Lösung für Niederspannungs-Stromwandler in Szenarien mit hochfrequenten komplexen Wellenformen
Kernkonzept der Lösung
Durchbruch der magnetischen Sättigungsbeschränkungen, Nutzung des Prinzips der elektromagnetischen Induktion für innovative Design. Erreicht eine präzise Messung von Hochfrequenzströmen, Gleichstromkomponenten und höheren Harmonischen, löst die Verzerrungsprobleme traditioneller Eisenkern-CTs in komplexen Wellenszenarien.
Technische Lösungsarchitektur
- Sensorik-Einheit: Flexibler Luftspulen-Rogowski-Kern
- Strukturelle Innovationen
- Hochpräziser Lackdraht gleichmäßig auf einem nichtmagnetischen flexiblen Träger gewickelt (z.B. Epoxydharz/Technisches Kunststoff)
- Teilkern-Mechanisches Design unterstützt die Installation unter Spannung (geeignet für Nachrüstungen und enge Räume)
- Signalgenerierungsprinzip
⚠ Ausgangssignal: di/dt (Stromdifferenzwert)
➡ Spiegelt direkt die Änderungsrate des Stroms wider, vermeidet Kern-Hystereseeffekte. - Signalverarbeitungseinheit: Hochleistung-Integrator-Schaltung
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Kernmodul |
Technische Merkmale |
Leistungsindikatoren |
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Integrator-Verstärker |
Ultra-niedriger Eingangsvorlagerstrom (≤1pA) |
Temp-Drift: ±0,5μV/°C |
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Integrationskondensator |
Polypropylen-Folienkondensator (C0G-Qualität) |
Kapazitätsstabilität >99% bei -40~125°C |
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Dynamische Kompensation |
Anpassungsfähiges Rückkopplungsnetzwerk |
Integrator-Driftunterdrückung >40dB |
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Bandbreitenvergrößerung |
Mehrstufige aktive Filterung |
Frequenzantwort: DC ~ 1MHz |
- ↳ Ausgangssignal: Vout = k・I(t) (k ist Kalibrierfaktor, Spannung korrespondiert linear zum Strom)
Kernvorteile gegenüber traditionellen CTs
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Schmerzpunkt-Szenario |
Einschränkungen traditioneller Eisenkern-CTs |
Vorteile dieser Lösung |
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Hoher Kurzschlussstrom |
Messfehler aufgrund magnetischer Sättigung |
Keine magnetische Sättigung |
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Gleichstromkomponente |
Kann keine stationären Gleichströme messen |
Unterstützt präzise Messung von Gleichstromkomponenten |
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Hochfrequente Harmonische |
Hochfrequenzsignalabschwächung aufgrund Kernverluste |
<0,5% Verzerrung bei 100kHz-Harmonischen |
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Komplexe Wellenformen |
Phasenverschiebung und Wellenformverzerrung |
Gruppenlaufzeit <10ns |
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Installationsflexibilität |
Erfordert Abschaltung für Installation / Raumbedingt eingeschränkt |
Flexibles Teilkern-Design, 3-Sekunden-Bereitstellung |
Typische Anwendungsszenarien
- Inverter-Ausgangsüberwachung
- Präzise Erfassung von Hochfrequenzoszillationen durch IGBT-Schaltungen (z.B. 20-150kHz)
- Fall: Harmonische Analyse in einer PV-Wechselrichteranlage, Messfehler für die 50. Harmonische (2,5kHz) reduziert von 12% auf 0,8%.
- Bogenfehlererkennung
- Nanosekunden-Reaktion auf Mikrosekunden-Pulsströme während der Bogenbildung (>100A/μs)
- Anwendung: Bogen-Schutz in Verteilungskästen von Rechenzentren, Reaktionszeit verkürzt auf 300μs.
- Elektrische Lokomotiv-Antriebssysteme
- Gleichzeitige Analyse von Gleichspannungsversorgungskomponenten und PWM-Trägersignalen (Trägerfrequenz 2-5kHz)
- Gemessene Daten: Klasse 1-Genauigkeit beibehalten für Gleichspannung 1500V + 4kHz-Ripple-Strom.
Zusammenfassung der wichtigsten technischen Parameter
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Position |
Parameter |
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Messbereich |
10mA ~ 100kA (Peak) |
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Frequenzgang |
DC – 1,5MHz (-3dB) |
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Linearitätsfehler |
≤ ±0,2% FS |
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Bohrung |
Φ50mm ~ Φ300mm (Anpassbar) |
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Betriebstemperatur |
-40℃ ~ +85℃ |
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Sicherheitszertifizierungen |
IEC 61010, EN 50178 |
Zusammenfassung des Lösungswerts
Dreidimensionale technologische Durchbrüche:
- Physikalische Schichtinnovation: Luftspulen-Struktur eliminiert komplett das Risiko der magnetischen Sättigung, Lebensdauer um das 10-fache erhöht.
- Signalschicht-Treue: 1MHz-Bandbreite + sub-mikrosekundäre Reaktionsfähigkeit ermöglicht hochpräzise Sensoren für Energie-IoT.
- Engineering-Schicht-Konvenienz: Teilkern-Design reduziert O&M-Stillstandskosten um 90%.
