Rozwiązanie dla transformatora prądowego niskiego napięcia w scenariuszach o wysokiej częstotliwości i złożonym kształcie fali
Podstawowe koncepcje rozwiązania
Przełamywanie ograniczeń nasycenia magnetycznego, wykorzystując zasady indukcji elektromagnetycznej do innowacyjnego projektu. Osiąga precyzyjne pomiary wysokoczęstotliwościowych prądów, składowych stałoprądowych i harmonicznych wysokiego rzędu, rozwiązując problemy zniekształceń tradycyjnych CT z rdzeniem żelaznym w scenariuszach złożonych form fal.
Architektura techniczna rozwiązania
- Jednostka czujnikowa: Zginająca się cewka Rogowskiego bez rdzenia
- Innowacje strukturalne
- Wysokoprecyzyjny lutowany przewód jednolity obudowany na elastycznej formie niemagnetycznej (np. epoksyd/ plastik techniczny)
- Konstrukcja rozdzielana mechanicznie umożliwiająca montaż pod napięciem (odpowiednia do modernizacji i ograniczonych przestrzeni)
- Zasada generowania sygnału
⚠ Wyjściowy sygnał: di/dt (różniczka prądu)
➡ Bezpośrednio odzwierciedla temp zmiany prądu, unikając efektów histerezy rdzenia. - Jednostka przetwarzania sygnału: Wysokowydajny układ całkujący
|
Główny moduł |
Cechy techniczne |
Wskaźniki wydajności |
|
Wzmocniacz całkujący |
Nadwyjątkowo niski wejściowy prąd obciążeniowy (≤1pA) |
Drift temperatury: ±0,5μV/°C |
|
Kondensator całkujący |
Kondensator foliowy polipropilenowy (klasa C0G) |
Stabilność pojemności >99%@ -40~125°C |
|
Dynamika kompensacji |
Adaptacyjna sieć sprzężenia zwrotnego |
Hamowanie dryfu całkującego >40dB |
|
Rozszerzenie pasma |
Wielostopniowe filtrowanie aktywne |
Odpowiedź częstotliwościowa: DC ~ 1MHz |
- ↳ Wyjściowy sygnał: Vout = k・I(t) (k to współczynnik kalibracji, napięcie liniowo odpowiada prądowi)
Główne zalety nad tradycyjnymi CT
|
Scenariusz problemu |
Ograniczenia tradycyjnych CT z rdzeniem żelaznym |
Zalety tego rozwiązania |
|
Wysoki prąd krótkiego spięcia |
Awaria pomiaru z powodu nasycenia magnetycznego |
Brak nasycenia magnetycznego |
|
Składowa stała |
Nie można mierzyć stałej składowej w stanie ustalonym |
Obsługa precyzyjnego pomiaru składowej stałej |
|
Harmoniczne wysokoczęstotliwościowe |
Zmniejszenie sygnału wysokoczęstotliwościowego z powodu strat w rdzeniu |
<0,5% zniekształcen przy 100kHz harmonicznej |
|
Złożone formy fal |
Opóźnienie fazowe i zniekształcenie formy fali |
Opóźnienie grupowe <10ns |
|
Elastyczność instalacji |
Wymagane wyłączenie zasilania / ograniczone miejsce |
Elastyczna konstrukcja rozdzielana, wdrożenie w 3 sekundy |
Typowe scenariusze zastosowania
- Monitorowanie wyjścia inwertera
- Precyzyjne uchwycenie wysokoczęstotliwościowych oscylacji spowodowanych przełączaniem IGBT (np. 20-150kHz)
- Przypadek: Analiza harmonicznej w zakładzie inwerterów PV, błąd pomiaru dla 50-tej harmonicznej (2,5kHz) zmniejszony z 12% do 0,8%.
- Wykrywanie uszkodzeń łukowych
- Odpowiedź nanosekundowa na mikrosekundowe impulsy prądu podczas inicjacji łuku (>100A/μs)
- Zastosowanie: Ochrona przed łukiem w szafach dystrybucyjnych centrum danych, czas odpowiedzi skrócony do 300μs.
- Systemy napędowe lokomotyw elektrycznych
- Simultaneous analysis of DC supply components and PWM carrier signals (carrier freq. 2-5kHz)
- Measured Data: Maintained Class 1 accuracy for DC 1500V + 4kHz ripple current.
Podsumowanie kluczowych parametrów technicznych
|
Pozycja |
Parametr |
|
Zakres pomiaru |
10mA ~ 100kA (szczyt) |
|
Odpowiedź częstotliwościowa |
DC – 1,5MHz (-3dB) |
|
Błąd liniowości |
≤ ±0,2% FS |
|
Średnica otworu montażowego |
Φ50mm ~ Φ300mm (do dostosowania) |
|
Temperatura pracy |
-40℃ ~ +85℃ |
|
Certyfikaty bezpieczeństwa |
IEC 61010, EN 50178 |
Podsumowanie wartości rozwiązania
Trójwymiarowe przełomy technologiczne:
- Innowacja na poziomie fizycznym: Struktura bez rdzenia całkowicie eliminuje ryzyko nasycenia magnetycznego, zwiększając żywotność o 10 razy.
- Fidelność na poziomie sygnałowym: Pasmo 1MHz + submikrosekundowa odpowiedź umożliwia wysokoprecyzyjne czujniki dla IoT energetycznego.
- Wygodność na poziomie inżynieryjnym: Konstrukcja rozdzielana zmniejsza koszty przestoju O&M o 90%.
