Применение датчиков LEM в автоматизации и силовой электронике

Благодаря трансдукторам LEM возможно точное измерение тока и напряжения в различных энергетических приложениях и системах автоматизации, что делает их незаменимыми в современной технологии. Их популярность объясняется высокой точностью, надежностью и устойчивостью к электромагнитным помехам, которые часто встречаются в промышленных условиях. В системах постоянного (DC) и переменного тока (AC) трансформатор тока позволяет контролировать поток энергии, управлять системой и защищать электронные устройства.

Принцип работы трансформаторов LEM

Трансформаторы LEM работают на основе двух основных методов измерения тока:

Датчики Холла

Они генерируют сигнал, пропорциональный протекающему току, на основе магнитного поля, создаваемого проводником. Этот метод позволяет измерять как постоянный ток (DC), так и переменный (AC) с гальванической развязкой между измеряемой цепью и выходной электроникой.

Индуктивный (трансформаторный) метод

Использует явление электромагнитной индукции и работает исключительно для переменного тока (AC).

Благодаря этим технологиям возможно генерация выходного сигнала, пропорционального протекающему току, без прямого электрического контакта с высоковольтной системой. Это повышает безопасность работы и минимизирует риск повреждения компонентов в случае перенапряжений или сбоев системы.

Конструкция трансформаторов LEM

Типичный трансформатор тока LEM состоит из:

• Проводника тока – через который протекает измеряемый ток.
• Датчика Холла или индуктивной системы – отвечающего за фиксацию магнитного потока.
• Преобразователя выходного сигнала – конвертирующего сигнал в пропорциональный ток или напряжение.

Гальваническая развязка обеспечивает безопасность и защищает измерительную электронику от повреждений при перенапряжении.

Типы трансформаторов LEM

На рынке представлен широкий выбор трансформаторов LEM, предназначенных для различных промышленных и энергоэлектронных приложений:

• DC трансформаторы тока – для мониторинга и управления постоянным током в источниках питания, системах хранения энергии и электромобильности.
• AC трансформаторы тока – используются в электрических машинах, инверторах, фотоэлектрических и ветровых системах.
• Трансформаторы для высоких токов – до 1000 A и даже 500 kA в крупных промышленных и энергетических установках.
• Изолированные и шунтовые трансформаторы – изолированные обеспечивают полную гальваническую развязку, а шунтовые используют сопротивление для измерения тока без изоляции (для специализированных применений).

Все типы позволяют контролировать ток в реальном времени и генерировать сигнал, пропорциональный измеряемому значению, что важно для управления и защиты систем автоматизации и энергоэлектроники.

Применение трансформаторов LEM в автоматизации

В системах автоматизации трансформаторы LEM позволяют точно измерять ток в цепях управления машинами и промышленным оборудованием. С их помощью возможно:

• Обнаружение перегрузок и сбоев в цепях питания.
• Оптимизация энергопотребления в производственных системах.
• Интеграция с системами управления энергией на промышленных предприятиях.
• Автоматическое управление токами двигателей и приводов в реальном времени.

В приложениях DC, таких как зарядка аккумуляторов, фотоэлектрические системы или хранение энергии, точность измерений (обычно ±0,5–1%) и высокая надежность необходимы для безопасной работы всей системы.

Применение трансформаторов LEM в энергоэлектронике

Трансформаторы LEM играют ключевую роль в источниках питания, преобразователях и инверторах:

• Мониторинг потока тока в DC и AC цепях и системах хранения энергии.
• Управление мощностью в системах энергоэлектроники, повышая энергетическую эффективность.
• Защита от перегрузок и электромагнитных помех.
• Точные измерения в промышленных установках с высокими токами.

Примеры применения: инверторы, импульсные источники питания, UPS системы, фотоэлектрические установки, энергохранилища и электромобили (EV).

Точность и надежность измерений

Трансформаторы LEM характеризуются высокой точностью, устойчивостью к электромагнитным помехам и долгим сроком службы. Благодаря этому:

• Возможно точное измерение тока в цепях с большими токами и в промышленных условиях.
• Минимизируется риск сбоев, что повышает безопасность машин и оборудования.
• Они позволяют контролировать качество энергии, оптимизировать системы и повышать энергетическую эффективность.

Практические советы по установке

Чтобы обеспечить правильные измерения и надежность системы, стоит обратить внимание на:

• Правильное подключение проводника тока – обеспечивает точность измерений.
• Минимизация электромагнитных помех – с использованием экранирования и правильного прокладывания кабелей.
• Выбор трансформатора под диапазон тока – выходной сигнал должен быть пропорционален потоку энергии.
• Учет типа тока (AC/DC) – выбор подходящей технологии измерения.
• Соответствие стандартам – для безопасности и качества измерений.

Неправильная прокладка кабелей, слишком большое расстояние от электронных систем или неверный выбор диапазона могут вызывать помехи или ошибки измерений.

Резюме

Трансформаторы LEM незаменимы в автоматизации и энергоэлектронике, обеспечивая точное измерение тока и напряжения, контроль потока энергии, а также повышая безопасность и эффективность систем. Их высокая точность, устойчивость к помехам и надежность делают их подходящими как для DC, так и для AC приложений, в машинах, промышленном оборудовании, системах хранения энергии и электромобильности.

Мы предлагаем широкий выбор трансформаторов LEM, которые идеально подходят для автоматизации и энергоэлектроники – узнайте, как наши решения могут повысить надежность и производительность ваших систем.