控制变压器的运行和选型

控制变压器

控制变压器是用于降压以为电路或机器的控制设备供电的变压器。降低的电压为操作设备的技术人员提供了更安全的环境。住宅供暖、通风、空调系统和其他机器使用降低的电压来控制、恒温器、继电器和接触器。控制变压器通常称为电源。

控制变压器的操作

具有两个初级线圈和一个次级线圈的控制变压器是常见的。控制变压器的初级线圈是交叉的，因此可以使用金属链连接初级线圈以进行 240 V 或 480 V 操作（参见图 1）。

许多控制变压器设计为从次级提供 12V 或 24V 电源。然而，有些控制变压器提供120V电源。例如，匝数比为 10:1 的控制变压器可以将两个初级线圈并联。这会将初级电压从 240V 降低至次级电压 24V。当控制变压器的两个初级线圈串联时，电压从480V降压至24V。

　
图 1. 为了提供 24V 电压，控制变压器初级线圈可以并联连接 240V 电源，或串联连接 480V 电源。

有些工厂有 600V 系统，要求控制变压器初级绕组的额定电压为 600V。这种类型的变压器通常具有双电压次级，这使得该装置具有高度通用性（见图 2）。这种类型的变压器通常从 600V 电源提供 120V 或 240V 电源。控制变压器尺寸通常为 50VA 至 3kVA。

图 2. 对于 600V 电源，次级线圈可以并联连接以获得 120V 次级电压，或串联连接以获得 240V 次级电压。

了解控制变压器选型

在选择控制变压器之前必须确定电路的三个特性。这三个特性是密封 VA、浪涌 VA 和浪涌负载功率因数。密封 VA 是变压器必须在较长时间内向负载提供的功率（以 VA 为单位）。浪涌 VA 是变压器启动时必须向负载提供的功率（以 VA 为单位）。浪涌 VA 通常可以是密封 VA 的 10 倍。浪涌负载功率因数是浪涌电流的功率因数。浪涌负载功率因数很难确定，但对于大多数情况来说 40% 是一个合理的估计值。制造商提供表格来帮助选择。

控制变压器的尺寸可以通过添加控制电路中组件的功率要求来计算。例如，供暖、通风和空调 (HVAC) 建筑控制器可能需要 10VA 的 24V 电源。该控制器还为两个湿度传感器和两个电子/气动传感器提供电源。两个传感器和两个变换器各需要 3VA，总共 12VA。因此，控制变压器的尺寸必须能够提供至少 22VA (10 + 12 = 22) 的密封 VA。

小型控制变压器

流程通常会随着时间的推移而发生变化，导致控制系统需要进行修改以适应变化。可以安装额外的继电器和接触器，而无需考虑控制变压器的尺寸。如果不更换控制变压器，对于新电路来说其尺寸可能会过小。当连接到控制变压器的总负载超过变压器的额定值时，变压器的电压输出下降。

如果控制变压器尺寸过小，则电路可能难以排除故障。技术人员需要了解电路中的其他设备应如何运行。例如，继电器、起动器或接触器有两个额定功率。较低的评级是保持 VA 评级。较高的额定值是吸合 VA 额定值。

　
图 3. 设置为 MIN MAX 记录模式的 DMM 可用于识别控制变压器过载的电路。

修改后的控制系统可能有足够的功率来保持电枢，但可能没有足够的功率来拉动电枢。因此，继电器、接触器或起动器无法闭合并完成电路。但如果手动将衔铁推入，电路就会正常工作。

确定控制变压器何时尺寸过小也很困难，因为大多数故障排除测量都是在电路中的所有或几乎所有负载都关闭时进行的。设置为记录和电压的数字万用表可用于检测由电路过载引起的低电压状况（见图 3）。