Prueba de magnetismo con gran corriente alterna

1 Introducción a las pruebas de transformadores e inductores con corriente constante

Es un requisito de normas como IEC60404-2 que las mediciones de pérdidas en el núcleo se realicen en condiciones de prueba de corriente constante.
Idealmente, los transformadores de corriente también se probarán con accionamiento de corriente constante.
A diferencia de la mayoría de los equipos de prueba de transformadores de uso general, el probador de la serie AT tiene un controlador de corriente constante integrado y totalmente programable.
Los probadores de transformadores de la serie AT de Voltech contienen una amplia variedad de fuentes de señales programables. Se utilizan para probar múltiples parámetros a alta velocidad en piezas que van desde inductores de ferrita de montaje superficial hasta transformadores laminados de acero de unos pocos k VA.
Siguiendo las instrucciones proporcionadas en estas notas, los clientes también pueden configurar el probador AT para probar núcleos, inductores y transformadores en condiciones de corriente alterna constante.

2 Características del variador de CA de corriente constante en AT5600 + AT3600

• La corriente constante es totalmente programable para amplitud y frecuencia mediante pruebas MAGI, VOC y WATT.
• Medición simultánea de tensión RMS o media rectificada (RMS escalada)
• La corriente aumentaba y disminuía cuidadosamente bajo el control del software.
• Puede utilizar una fuente de CA externa para ampliar el rango VA.
• Se integra en la secuencia de prueba normal con todas las demás pruebas disponibles en un AT5600 (incluido Hi Pot).

3 Pruebas de corriente constante con hasta 2 Amperios

2 A es el máximo disponible del generador del AT3600 o AT5600.

Se pueden entregar más de 2 A para pruebas usando una fuente externa (como se describe en una sección posterior) o simplemente usando múltiples vueltas de la señal del variador a través del transformador o núcleo bajo prueba.
Programar la corriente es simple usando el Voltech AT Editor y los límites se pueden establecer como RMS o RMS de escala media.

Una vez descargada al AT como parte de un programa, la prueba se realizará automáticamente con la corriente constante aumentando y disminuyendo de manera suave y rápida.
Los resultados completos de las mediciones se pueden almacenar y analizar más adelante si es necesario.

4 Pruebas de corriente constante con más de 2 amperios

La forma más sencilla de realizar pruebas con una excitación aparente de más de 2 amperios es utilizar más de una vuelta de la señal de excitación a través del núcleo o transformador bajo prueba.
Para transformadores o núcleos que requieren mayor excitación, o cuando el voltaje de excitación resultante es demasiado pequeño para que el AT se estabilice adecuadamente, entonces se puede utilizar el accesorio de interfaz de CA para proporcionar hasta 10 A de excitación de CA de corriente constante.

4.1 Equipo requerido

• AT3600.
• Interfaz de CA.
• Prueba VOCX. (MAGX es útil durante el desarrollo del programa).
• Una resistencia sensora de corriente.
• Un transformador de potencia reductor.

4.2 Principio básico

La prueba de CA de corriente constante utiliza la prueba VOCX normal para controlar la corriente y realizar la medición de voltaje secundario.

• La corriente a controlar, I, se convierte en un voltaje, V, por medio de una resistencia sensora de corriente, R.
• El voltaje, V, está conectado a los terminales de detección del AT3600, que normalmente se usarían para medir el voltaje de activación.
• En PC Editor, el voltaje, V, se utiliza como voltaje energizado.
• Cuando se realiza VOCX, el AT5600 recortará la fuente, de modo que se proporcione la corriente deseada, I = V / R.
• La tensión secundaria del transformador se mide de forma normal como resultado de la prueba VOCX.
• El AT ajusta el voltaje de la fuente para mantener una corriente alterna constante a través de la resistencia R.

4.3 Diagrama de conexión

4.4 Resistencia de detección de corriente

La resistencia se utiliza para convertir la corriente que fluye parcialmente en un voltaje para que el AT3600 lo mida.

• El voltaje producido (V = I x R) debe estar en el rango de 10 mV a 1 V.
• Para minimizar la distorsión de la forma de onda, la resistencia debe ser menor o igual a 1 ohmio.
• Verifique la potencia consumida (I ² R) y elija una resistencia nominal adecuada.

4.5 Transformador reductor

El transformador reductor se utiliza para aumentar la capacidad actual del AT y para hacer coincidir mejor el voltaje en la pieza con las características de la fuente AT.

• La relación debe proporcionar la corriente requerida con un buen margen.
• La clasificación de VA debe ser mayor que la VA requerida para energizar la pieza y la resistencia de detección.
• Se puede utilizar una fuente de CA externa para aumentar la clasificación VA del generador del AT3600.

4.6 Ejemplo resuelto

Se debe probar un núcleo laminado de acuerdo con IEC60404-2.
Bajo una corriente alterna constante de hasta 3 A, 1 V a 50 Hz en el devanado de prueba primario, se mide el voltaje secundario y se aplican límites en términos del voltaje medio rectificado (RMS escalado).

