอิ่มตัวของแม่เหล็กของวัสดุแกนจะทำให้ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กลดลง เพื่อให้กระแสทุติยภูมิไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างแม่นยำตามสัดส่วนของกระแสปฐมภูมิตามอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง
อิทธิพลของการสูญเสียฮิสเทรีซิส: แกนกลางจะทำให้เกิดการสูญเสียฮิสเทรีซิสภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กสลับ การสูญเสียฮิสเทรีซิสจะทำให้แกนกลางร้อนขึ้นและทำให้เกิดความสัมพันธ์ล่าช้าระหว่างความแรงของสนามแม่เหล็กและความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก ซึ่งจะส่งผลต่อความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างกระแสทุติยภูมิกับกระแสปฐมภูมิ ส่งผลให้มุมต่างกัน ในเวลาเดียวกัน การปรากฏตัวของการสูญเสียฮิสเทรีซิสก็จะใช้พลังงานในระดับหนึ่งซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำของหม้อแปลง
โครงสร้างหลักและกระบวนการผลิต
อิทธิพลของรูปร่างและขนาดของแกน: รูปร่าง (เช่น วงแหวน สี่เหลี่ยมผืนผ้า ฯลฯ) และขนาดของแกนมีอิทธิพลสำคัญต่อประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า หากการออกแบบวงจรแม่เหล็กของแกนไม่สมเหตุสมผล เช่น ความยาวของวงจรแม่เหล็กยาวเกินไปหรือพื้นที่หน้าตัดน้อยเกินไป ความต้านทานแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กไม่เท่ากันซึ่งจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้ สำหรับแกนวงแหวนแม้ว่าวงจรแม่เหล็กจะปิดและมีความต้านทานแม่เหล็กน้อยก็ตาม หากอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในและด้านนอกของแกนไม่เหมาะสม ก็อาจส่งผลต่อการกระจายของสนามแม่เหล็กด้วย จึงทำให้เกิดข้อผิดพลาด
ข้อบกพร่องในกระบวนการผลิตหลัก: ในระหว่างกระบวนการผลิตแกน เช่น การเคลือบแผ่นเหล็กซิลิคอนไม่ดี อาจมีช่องว่างอากาศภายในแกน ช่องว่างอากาศจะเพิ่มความต้านทานแม่เหล็กอย่างมาก เพิ่มการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก และลดความแม่นยำของหม้อแปลง นอกจากนี้ หากแกนได้รับผลกระทบจากความเครียดเชิงกลในระหว่างการประมวลผล คุณสมบัติของแม่เหล็กก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาด
2. ปัจจัยที่คดเคี้ยว
ข้อผิดพลาดในการเลี้ยวของขดลวด: จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิถูกกำหนดตามอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง ในระหว่างกระบวนการผลิต หากมีข้อผิดพลาดในจำนวนรอบ จะส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำของอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น ถ้าจำนวนรอบของการพันขดลวดทุติยภูมิมากกว่าค่าที่ออกแบบ กระแสทุติยภูมิจะมีขนาดเล็กลง ส่งผลให้อัตราส่วนต่างกัน ในทางกลับกัน ถ้าจำนวนรอบน้อยกว่าค่าที่ออกแบบไว้ กระแสทุติยภูมิจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้อัตราส่วนต่างกันด้วย นอกจากนี้ความแม่นยำของจำนวนรอบของการพันยังได้รับผลกระทบจากกระบวนการพันอีกด้วย ตัวอย่างเช่น หากมีข้อผิดพลาดเกี่ยวกับจำนวนรอบที่นับในระหว่างกระบวนการม้วน หรือหากมีไฟฟ้าลัดวงจรเฉพาะที่ในการม้วน จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการเลี้ยว
