Пусковой ток тороидального трансформатора. Методы снижения

Уважаемые форумчане! К сожалению, не являюсь постоянным и частым пользователем данного форума, и всё же обращаюсь сюда за советом, как к месту, где можно встретить авторитетных и знающих людей.
По роду своей профессии работаю в сфере разработки и производства тороидальных трансформаторов. Наши трансформаторы - это изделия по сути своей малой мощности, но всё таки и среди них есть индивиды мощностью до 9 кВА.
В своей практике частенько сталкиваемся с таким явлением, как большой бросок тока в момент включения трансформаторов высокой мощности (в данной теме таковыми буду именовать трансформаторы мощностью свыше 1,5 кВА). Так называемый пусковой ток, иначе ток переходного процесса.
Хочу обратиться к вам за советом, по поводу методов решения данной проблемы. Может кто сталкивался.
Значит задача такая: есть трансформатор 8,5 кВА. Данный трансформатор является составляющим трёхфазного трансформатора (всего в изделие входит три одинаковых трансформатора по 8,5 кВА на каждую фазу). На входе каждой фазы стоит автоматический выключатель 63 Ампера, класса D. Номинальный ток нагруженного трансформатора 40-50 А. В момент включения автоматы могут срабатывать и обрывать цепь.
Буду рассматривать один транс и решать проблему для одного, и затем для каждого аналогично.
Теоретически решение найдено: последовательно с первичной цепью каждого трансформатора включается по резистору; один пускатель на все три фазы, который шунтирует каждый резистор (схема внизу).

Суть в том, что пускатель срабатывает не мгновенно (0,2 - 0,5 с), за это время сердечник трансформатора намагнитится, и ток в первичной цепи не превысит допустимый ток срабатывания автомата (так как будет ограничен входным резистором). В дальнейшем резистор из работы можно исключить и подключить первичку транса напрямую к фазе.
Сейчас вопрос стоит в конкретном выборе комплектующих.
На данном этапе остановился на следующих вариантах: пускатель ПМЛ с номинальным током 63 А. Резистор в алюминиевом корпусе типа AH (RX24, RXG24, HS). Номинал резистора (на каждый транс по резистору) 15-30 Ом. Мощность 50-100 Вт.
Суть моей проблемы в основном состоит в выборе номинала резистора и его мощности. Может кто в реальной работе решал проблему пусковых токов тороидов и сможет подсказать, какие резисторы применялись на практике.
Теоретически, если брать резистор 15 Ом / 50 Вт, то ток в цепи будет 220/15 = 15 А (всё довольно условно). Получается на резисторе будет рассеиваться мощность порядка 3,5 кВт (пускай и десятые доли секунды). К чему может привести такое превышение по мощности?
И вопрос, который меня ещё интересует: до какого минимума можно ограничивать ток в первичной цепи? Если выбрать ток 0,5 А (с резистором 440 Ом) намагнитится ли сердечник до необходимого уровня? Другими словами, какой номинал резистора будет оптимальным для трансформатора 8,5 кВА с номинальным током 40-50 А и с током ХХ порядка 0,5 А.
Буду благодарен за любой дельный совет! Всех благ!!

Если подавать напряжение на трансформатор в момент пика синусоиды то пускового тока не будет. Пусковой ток появляется если сетевое напряжение включилось в момент перехода сетевого напряжения через 0 или близко к этому.

Автоматы класса D имеют кратность тока срабатывания на КЗ порядка 10-20. Достаточно поставить последовательно кусок толстого нихрома с сопротивлением порядка 1 Ом (подобрать экспериментально). А вот время срабатывания магнитного пускателя я бы задал принудительно с помощью типового реле задержки либо любой другой подходящей схемы.

Телекот писал(а):

Если подавать напряжение на трансформатор в момент пика синусоиды то пускового тока не будет. Пусковой ток появляется если сетевое напряжение включилось в момент перехода сетевого напряжения через 0 или близко к этому.

Это, конечно, хорошо, что мы с Вами знаем такую теорию. Но на практике это решается куда сложнее. Можно ещё добавить про увеличенное количество витков или что-то про плохое железо сердечника.
С методом снижения пускового тока я определился. Хотелось бы конкретики по поводу выбора номиналов.
Но за участие спасибо

. Рад, что не прошли мимо.

