Was ist ein Stromwandler?
Im Allgemeinen ist ein „Stromwandler“, manchmal auch „Stromsensor“ genannt, ein Gerät zur Messung des durch einen Stromkreis fließenden elektrischen Stroms. Es wandelt den zu messenden Strom, auch Primärstrom genannt, entweder Wechselstrom oder Gleichstrom, in ein Signal um, das von der Steuerplatine oder den Instrumenten gemessen werden kann, das auch Sekundärsignal genannt wird. Dieses Signal kann Strom, Spannung oder sogar ein digitales Signal sein. Diese Stromwandler spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen Branchen und Anwendungen, wie z. B. Leistungselektronik, Stromverteilung, erneuerbare Energien, medizinische Geräte, elektrische Kalibrierung, Elektrofahrzeuge und Industrieautomation usw.
Was macht ein Stromwandler (CT)?
Ein Stromwandler ist ein elektrisches Gerät, das einen elektrischen Strom zu Überwachungs- oder Steuerungszwecken misst oder umwandelt. Ein Stromwandler bewirkt Folgendes:
Strommessung: Die Hauptaufgabe eines Stromwandlers besteht darin, die Stärke eines durch einen Leiter fließenden elektrischen Stroms richtig zu messen. Dieser Strom kann entweder Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) sein.
Isolation: Stromwandler sorgen häufig für eine galvanische Trennung zwischen dem Eingangsstrom und dem Ausgangssignal. Diese Isolierung ist entscheidend für die Sicherheit und verhindert Störungen zwischen verschiedenen Komponenten eines elektrischen Systems.
Signalumwandlung: Stromwandler wandeln den gemessenen Strom häufig in ein proportionales Ausgangssignal um, typischerweise in Form einer Spannung oder eines Stroms. Diese Konvertierung erleichtert die Kommunikation mit anderen elektronischen Geräten wie Mikrocontrollern, SPS (Programmable Logic Controller) und Datenerfassungssystemen.
Verstärkung: Einige Stromwandler verstärken möglicherweise das Stromsignal, um ein stärkeres und einfacher messbares Ausgangssignal zu erzeugen. In bestimmten Anwendungen kann diese Verstärkung dazu beitragen, die Präzision der Strommessung zu verbessern. Für die RIT-Leckstromsensor kann den Strom mit Mini-Ampere in 1 oder 2 V Spannung umwandeln, die von der SPS oder Mikrocontrollern gemessen werden kann.
Stromwandler können eine Vielzahl von Ausgangsarten haben, wie z. B. Spannungsausgang (z. B. 0-10-V-Stromwandlerausgang), Stromausgang, Frequenzausgang oder digitale Kommunikationsprotokolle (z. B. 4-20-mA-Stromwandler oder Modbus). Der verwendete Ausgabetyp wird durch die individuellen Anwendungsanforderungen bestimmt.
Genauigkeit und Empfindlichkeit: Stromwandler sind so konstruiert, dass sie innerhalb eines bestimmten Bereichs präzise Messungen liefern. Um dem vorgesehenen Strombereich zu entsprechen, verfügen sie häufig über einstellbare Empfindlichkeits- oder Verstärkungseinstellungen.
Hangzhi-Stromwandler verfügen über Schutzmechanismen zum Schutz vor Überstromzuständen und anderen elektrischen Problemen.
Was ist ein Gleichstromwandler oder DCCT?
Ein Gleichstromwandler, auch Gleichstromsensor, Gleichstromwandler oder DCCT genannt, ist ein elektrisches Gerät, das speziell zum Messen und Umwandeln elektrischer Gleichstromsignale (DC) in dazu proportionale Ausgänge entwickelt wurde. Diese Ausgänge manifestieren sich üblicherweise als Spannungs-, Strom- oder digitale Daten.
Der Hauptzweck eines Gleichstromwandlers besteht darin, eine präzise und isolierte Darstellung des gemessenen Gleichstroms zu liefern. Das Erreichen dieses Ergebnisses wird durch die Integration verschiedener Sensorgeräte wie Fluxgate- oder Hall-Sensoren, Signalaufbereitungsschaltungen und Ausgangsschnittstellen erleichtert. Die Hauptfunktion des Sensorelements besteht darin, Gleichstrom (DC) zu erfassen und in ein quantifizierbares Signal umzuwandeln. Dieses Signal wird anschließend von der Signalaufbereitungsschaltung verarbeitet und angepasst. Der erhaltene Ausgang ist eine getreue Darstellung des Eingangsstroms, ist jedoch so formatiert, dass er mit anderen Geräten oder Systemen kompatibel ist und eine nahtlose Integration ermöglicht.