ความต้านทานของขดลวดและปฏิกิริยารีแอกแตนซ์: ความต้านทานของขดลวดจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตก เมื่อกระแสทุติยภูมิไหลผ่าน แรงดันความต้านทานที่ลดลงจะลดแรงดันไฟฟ้าที่ปลายขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งส่งผลต่อขนาดของกระแสทุติยภูมิและสร้างความแตกต่างในอัตราส่วน ในเวลาเดียวกัน รีแอกแตนซ์การรั่วไหลของขดลวดจะทำให้เกิดความแตกต่างของเฟสระหว่างกระแสทุติยภูมิและกระแสปฐมภูมิ ทำให้เกิดมุมที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะความถี่สูง ผลของปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ของการรั่วไหลจะมีนัยสำคัญมากขึ้น เนื่องจากรีแอกแตนซ์ของการรั่วไหลนั้นแปรผันตามความถี่ การเพิ่มความถี่จะเพิ่มปฏิกิริยารีแอกแตนซ์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความแตกต่างของมุม
ความจุแบบกระจายของขดลวด: มีความจุแบบกระจายระหว่างขดลวดและระหว่างขดลวดกับแกนเหล็ก เมื่อกระแสความถี่สูงไหลผ่าน ความจุแบบกระจายจะสร้างกระแสแบบคาปาซิทีฟ ซึ่งจะถูกทับบนกระแสอุปนัยของขดลวดทุติยภูมิ เปลี่ยนขนาดและเฟสของกระแสทุติยภูมิ ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาด นอกจากนี้ ขนาดของความจุแบบกระจายยังสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น เรขาคณิตของขดลวดและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของวัสดุฉนวน
3. ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับสภาพการทำงาน
ขนาดกระแสหลักและรูปคลื่น
อิทธิพลของขนาดกระแสหลัก: เมื่อกระแสหลักมีขนาดเล็กหรือใหญ่เกินไป จะส่งผลต่อความแม่นยำของหม้อแปลง เมื่อกระแสไฟฟ้าปฐมภูมิมีขนาดเล็กเกินไป ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กในแกนจะต่ำ การซึมผ่านของแม่เหล็กจะไม่เสถียร และจะสร้างความแตกต่างของอัตราส่วนและมุมที่แตกต่างกันมาก เมื่อกระแสหลักมีขนาดใหญ่เกินไป ใกล้หรือเกินกระแสอิ่มตัวที่กำหนดของหม้อแปลง แกนจะอิ่มตัว ส่งผลให้กระแสทุติยภูมิไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงกระแสหลักได้อย่างแม่นยำ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดร้ายแรง
อิทธิพลของรูปคลื่นกระแสหลัก: หากกระแสหลักไม่ใช่คลื่นไซน์มาตรฐาน มีส่วนประกอบฮาร์มอนิกอยู่ แกนกลางและขดลวดของหม้อแปลงจะตอบสนองต่อส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกันแตกต่างกัน ซึ่งจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด สำหรับกระแสที่มีฮาร์โมนิกลำดับสูง การสูญเสียแกนกลางจะเพิ่มขึ้น และปฏิกิริยารีแอคแทนซ์การรั่วไหลและความจุแบบกระจายของขดลวดจะมีผลกระทบที่แตกต่างกันต่อความถี่ที่ต่างกัน ดังนั้นจึงเปลี่ยนแอมพลิจูดและเฟสของกระแสทุติยภูมิและทำให้เกิดข้อผิดพลาด
อิทธิพลของโหลดทุติยภูมิ: โหลดทุติยภูมิรวมถึงอิมพีแดนซ์ที่เท่ากันของอุปกรณ์ เช่น แอมมิเตอร์ รีเลย์ และมิเตอร์วัดพลังงานที่เชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิ เมื่ออิมพีแดนซ์โหลดทุติยภูมิใหญ่เกินไป ตามกฎของโอห์ม กระแสทุติยภูมิจะลดลง ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดของอัตราส่วน ในเวลาเดียวกัน คุณสมบัติของโหลดทุติยภูมิ (เช่น อินดัคทีฟ คาปาซิทีฟ หรือตัวต้านทาน) จะส่งผลต่อเฟสของกระแสทุติยภูมิและทำให้เกิดข้อผิดพลาดของมุมด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อโหลดทุติยภูมิเป็นโหลดอุปนัย กระแสทุติยภูมิจะล่าช้ากว่าเฟสในอุดมคติ ซึ่งจะทำให้มุมคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้น