Добавлено after 8 minutes 23 seconds:

kentgaryk писал(а):

Автоматы класса D имеют кратность тока срабатывания на КЗ порядка 10-20. Достаточно поставить последовательно кусок толстого нихрома с сопротивлением порядка 1 Ом (подобрать экспериментально). А вот время срабатывания магнитного пускателя я бы задал принудительно с помощью типового реле задержки либо любой другой подходящей схемы.

По поводу реле-времени была мысль. Но пока хочу попробовать без этого элемента. Пока пускатель скоммутируется, наверняка, не один период пройдет. Транс намагничивается за 1 полупериод, далее уже работает, так сказать, в штатном режиме.
По поводу нихрома. Силовые резисторы типа RX24, RXG24 как раз таки выполнены с обмоткой из нихрома в керамической оболочке.
Почему именно 1 Ом? Почему не 2, не 5 или 50 Ом?

пусковые резисторы традиционо открытые из фехралевой ленты делают закрытого типа они тоже нст размером с огромные кирпичи...

Добавлено after 9 minutes 16 seconds:
Re: Пусковой ток тороидального трансформатора. Методы снижения
номинал по вкусу так чтоб ток ПП не превышал уставки

Для надежности номинал завышать не желательно. Да и не имеет смысла. В компьютерных блоках на входе ставят термисторы в пределах 10 ом. В старых АТ блоках ставили постоянный включенный керамический резик на 1 Ом. При этом предохранитель был на 4А.
Поэтому и тут номинал ну никак не больше 5 ом (максимум).
Окончательно принимается после экспериментальной эксплуатации.

кстати врем ПП вовсе не 1 период а болше обычно это апериодический затухаюший процес... поэтому либо надо вводить РВ либо применять пускатель с задержкой сработки

Asaba писал(а):

Для надежности номинал завышать не желательно. Да и не имеет смысла. В компьютерных блоках на входе ставят термисторы в пределах 10 ом. В старых АТ блоках ставили постоянный включенный керамический резик на 1 Ом. При этом предохранитель был на 4А.
Поэтому и тут номинал ну никак не больше 5 ом (максимум).
Окончательно принимается после экспериментальной эксплуатации.

Вы пишите "для надёжности". А что Вы подразумеваете под данным понятием? То есть что может быть ненадёжно, если номинал будет выше (и, соответственно, ток намагничивания меньше).
Допустим, выбираем резистор номиналом 3,9 Ом (при этом ток 220/3,9 = 56 А - близкий к току срабатывания автомата, но для класса Д это ерунда). Меня же больше волнует вопрос по поводу рассеиваемой мощности на резисторе. Получается в данном случае она составит порядка 12 кВт. Правда ток через резистор будет протекать всего несколько периодов. Это десятые доли секунды. Планирую ставить резисторы мощностью 75 Вт на большой радиатор. Вот в этом основной мой вопрос. Что будет происходить с резисторами при такой большой рассеиваемой мощности за такой малый промежуток времени.
Спасибо за участие.

Добавлено after 2 minutes 26 seconds:

musor писал(а):

кстати врем ПП вовсе не 1 период а болше обычно это апериодический затухаюший процес... поэтому либо надо вводить РВ либо применять пускатель с задержкой сработки

Была мысль к пускателю присоединять блок задержки включения. Если решение Пускатель+Резистор не будет работать, то буду копать в сторону увеличения времени задержки включения. А это либо реле времени, либо приставка к пускателю.

АлексЮстасу писал(а): Если решение Пускатель+Резистор не будет работать, то буду копать в сторону увеличения времени задержки включения

Даже если будет. Время сработки МП не нормировано. Оно разное для разных экземпляров МП, да и для одного меняется от раза к разу. Переходной процесс там конечно значительно дольше одного периода именно поэтому и срабатывают автоматы защиты.

Если резистор проволочный (а такой и должен быть), то он прекрасно переносит большую мгновенную мощность. Поскольку его проводящий металл проводит ток по всему своему объёму, скорость его нагрева можно достаточно просто подсчитать и понять, насколько он станет горячее от тока переходного процесса.