Was ist ein Wechselstromwandler?
Ein Wechselstromwandler, auch Wechselstromsensor oder Wechselstromwandler genannt, ist ein Gerät zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Größe und Eigenschaften des durch einen Leiter fließenden Wechselstroms, wie z. B. Frequenz und Phasenwinkel, genau wiedergibt. Der resultierende Ausgang wird im Allgemeinen entweder als Spannungssignal, Stromsignal oder digitales Signal dargestellt, abhängig von der jeweiligen Konfiguration und den Anforderungen des Wandlers.
Um diese Umwandlung zu erreichen, werden verschiedene Strategien eingesetzt: Fluxgate-, elektromagnetische und optische Methoden. Der Sensormechanismus ist für die Erkennung des magnetischen oder elektromagnetischen Feldes verantwortlich, das durch den Wechselstrom (AC) erzeugt wird. Anschließend werden diese erfassten Informationen mithilfe der internen Elektronik in ein entsprechendes Ausgangssignal umgewandelt. Wechselstromwandler spielen eine entscheidende Rolle in einer Vielzahl von Anwendungen, die eine präzise Messung und Umwandlung von Wechselströmen erfordern.
Wechselstromwandler sind in verschiedenen Bereichen, einschließlich Stromverteilung, Energiemanagement, Motorsteuerung und Industrieautomatisierung, von größter Bedeutung, um die Effizienz, Sicherheit und den optimalen Betrieb verschiedener elektrischer Systeme durch die Erleichterung einer präzisen Überwachung von Wechselströmen zu gewährleisten.
Wie funktioniert ein Stromwandler? und Das Stromwandlerprinzip
Heutige Wandler funktionieren, indem sie den primären elektrischen Strom, der durch einen Leiter fließt, in eine quantifizierbare sekundäre Ausgabe umwandeln. Das Funktionsprinzip des Stromwandlers kann je nach verwendetem Wandlertyp unterschiedlich sein. Im Folgenden werden die grundlegenden Funktionsprinzipien verschiedener gängiger Stromwandlertypen erläutert:
Fluxgate-Stromwandler
Fluxgate-Wandler verwenden einen Kern aus einem Material mit Hystereseeigenschaften. Der magnetische Zustand des Kerns ändert sich als Reaktion auf den Eingangsstrom. Die magnetische Fluktuation wird erkannt und quantifiziert, was zu einem Ausgang führt, der direkt proportional zum Eingangsstrom ist.
Erfahren Sie mehr über das detaillierte Funktionsprinzip von Fluxgate-Stromsensoren, und das Hangzhi-Katalog für Fluxgate-Stromsensoren und -Tester.
Hall-Effekt-Stromwandler
Diese Wandler nutzen das Hall-Effekt-Phänomen, das sich auf die Erzeugung einer Spannungsungleichheit an einem Leiter als Reaktion auf das Anlegen eines Magnetfelds bezieht, das senkrecht zur Richtung des Stromflusses verläuft. Wenn der Hall-Sensor in der Nähe des Leiters positioniert wird, kann er die Spannungsabweichung erkennen, die direkt proportional zum Strom ist. Der Wandler dient zur Verstärkung und Aufbereitung des Spannungssignals und erzeugt so einen Ausgang, der den Eingangsstrom genau darstellt.
Lerne mehr über Hall-Effekt-Stromwandler und die Unterschiede zwischen Fluxgate-Stromwandler und Hall-Effekt-Stromwandler.
Obwohl Hall-Effekt-Stromwandler in der Branche am beliebtesten für die Strommessung sind, ersetzt eine Art kostengünstiger Fluxgate-Stromsensor einige der Hall-Effekt-Stromsensoren für bessere Genauigkeit und Linearität, jedoch bei ähnlichen Kosten. Lerne mehr über Hangzhi HIT-Halleffekt ersetzt Stromwandler.
Rogowski-Spulenwandler
Rogowski-Spulenwandler bestehen aus einem gewickelten, flexiblen Leiter, der um den Zielleiter geschlungen ist. Wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, erzeugt er an der Spule eine elektromotorische Kraft, die direkt proportional zur Geschwindigkeit ist, mit der sich der Strom ändert. Die induzierte Spannung wird über die Zeit integriert, um den genauen Wert des Stroms zu ermitteln.