4.6.1 Resistencia

Para producir 1 V a 3 A,
R = 1V / 3A
R = 0,333 ohmios. Elija el valor estándar de 0,5 ohmios .

V = 3 A x 0,5 ohmios
V = 1,5 V

W = Yo x Yo x R
W = 4,50 Elija pieza estándar de 5 W.

La resistencia es de 0,5 ohmios, 5 W. El voltaje producido será de 1,5 V.

4.6.2 Transformador reductor

Busque un transformador estándar con, digamos, una clasificación de corriente secundaria de 5 A.
Un transformador estándar normalmente tendrá un primario de 110 y/o 230 V.
La clasificación VA es la de la pieza más la resistencia de detección de corriente.

VA = 3 A x (1+1,5)V = 7,5 VA

Elija un transformador de 7,5 VA (o más) con un secundario de bajo voltaje de 5 A.
Los transformadores toroidales son ideales, ya que tendrán bajas pérdidas.

Por ejemplo:

Primario: 230 V Secundario: 2 x 6 V a 2,5 A.
Los secundarios están conectados en paralelo para proporcionar una salida de 6 V, 5 A.

El transformador reductor suministrará la pieza bajo prueba y la resistencia de detección de corriente en serie.
La tensión secundaria del transformador reductor, Vs, es:

Vs = 1,5 V +1 V = 2,5 V

El AT debe suministrar 2,5 x 230:6 al primario del transformador.

2,5x230/6 = 95,8V

El AT puede suministrar 270 V, por lo que 95,8 V está dentro de su capacidad.

4.6.3 Programación

Es conveniente utilizar la prueba MAGX al principio, ya que esto confirmará que se está generando la corriente deseada.

4.6.4 Esquema

En el diagrama de conexión anterior, el extremo de retorno o "bajo" de la resistencia de detección se conectó al nodo 5, y el extremo de mayor voltaje de la resistencia se conectó al nodo 3.
Para una precisión óptima, es importante que la conexión física "baja" también esté designada como terminal "baja" en el programa.

4.6.5 Configuración de la INTERFAZ de CA

A continuación, debe configurar la fuente externa en el editor.
El tipo de fuente es 'Transformador de salida AT' y se le solicita que ingrese la relación de vueltas nominal del transformador.
Recuerde que el AT ajustará el voltaje de salida comparando el voltaje deseado (del programa) con el medido en los terminales de detección programados.
La relación se utiliza para establecer un objetivo de aumento de voltaje cuando el probador inicia la prueba. Usar la proporción correcta optimizará la velocidad de la prueba.

En este caso, la relación se modifica porque, cuando se alcanza el 1,5 V deseado a través de la resistencia, el transformador reductor también debe suministrar 1 V a través de la pieza bajo prueba.
Para 1,5 V programados, el transformador reductor entrega 2,5 V.

Relación = 230:6 x 2,5:1,5
= 63,9:1

Es decir, por cada 1 V programado, el AT debe suministrar 63,9 V al primario del transformador reductor.

4.6.6 Prueba MAGX

En la prueba MAGX, simplemente ingrese el voltaje requerido, V, a través de la resistencia para programar la corriente constante, I. En este caso, ingrese 1,5 V.

Con un AT conectado al PC Editor y el circuito ensamblado como se muestra anteriormente, ahora puede presionar el botón 'Medir' para ejecutar una medición MAGX.
Si la corriente medida es la deseada, entonces todo está bien. De lo contrario, simplemente ajuste el voltaje del programa según corresponda. Si el probador no arroja un resultado, verifique el cableado y la configuración cuidadosamente.

4.6.7 Prueba VOCX

Ahora se pueden realizar conexiones secundarias para pruebas VOCX. Tenga en cuenta que VOCX tiene la opción de medir voltaje RMS o voltaje de "sentido medio RMS escalado".

Para la opción de detección media, el probador mide el voltaje medio rectificado y lo multiplica por 1,11.
Esta opción se ofrece como un medio para comparar las mediciones con las realizadas por medidores analógicos de detección de media antiguos y parámetros calculados que requieren una media rectificada.

5 conclusiones de las pruebas de corriente constante de CA

El versátil probador de transformadores AT ya proporciona una gama inigualable de pruebas para verificar la construcción y el rendimiento de una amplia gama de bobinas y transformadores.

Siguiendo las pautas anteriores, los usuarios también pueden integrar sin problemas las pruebas de núcleos y transformadores en condiciones de corriente CA constante en el entorno AT, proporcionando pruebas PASA/FALLA de alta velocidad y resultados de prueba precisos y detallados para el análisis.

6 apéndices

Agregar otras pruebas

Para incluir otras pruebas como R, simplemente use nodos adicionales para conectarse directamente a través de los devanados de la manera normal.
Tendrá que agregar un devanado 'ficticio' adicional en el esquema y usar esos nombres de terminales en el programa.
Agregar pruebas adicionales de esta manera no interfiere con el funcionamiento del variador de corriente constante que se explica aquí.

Ampliación del rango de corriente constante

Para probar transformadores de VA muy altos, el variador se puede ampliar utilizando una fuente de CA externa. 500 VA están disponibles desde el generador interno del AT.