И совсем другое дело, если вы используете резисторы с напылённым проводящим слоем. Поскольку вся мощность выделяется быстро в тонком слое, несмотря на то, что резистор может быть массивным и значительной мощности, этот слой будет перегрет до разрушения. Это также справедливо для резисторов, "упакованных" для работы с теплоотводами.

зы: вместо резистора можно подумать об использовании дросселя.

Дроссель тоже должен намагнититься, обмотка трансформатора и сама себе дроссель. Но активное сопротивление обмотки дросселя может поработать резистором! :idea:

Дроссель должен иметь индуктивность много меньше индуктивности обмотки трансформатора и не должен насыщаться током переходного процесса. Обеспечить это относительно легко.
Ибо вся проблема со сверхтоками переходного процесса в качественном насыщении торов (ведь у тора нет воздушных зазоров), отчего у них индуктивность в ноль падает...

У мощных неторов тоже огромные токи, думаю дело тут не в насыщении, а просто в первый момент мы включаем как бы катушку без сердечника. Сердечник должен поляризоваться причем в нужной фазе. Чем мощнее трансформатор тем меньше индуктивность катушки и ее омическое сопротивление, отсюда у мощных большие токи.

нет та дело имено в начлном намагничивани(или перемагничивании) доменов в нудной поляре есть методика комутаци килоамперными симисторами на пике синуса своей фазы ноэто очень затратно в силовухе...ошибка в пару граадусов фатална может быть

kentgaryk писал(а):думаю дело тут не в насыщении

Дело именно в насыщении. Если бы его не было, пусковой ток был бы не более x2 тока холостого хода (!)
Также, тороидам свойственна очень малая (порядка на три меньше, чем рабочая) индуктивность рассеяния.

про дросель(реактор масляный) -да имено таки принято делать правда при комутации сетей в сотни-тыщи киловолампер и масляными выключателями врядли ниже 10ква это может быть актуално тут фехралевые пускавики в Y в 0 проводе замыкаемые стандартным комплектом арматуры для пуска движков с фазным ротором рулят кстати в составе комплектов 3 пускателя и 2 РВ имется +тепловая зашита(можно отключить)

Добавлено after 3 minutes 14 seconds:
Re: Пусковой ток тороидального трансформатора. Методы снижения
ПС посколку этта херня включена в 0 провод и фактически занулена то максималное напряжение там ограничено что позволяет ставить пусковики открытого типа без риска убоя током персонажей податых

Slabovik писал(а):Дело именно в насыщении.

Возможно мы говорим об одном и том же разными словами. Сердечник не намагниченный нужным образом и сердечник в насыщении по сути одно и тоже - не влияет на изменение поля катушки.

musor писал(а): симисторами на пике синуса своей фазы ноэто очень затратно в силовухе...ошибка в пару граадусов фатална может быть

Что здесь фатального? Чем дальше от перехода через 0 и ближе к пику тем меньше ток. На пике равен рабочиму току. Даже если симистор откроется и не вовремя у них очень большие импульсные токи и они спокойно выдержат пусковой ток.

По поводу насыщения железа тоже читал и понял тему так: в момент включения первичка трансформатора работает как бы без магнитопровода. Т.е. 220 В (ну, частный случай) подключаются непосредственно на омическое сопротивление первичной обмотки, намотанной на ненамагниченное железо. У мощных трансов (ну, как в моём случае 8,5 кВА) первичка имеет сопротивление порядка десятков мОм (провода толстые, сопротивление провода обратнопропорционально его сечению). Отсюда и токи за тысячи Апмер.
Ещё шёл разговор про проволочные резисторы и про их нагрев. У меня возник вопрос, насколько целесообразно применять советские ПЭВы? Взять те же 75 Вт, 5-10 Ом. И так же на 0,1-0,2 секунды пропустить через ПЭВ-75 ток порядка 30-40 А под напряжением 220 В. Не сгорит?? Насколько он будет менее надёжным, чем резисторы в алюминиевом корпусе из нихромной нити...

уже вроде сказали что крытые резисторы там не выживут долго