Stromwandler (CTs)
Stromwandler (CTs) bestehen aus einer Primärwicklung, die in Reihe mit dem stromführenden Leiter geschaltet ist, sowie einer Sekundärwicklung. Das Magnetfeld im Kern wird hauptsächlich durch die Primärwicklung erzeugt, was zur anschließenden Induktion eines Stroms in der Sekundärwicklung führt. Die Beziehung zwischen dem Sekundärstrom und dem Primärstrom ist proportional, wobei ersterer häufig in seiner Größe auf ein Niveau reduziert wird, das bequem gemessen werden kann.
Lerne mehr über Stromwandler vs. Stromwandler.
So wählen Sie Stromwandler und Geräte aus
Die Auswahl des geeigneten Stromwandlers erfordert die sorgfältige Bewertung verschiedener entscheidender Variablen, um sicherzustellen, dass der Wandler die besonderen Anforderungen der jeweiligen Anwendung angemessen erfüllt. Im Folgenden wird ein umfassender sequenzieller Rahmen vorgestellt, der darauf abzielt, den Entscheidungsprozess zu erleichtern und es Einzelpersonen zu ermöglichen, eine optimale Wahl zu treffen.
Art des Stroms
Bestimmen Sie, ob Sie Wechsel- oder Gleichstrom messen müssen. Dadurch werden Ihre Optionen auf Wechselstromwandler oder Gleichstromwandler eingegrenzt.
Heutzutage können Fluxgate-Stromwandler oder Hall-Effekt-Stromwandler sowohl Gleich- als auch Wechselstrom messen. Allerdings kann ein Stromwandler nur Wechselstrom messen, nicht jedoch Gleichstrom.
Aktueller Bereich
Definieren Sie die minimalen und maximalen Stromwerte, die Sie messen möchten. Normalerweise müssen wir einen technischen Puffer von etwa 10% bis 20% des tatsächlichen Primärstroms der Messung und des Nennbereichs des Stromwandlers oder Stromtesters belassen. Normalerweise sind die Stromwandler mit dem Gleichstrombereich gekennzeichnet. Wenn es sich also um eine Wechselstrommessung handelt, sollte der Nennbereich mit 0,707 berechnet werden. Beispielsweise kann ein Stromwandler mit einem maximalen DC-Bereich von 1000 A nur 707 A AC messen.
Heutzutage können Stromwandler bis über 10.000 A messen, mit Fehlerstromwandlern sogar bis zu 10 mA.
Genauigkeitsanforderungen
Identifizieren Sie das erforderliche Maß an Genauigkeit für Ihre Messungen. Verschiedene Wandler bieten unterschiedliche Genauigkeitsgrade. Stellen Sie sicher, dass die Genauigkeitsspezifikationen des ausgewählten Wandlers Ihren Anforderungen entsprechen.
Dies ist ein weiterer wichtiger Parameter, den Sie berücksichtigen müssen, da die aktuelle Messgenauigkeit entscheidend für das Signal ist, das an die Steuerung zurückgesendet wird, insbesondere bei Geräten mit hohen Präzisionsanforderungen wie MRT und hochpräzisen Stromversorgungs- oder Prüfgeräten.
Dank der Multi-Point-Close-Loop-Zero-Flux-Gate-Technologie sind wir jedoch in der Lage, das hochpräzise Strommessgerät auf ein akzeptables Niveau zu bringen.
AIT Hochpräziser Stromsensor kann den Strom bis zu DC12000A mit einer Genauigkeit von 10 ppm messen;
Industrieller Stromwandler kann den Strom auch bis zu DC6000A mit einer Genauigkeit von 0,02% messen;
Der Austausch des HIT-Zero-Flux-Gate-Halleffekt-Stromwandlers können mit einer Genauigkeit von 0,051 TP3T extrem niedrige Kosten erzielen. Dies ist ein großartiger Ersatz zu ähnlichen Kosten für herkömmliche Hall-Effekt-Stromwandler, die normalerweise eine Genauigkeit von 0,5% bis 2% haben.
Ausgangssignal
Bei der Auswahl der Stromwandler ist auch der Ausgangstyp zu berücksichtigen, da es normalerweise schwieriger ist, die nachgeschalteten Geräte zu wechseln, vor allem die analogen Eingangskarten oder die Steuerung. So wird es einfacher, den richtigen Signalausgangstyp passend zu Ihrem Controller oder Ihren AI-Karten auszuwählen.
