Подбор управляющего трансформатора: нагрузка катушек и цепей

Как рассчитать управляющий трансформатор для катушек контакторов, реле и вспомогательных цепей: пусковой бросок, ВА, снижение и монтаж.

Зачем в шкафу нужен отдельный управляющий трансформатор

Управляющий трансформатор — это маленький источник питания цепей управления шкафа: катушки контакторов и реле, сигнальные лампы, таймеры, платы ПЛК и мелкие вспомогательные устройства. Он гальванически развязывает цепи 24 В, 110 В или 220 В от основной сети 400/480 В и удерживает питание катушек стабильным, когда силовая часть сильно нагружена или запускает двигатель. Без правильно подобранного управляющего трансформатора катушки отпадают при броске тока, ПЛК перезагружаются, а перекос фаз может остановить весь станок.

Номинал ВА: длительная нагрузка и пусковой бросок

Важная характеристика — вольт-амперы (ВА), а не ватты. Управляющий трансформатор имеет два значения ВА, которые нужно учитывать:

Подбирайте трансформатор так, чтобы его длительный номинал ВА превышал суммарную установившуюся нагрузку примерно на 25% запаса, а пусковой номинал ВА перекрывал самое большое одновременное срабатывание катушек. Если несколько контакторов включаются вместе, суммируйте их пусковые токи, а не один.

УстройствоТипичные ВА (раб.)Типичные ВА (пуск)
Катушка контактора (малая, 220 В)40–70 ВА300–600 ВА
Катушка контактора (большая, 220 В)100–200 ВА800–1500 ВА
Катушка промежуточного реле3–8 ВА10–20 ВА
Панельный индикатор (LED)1–3 ВАпренебр.
БП ПЛК / датчиков20–60 ВАпренебр.

Простой пошаговый расчёт

  1. Выпишите каждое устройство управления и его рабочие ВА из паспорта.
  2. Сложите рабочие ВА и умножьте на 1,25 для запаса.
  3. Определите наихудший пусковой случай (самая большая катушка или одновременные срабатывания) и проверьте, что пусковой номинал ВА его перекрывает.
  4. Выберите ближайший стандартный класс ВА: 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000 ВА.
  5. Согласуйте первичную обмотку с питающей сетью, а вторичную — с напряжением катушек (чаще всего 24 В, 110 В, 220 В).
  6. Убедитесь, что предохранитель или автомат первичной цепи защищает обмотку, но не срабатывает ложно при пуске.

Однофазная или трёхфазная первичная обмотка

В большинстве шкафов используется однофазная первичная обмотка от двух линий сети 400 В (или 230 В фаза-ноль). Трёхфазная первичная обмотка выбирается при большой нагрузке управления или когда нужна защита от пропадания фазы: при отказе одной фазы трёхфазный трансформатор всё ещё выдаёт пониженное, но рабочее вторичное напряжение, а однофазный — обесточивается. Для типовых шкафов до нескольких сотен ВА однофазный управляющий трансформатор дешевле и проще. Свыше ~1 кВА или где важна непрерывность — выбирайте трёхфазную первичную обмотку.

Выбор вторичного напряжения: 24 В или 110 В

Вторичное напряжение определяет чувствительность цепи управления к помехам и просадкам. 24 В переменного или постоянного тока — мировой стандарт по безопасности и совместимости с ПЛК, но при той же мощности ток больше, поэтому важнее сечение проводов и падение напряжения на длинных участках. Управление 110 В (или 120 В) снижает ток и распространено в североамериканских и части промышленных шкафов; оно допускает более длинные кабели с меньшей просадкой, но требует лучшей изоляции от сети. Вторичное 220 В для управления почти не применяется, но встречается в устаревших машинах. Согласуйте вторичное напряжение с напряжением катушек всех перечисленных устройств — смешивание 24 В и 110 В на одном трансформаторе требует двухобмоточного исполнения.

Снижение номинала по температуре и корпусу

Трансформатор в герметичном, нагретом солнцем или плотно упакованном корпусе перегревается. Примерно каждые 10 °C выше расчётной температуры окружающей среды сокращают срок изоляции вдвое, а постоянная перегрузка незаметно старит обмотку. Если в шкафу регулярно выше 40 °C, снизьте номинал на 10–20% или возьмите класс ВА повыше. Важны также вибрация и влажность: в пыльных или прибрежных условиях выбирайте вакуум-пропитанное или залитое смолой исполнение.

Конструкция: пластины EI, тороидальная и залитая

Большинство управляющих трансформаторов используют наборные пластины EI: дешево, прочно, легко крепить на DIN-рейку и допускает кратковременные перегрузки. Тороидальные типы компактнее и тише, с меньшим рассеянным полем, но дороже и требуют осторожности при выборе предохранителя. Для тяжёлых условий — высокая влажность, вибрация, пыль или агрессивная среда — выбирайте залитое смолой или вакуум-пропитанное исполнение, чтобы обмотка не впитывала влагу и не ослаблялась. Заливка также повышает стойкость к короткому замыканию и снижает гул, что важно в помещениях управления.

Монтаж и защита

Типичные ошибки подбора

Часто задаваемые вопросы

Как перевести ВА в амперы для предохранителя первичной цепи?

Разделите ВА на первичное напряжение. Для трансформатора 100 ВА на 230 В первичный ток около 0,43 А; возьмите предохранитель с задержкой примерно 1,5–2×, то есть 1 А gG.

Может ли один управляющий трансформатор питать и 24 В, и 110 В?

Да, если у него двойная или отпайковая вторичная обмотка (например 24 В и 110 В). Иначе используйте два трансформатора или блок 24 В с реле 110 В на отдельной обмотке.

Что будет, если трансформатор слишком мал?

При пуске вторичное напряжение проседает, катушки переменного тока могут не сработать или дребезжать, обмотка перегревается. Постоянный недобор сокращает срок службы и вызывает случайные сбои.

Нужна ли трёхфазная первичная обмотка для малого шкафа?

Обычно нет. Однофазная первичная обмотка от фазы-ноля (230 В) или фазы-фазы (400 В) — стандарт до нескольких сотен ВА. Трёхфазную выбирайте только для больших нагрузок или где критична непрерывность при пропадании фазы.

Сопутствующие товары ELEHPD

Смотреть все модели ELEHPD

Сопутствующие категории

Расскажите нам о вашей спецификации

Пришлите номиналы, размеры и количества — мы подберём ближайшее соответствие из каталога ELEHPD, предоставим имеющиеся сертификаты соответствия и срок поставки. Для квалифицированных партий доступны OEM-брендинг, собственная нумерация моделей и индивидуальная упаковка.

Запросить КП Смотреть каталог