Áramátalakító és áramváltó – hasonlóságok és különbségek

Az energiarendszerekben és a mérésautomatizálásban gyakran felmerül a kérdés: mi a különbség az áramátalakító és az áramváltó között, és mikor kell melyik eszközt alkalmazni? Bár mindkettő mérési funkciót lát el, működésük és rendeltetésük kissé eltérő.

Áramváltó egy elektromágneses elem, amely a nagy áramerősségű primer áramot arányos, alacsonyabb értékű szekunder árammá alakítja. Ennek köszönhetően nagy áramok is mérhetők kisebb mérési tartományú műszerekkel, például 5 A vagy 10 A.

Áramátalakító ezzel szemben egy mérőeszköz, amely nemcsak csökkenti az áram értékét, hanem normalizált elektromos jellé is alakítja – analóg (pl. 0…20 mA, 4…20 mA, 0…10 V) vagy digitális (pl. Modbus) formában.

Áram és mérés a gyakorlatban

Az áram egy áramkörben akár több száz amperig is elérhet. Ilyen nagy értékek biztonságos mérését hagyományos ampermérővel nem lehet elvégezni. Segítséget nyújtanak a áramváltók, amelyek a primer és szekunder tekercsek, valamint a ferromágneses mag segítségével a primer áramot a névleges értékre csökkentik, pl. 5 A-re.

Ezzel szemben a áramátalakítók nemcsak a mérésre, hanem az áram értékének monitorozására és továbbítására is alkalmasak vezérlők, energiamenedzsment rendszerek vagy a mért áramkörtől távoli mérőeszközök felé.

Az áramváltó működési elve

Az áramváltó működési elve az elektromágneses indukción alapul. A primer tekercsen folyó áram mágneses teret hoz létre a magban, amely indukálja a szekunder tekercs áramát. A szekunder áram értéke a transzformációs aránytól függ, azaz a szekunder és primer tekercs menetszámának arányától.

Ennek köszönhetően a például 200 A primer áram átalakítható 5 A szekunder árammá, amely biztonságosan mérhető ampermérővel vagy továbbítható villamosenergia-mérőre.

Áramátalakító – működés és szerep

Az áramátalakító kissé másképp működik. Feladata nemcsak az áram csökkentése, hanem annak olyan elektromos jellé alakítása, amely feldolgozható. Ez lehet:

• áramjel 4…20 mA vagy 0…20 mA,
• feszültségjel 0…10 V,
• digitális jel kommunikációs protokollon keresztül.

Az áramátalakítók ezért univerzálisabbak – közvetlenül csatlakoztathatók vezérlőkhöz, mérőeszközökhöz vagy SCADA rendszerekhez.

Különbségek az áramátalakítók és áramváltók között

A gyakorlatban világos különbségek vannak az áramátalakítók és áramváltók között:

1. Az áramváltó a névleges értékre csökkenti az áramot, általában 5 A vagy 1 A, és elsősorban ampermérők, villanyórák és védelmi berendezések táplálására használják.

2. Az áramátalakító a mért áramot normalizált kimeneti jellé alakítja, így könnyen használható felügyeleti és vezérlőrendszerekben.

3. Az áramváltó kizárólag mágneses indukción alapul, míg az áramátalakító elektronikus áramköröket és további jelfeldolgozást is alkalmazhat.

4. Az áramátalakító galvanikus leválasztást és nagyobb zavarvédelmet biztosít, ami ipari alkalmazásokban kulcsfontosságú.

Áramátalakítók és áramváltók AC és DC áram mérésére

Az áramváltók elsősorban váltakozó áram (AC) mérésére alkalmasak. Egyenáram (DC) esetén használatuk korlátozott, mivel működésük a mágneses fluxus változásán alapul.

Ezzel szemben az áramátalakítók tervezhetők AC és DC áramhoz egyaránt, így alkalmazhatók napelemes rendszerekben, akkumulátoros rendszerekben vagy elektronikai berendezések áramának mérésére.

Pontossági osztály és mérési paraméterek

Minden áramváltó és áramátalakító rendelkezik egy meghatározott pontossági osztállyal, amely jelzi, mennyire pontosan adja vissza a mért áramértékeket. Az áramváltóknál a pontosság a szekunder terheléstől és a transzformációs aránytól függ.

Az áramátalakítóknál fontos paraméterek:

• primer áram mérési tartománya (pl. 0…20 A),
• kimeneti jel típusa,
• galvanikus leválasztás,
• elektromágneses zavarokkal szembeni ellenállás.

Áramváltók alkalmazása

Az áramváltókat elsősorban energetikában és nagyfeszültségű rendszerekben használják. Fő feladataik:

• nagy áramok mérése kisebb tartományú műszerekkel,
• villanyórák táplálása,
• védelmi és biztonsági berendezésekkel való együttműködés,
• energiavezetékek terhelésének monitorozása.

A mérőváltóknak köszönhetően a mérés távolról, a vezérelt áramkörtől is elvégezhető.

Áramátalakítók alkalmazása

Az áramátalakítók főként a következő területeken használatosak:

• ipari automatizálás,
• energiafogyasztás felügyeleti rendszerei,
• DC és AC tápegységi rendszerek,
• PLC vezérlők és SCADA rendszerek,
• berendezések túlterhelés elleni védelme.

Elengedhetetlenek ott, ahol nem elég csak a szekunder áram mérése, hanem szükséges a jel további feldolgozásra.

Példa alkalmazás – 5 A és 20 A

Sok alkalmazásban a standard egy 5 A-es áramváltó, amely a primer áramot, például 200 A-t, 5 A szekunder áramra csökkenti. Ez a normalizált áram csatlakoztatható amperméterhez vagy villanyórához.

Az áramátalakító ezzel szemben akár 20 A-ig mérhet és 4…20 mA vagy 0…10 V kimeneti jellé alakíthatja, amelyet a vezérlőhöz vezetnek. Ez lehetővé teszi a technológiai folyamat pontos nyomon követését és a terhelésváltozások gyors reagálását.

Összegzés – áramátalakítók és áramváltók együtt

Az áramváltók és áramátalakítók nem versengenek egymással, hanem kiegészítik egymás alkalmazását. Az áramváltó nagy áramok mérését teszi lehetővé kisebb mérési tartományú műszerekkel, míg az áramátalakító normalizált elektromos jelet biztosít további elemzéshez és vezérléshez.

Az eszközök közötti választás a konkrét igényektől függ – csak mérésre van szükség, vagy kimeneti jelre is, amely kompatibilis az automatizálási és vezérlőrendszerekkel.

Tekintse meg kínálatunkat és válassza ki a megfelelő mérési megoldást. Lépjen kapcsolatba velünk, hogy megtaláljuk az Ön igényeinek legmegfelelőbb áramátalakítót vagy áramváltót.