Um den meisten Anwendungsanforderungen gerecht zu werden, bieten die meisten aktuellen Wandler-OEMs die folgenden Ausgangssignaltypen an:
Analoges Signal;
Aktuelles Signal:
Standard-4-20-mA-Signal für SPS-AI-Module;
Nicht standardmäßiges Stromsignal, für Leistungsanalysatoren oder Multimeter usw.
Spannungssignal:
±10V oder 0-10V Ausgangsstromwandler, zum Beispiel AIT1000-10V;
Digitalsignal:
Einige digitale Stromsensoren können den Messwert auch über RS232/485 ausgeben, sodass der gemessene Strom noch einfacher an die Steuerung oder den Server zurückübertragen werden kann.
Echtzeitanzeige:
Die meisten aktuellen Tester, insbesondere die Tragbare GleichstromprüfgeräteGeben Sie keine hochgenaue Messung an. Dank der Zero-Flux-Gate-Technologie gibt es einen hochpräzisen Stromtester und einen elektrischen Standardtester, der bis zu DC1500A mit einer Genauigkeit von 0,02% und Echtzeitanzeige messen kann. Diese Tester werden häufig in Laboratorien für die elektrische Kalibrierung und in industriellen Anwendungen eingesetzt. Insbesondere verwenden viele OEMs von Elektrofahrzeugbatterien hochpräzise Stromtester zur Kalibrierung der Batterieentladungstestgeräte.
Isolationsanforderungen
Bewerten Sie die Notwendigkeit der Implementierung einer galvanischen Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite in Ihrer spezifischen Anwendung. In diesem Zusammenhang kommt der Gewährleistung der Sicherheit und der Eindämmung des Auftretens von Erdschleifen eine große Bedeutung zu.
Frequenzbereich oder Bandbreite
Beim Arbeiten mit Wechselströmen (AC) oder gepulsten Strömen ist es wichtig, den für Ihre spezifische Anwendung geltenden Frequenzbereich zu berücksichtigen. Bestimmte Wandler verfügen möglicherweise über eine begrenzte Bandbreite. Daher ist es ratsam, einen Wandler auszuwählen, der den gewünschten Frequenzbereich effektiv abdecken kann.
Umweltbedingungen
Die Umgebungsbedingungen umfassen verschiedene Aspekte, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und das Vorhandensein von Staub oder korrosiven Verbindungen. Wählen Sie einen Wandler, der den für Ihre spezifische Anwendung relevanten Umgebungsbedingungen standhält.
Installationsmethode und physische Größe
Installationsmethode: Der erste Schritt im Installationsprozess besteht darin, das geeignete Design für die Anwendung zu bestimmen, z Split-Core oder mit geschlossenem Regelkreis oder für Schalttafelmontage, Leiterplattenmontage usw. Darüber hinaus muss berücksichtigt werden, ob ein Wandler erforderlich ist, der um den Leiter geklemmt wird. Wählen Sie eine pragmatische Methodik für das Umsetzungsverfahren.
Auch die Abmessungen sind von entscheidender Bedeutung, und der Kunde kann normalerweise eine STP-Datei erhalten, um das aktuelle Wandlermodell in sein gesamtes Gerätedesignmodell zu integrieren, um herauszufinden, ob genügend Platz vorhanden ist oder die Öffnung groß genug ist, damit der Leiter hindurchtreten kann.
Budgetüberlegungen
Bitte ermitteln Sie das für die Anschaffung des Schallkopfs vorgesehene Budget. Um die wertmäßig optimale Lösung zu ermitteln, ist es unerlässlich, Ihre Anforderungen sorgfältig zu bewerten und gegen die damit verbundenen Kosten abzuwägen. Auf dem aktuellen Wandlermarkt gibt es Sensoren mit hohen oder niedrigen Preisen, und wir werden immer klug sein, unser Geld auszugeben.
Ruf und Support des Herstellers
Auswahl der Wandler basierend auf dem Ruf des Herstellers: Es ist ratsam, sich für Wandler zu entscheiden, die von etablierten Unternehmen hergestellt werden, die nachweislich zuverlässige Produkte von höchster Qualität liefern. Führen Sie eine gründliche Suche nach Benutzerbewertungen und Branchenempfehlungen durch.
Bei Unsicherheiten bezüglich des optimalen Wandlers für eine bestimmte Anwendung ist es ratsam, sich von technischen Experten oder den Support-Teams der Hersteller beraten zu lassen.
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