Какой трансформатор тока выбрать?

Токовый преобразователь – это измерительное устройство, предназначенное для измерения электрического тока, протекающего в цепи, и преобразования его в стандартный выходной сигнал, легко интерпретируемый контроллером или другой системой управления. Это может быть сигнал напряжения (0–10 В) или токовый сигнал (например, 4–20 мА). Благодаря этому измерительный преобразователь позволяет контролировать изменения силы тока в устройствах, машинах и электрических установках.

Преобразователь необходим в системах, где требуется безопасное и точное измерение первичного тока, а затем его преобразование во вторичный сигнал с меньшими значениями, адаптированными к измерительным приборам.

Ток и измерение – зачем нужны преобразователи?

Электрический ток в цепи может достигать очень высоких значений. Измерять его напрямую с помощью классических измерителей было бы опасно и непрактично. По этой причине используются токовые преобразователи, которые превращают первичный ток в пропорциональный выходной сигнал.

Измерительный токовый преобразователь позволяет:

• контролировать потребление энергии,
• следить за работой промышленного оборудования,
• защищать электрические системы от перегрузок,
• интегрироваться с системами автоматизации и контроллерами PLC.

Токовый преобразователь – принцип работы трансформатора тока

Основным элементом многих токовых преобразователей является трансформатор тока. Он состоит из магнитопровода, а также первичной и вторичной обмотки.

• Первичный ток протекает через первичную обмотку, создавая магнитное поле в сердечнике.
• Магнитное поле индуцирует ток во вторичной обмотке, который пропорционален первичному току.
• Благодаря этому можно измерять токи очень больших значений, получая вторичный сигнал в безопасном для измерительных приборов диапазоне, например 5 А.

Такой принцип работы трансформатора делает токовый преобразователь применимым для измерения как переменного (AC), так и постоянного (DC) тока в зависимости от конструкции устройства.

Виды токовых преобразователей

На практике применяются разные виды преобразователей в зависимости от характера тока и области применения.

• AC-преобразователь – используется для измерения переменного тока в сетях электропитания.
• DC-преобразователь – предназначен для мониторинга постоянного тока в технологических системах.
• Измерительный преобразователь с аналоговым выходом – генерирует сигнал 0–10 В, 0–20 мА или 4–20 мА.
• Токовый преобразователь с Modbus RTU – современные цифровые устройства, передающие данные в контроллеры через интерфейс RS485.

Некоторые модели представляют собой двойные преобразователи, позволяющие одновременно измерять два контура.

Трансформатор тока – классический измерительный элемент

Трансформатор тока – это тип преобразователя, который десятилетиями используется в электроэнергетике. Он использует явление магнитной индукции и благодаря правильно подобранному соотношению обмоток позволяет безопасно измерять первичный ток очень больших значений.

Например, первичный ток в цепи может составлять 200 А, а трансформатор тока преобразует его во вторичный ток 5 А, который можно безопасно подключить к амперметру, контроллеру PLC или измерительному преобразователю тока.

Измерительный токовый преобразователь в промышленной автоматике

В промышленной автоматике токовые преобразователи играют ключевую роль в мониторинге и защите установок. Контроллер получает стандартизированный электрический сигнал и на его основе может отключить цепь, управлять процессом или контролировать потребление энергии.

Это позволяет:

• отслеживать значения тока в реальном времени,
• обнаруживать перегрузки,
• оптимизировать работу оборудования,
• снижать потери энергии.

Токовый преобразователь AC и DC

В зависимости от типа тока различают:

• AC-преобразователи – предназначены для преобразования измеряемого переменного тока, например в сетевых установках,
• DC-преобразователи – применяются в устройствах, питающихся от постоянного тока, таких как аккумуляторы или фотоэлектрические системы.

На практике встречаются также гибридные решения, позволяющие измерять ток в обоих режимах.

Выходы преобразователей – аналоговые и цифровые

Токовый преобразователь может генерировать различные выходные сигналы:

• Аналоговые – 0…10 В, 0…20 мА или 4…20 мА. Эти сигналы легко подключать и они широко применяются в системах автоматизации.
• Цифровые – например, Modbus RTU, позволяющие передавать точные измерительные данные и интегрироваться с крупными системами.

Благодаря этому измерительный токовый преобразователь может использоваться как в простых приложениях, так и в сложных системах управления энергией.

Точность и диапазон измерений

Выбирая токовый преобразователь, следует обратить внимание на:

• диапазон первичного тока (например, 0…20 А, 0…100 А, 0…500 А),
• точность измерений,
• тип выходного сигнала,
• гальваническую развязку,
• возможность работы с выбранным контроллером или измерителем.

Во многих промышленных приложениях используются преобразователи с выходом 5 А, что является стандартом во вторичных измерениях.

Применение токовых преобразователей

Токовый преобразователь находит применение во многих областях:

• энергетика и распределение электроэнергии,
• системы промышленной автоматизации,
• мониторинг работы двигателей и машин,
• фотоэлектрические и аккумуляторные установки,
• защита от перегрузок и коротких замыканий.

В каждой из этих областей измерительный токовый преобразователь выполняет роль надежного элемента контроля.

Заключение

Токовый преобразователь и трансформатор тока – это основные измерительные устройства, применяемые в электроэнергетике и автоматике. Их главная задача – безопасное измерение первичного тока и его преобразование во вторичный сигнал, который может анализироваться контроллером или измерительной системой. Доступны как аналоговые, так и цифровые преобразователи, включая модели с интерфейсом Modbus RTU.

Выбор подходящей модели зависит от типа тока (AC или DC), диапазона измерений, требуемой точности и специфики применения. С помощью преобразователей можно эффективно контролировать и защищать электрические устройства, а также оптимизировать промышленные процессы.

Приглашаем ознакомиться с нашим предложением и выбрать подходящий токовый преобразователь для ваших задач. Свяжитесь с нами, чтобы найти решение, наилучшим образом соответствующее потребностям вашей системы.