Wie LEM-Strom- und Spannungstransducer funktionieren

Moderne Energie- und Industriesysteme erfordern eine präzise Messung von Strom und Spannung in Echtzeit. LEM-Wandler, sowohl Strom- als auch Spannungswandler, spielen eine wichtige Rolle bei der Überwachung und Steuerung des Energieflusses in elektrischen Systemen. Sie ermöglichen eine sichere Verwaltung von Geräten, die Kontrolle der Netzparameter und die Verbesserung der Energieeffizienz der Systeme.

Strom- und Spannungswandler finden in vielen Bereichen Anwendung, von der Industrieautomation über Photovoltaik- und Windkraftsysteme bis hin zu Hochspannungs- und Hochstromnetzen. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Strom oder Spannung aus einem elektrischen System in ein Messsignal umzuwandeln, das proportional zu den gemessenen Werten ist. So können die Systeme in Echtzeit genau auf Veränderungen reagieren, was für die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Maschinen und Geräten entscheidend ist.

Was sind Strom- und Spannungswandler?

Ein Wandler ist ein Messelement, das die Überwachung des Strom- oder Spannungsflusses in Gleich- und Wechselstromsystemen (DC und AC) ermöglicht. LEM-Wandler arbeiten auf Basis verschiedener Technologien, einschließlich der Methode des Halleffekts. Bei Hallotron-Wandlern ist eine Strommessung ohne direkten Kontakt mit dem Leiter möglich. Andere Wandler nutzen ferromagnetische Kerne oder Isolationstechnologien, je nach Anwendung.

Stromwandler messen den durch den Leiter fließenden Strom und wandeln ihn in ein Ausgangssignal um, das proportional zur Stromstärke ist. Sie werden zur Überwachung von Motorströmen, zur Steuerung der Stromversorgung industrieller Systeme und in Energiemanagementgeräten eingesetzt. Spannungswandler liefern Informationen über die Spannung im Netz oder im Stromkreis, wodurch eine präzise Steuerung und Überlastschutz möglich ist. Je nach Technologie kann ein Spannungswandler Widerstandsteiler, Trenntransformatoren oder andere isolierende Lösungen verwenden.

Arten von LEM-Wandlern

In der Praxis gibt es verschiedene Arten von Wandlern, abhängig von Anwendung und Stromart:

• DC-Stromwandler – für die Messung von Gleichstrom in Photovoltaiksystemen, Energiespeichern und beim Laden von Elektrofahrzeugen.
• AC- und DC-Stromwandler – ermöglichen die Messung von Wechsel- und Gleichstrom, wobei die Genauigkeit von der verwendeten Technologie abhängt (Hall, Stromwandler).
• Spannungswandler – eingesetzt in Stromnetzen, Automatisierungssystemen und Leistungselektronik, liefern ein Signal proportional zur Spannung.
• Hochstromwandler – für galvanische Prozesse und Energiesysteme mit sehr hohen Strömen. Nur Spezialmodelle können Werte von mehreren hundert Kiloampere verarbeiten.

Wie funktionieren Strom- und Spannungswandler?

Das Funktionsprinzip eines Stromwandlers basiert darauf, den durch den Leiter fließenden Strom in ein elektrisches Signal proportional zum Stromwert umzuwandeln. In Systemen auf Basis des Halleffekts erzeugt der Strom einen Magnetfluss, der vom Hall-Sensor erkannt wird. Der Wandler erzeugt dann das Ausgangssignal, das von Automatisierungs- oder Messsystemen abgelesen werden kann.

Der Spannungswandler funktioniert nach demselben Prinzip, wandelt die Spannung in ein proportionales Signal um und ermöglicht so die Steuerung des Energieflusses in Echtzeit. In beiden Fällen ist es wichtig, dass der Wandler entsprechend den gemessenen Werten und der Stromart im System (AC oder DC) ausgewählt wird.

Anwendungen von LEM-Wandlern

LEM-Wandler werden in einer Vielzahl von industriellen und energetischen Anwendungen eingesetzt:

• Industrieautomatisierungssysteme – Kontrolle von Strom und Spannung in Maschinen, Geräten und Produktionslinien, um Sicherheit und Zuverlässigkeit der Systeme zu gewährleisten.
• Energie und Stromversorgungssysteme – Überwachung von Strömen in AC- und DC-Netzen, Energiespeichern, Wind- und Photovoltaikanlagen.
• Laden von Elektrofahrzeugen – die präzise Strommessung ermöglicht die Optimierung des Ladevorgangs und die Verwaltung der Batterieenergie.
• Leistungselektronik und Stromversorgungssysteme – Wandler liefern Messsignale für Steuer- und Schutzsysteme, erhöhen die Effizienz und Sicherheit der Maschinen und Geräte.
• Überwachungs- und Steuersysteme – ermöglichen die Erkennung von Anomalien, die Überwachung des Strom- und Spannungsflusses und die Optimierung des Energieverbrauchs in Echtzeit.

Wandlerparameter

Bei der Auswahl eines Strom- oder Spannungswandlers sollte auf Folgendes geachtet werden:

• Strom- oder Spannungsbereich – damit der Wandler die tatsächlichen Werte im System messen kann.
• Messgenauigkeit – beeinflusst die Genauigkeit des Ausgangssignals und die Sicherheit der Steuerung.
• Störfestigkeit – wichtig in industriellen Umgebungen und Automatisierungssystemen.
• Art des Ausgangssignals – proportional zum Strom- oder Spannungswert im System.
• Anwendungsbereich des Wandlers – Gleichstrom, Wechselstrom, hohe Ströme oder hohe Spannung.
• Zuverlässigkeit und Langlebigkeit – in industriellen oder energetischen Prozessen, wo Arbeiten unter schwierigen Bedingungen die Norm ist.

Fazit

LEM-Strom- und Spannungswandler sind unverzichtbare Komponenten in Automatisierungs-, Energie- und Leistungselektroniksystemen. Sie ermöglichen die Überwachung von Strom- und Spannungsfluss, eine präzise Steuerung der Systeme und die Steigerung der Energieeffizienz. Der Einsatz in AC- und DC-Systemen, bei hohen Strömen und in industriellen Umgebungen gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb von Maschinen, Geräten und Stromversorgungssystemen.

LEM-Wandler bieten Präzision, Zuverlässigkeit und Schutz vor Störungen, was für die Sicherheit von Geräten und elektronischen Komponenten entscheidend ist. Ihre Vielseitigkeit macht sie sowohl für industrielle Systeme als auch für Energiemanagement, Photovoltaik und Energiespeicher geeignet.

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