Який струмовий перетворювач обрати?

Перетворювач струму – це вимірювальний пристрій, призначений для вимірювання електричного струму, що протікає в колі, та перетворення його у стандартний вихідний сигнал, зручний для інтерпретації контролером або іншою системою управління. Це може бути сигнал напруги (0–10 В) або струмовий сигнал (наприклад, 4–20 мА). Завдяки цьому вимірювальний перетворювач дозволяє контролювати зміни сили струму в пристроях, машинах та електричних установках.

Перетворювач є необхідним у системах, де потрібно безпечно та точно виміряти первинний струм, а потім перетворити його у вторинний сигнал з меншими значеннями, адаптованими до вимірювальних приладів.

Струм і вимірювання – чому застосовують перетворювачі?

Електричний струм у колі може досягати дуже високих значень. Вимірювати його безпосередньо за допомогою класичних вимірювачів було б небезпечно і непрактично. З цієї причини застосовують перетворювачі струму, які перетворюють первинний струм у пропорційний вихідний сигнал.

Вимірювальний перетворювач струму дозволяє:

• контролювати споживання енергії,
• керувати роботою промислового обладнання,
• захищати електричні системи від перевантажень,
• інтегруватися з системами автоматизації та контролерами PLC.

Перетворювач струму – принцип роботи трансформатора струму

Основним елементом багатьох перетворювачів струму є трансформатор струму. Він складається з магнітопроводу та первинної і вторинної обмотки.

• Первинний струм протікає через первинну обмотку, створюючи магнітне поле в осерді.
• Магнітне поле індукує струм у вторинній обмотці, який пропорційний до первинного струму.
• Завдяки цьому можна вимірювати струми дуже великих значень, отримуючи вторинний сигнал у безпечному для вимірювальних пристроїв діапазоні, наприклад 5 А.

Такий принцип роботи трансформатора робить перетворювач струму придатним для вимірювання як змінних (AC), так і постійних (DC) струмів, залежно від конструкції пристрою.

Види перетворювачів струму

На практиці застосовуються різні види перетворювачів залежно від характеру струму та сфери використання.

• AC-перетворювач – використовується для вимірювання змінного струму в електромережах.
• DC-перетворювач – призначений для моніторингу постійного струму в технологічних системах.
• Вимірювальний перетворювач з аналоговим виходом – генерує сигнал 0–10 В, 0–20 мА або 4–20 мА.
• Перетворювач струму з Modbus RTU – сучасні цифрові пристрої, що передають дані до контролерів через інтерфейс RS485.

Деякі моделі – це подвійні перетворювачі, які дозволяють одночасно вимірювати два кола.

Трансформатор струму – класичний вимірювальний елемент

Трансформатор струму – це різновид перетворювача, який десятиліттями застосовується в електроенергетиці. Він використовує явище магнітної індукції та завдяки правильно підібраному співвідношенню обмоток дозволяє безпечно вимірювати первинний струм дуже великого значення.

Наприклад, первинний струм у колі може становити 200 А, а трансформатор струму перетворює його на вторинний струм 5 А, який можна безпечно підключити до амперметра, контролера PLC чи вимірювального перетворювача струму.

Вимірювальний перетворювач струму в промисловій автоматизації

У промисловій автоматизації перетворювачі струму відіграють ключову роль у моніторингу та захисті установок. Контролер отримує стандартизований електричний сигнал і на його основі може вимикати коло, керувати процесом або контролювати споживання енергії.

Це дозволяє:

• відстежувати значення струму в реальному часі,
• виявляти перевантаження,
• оптимізувати роботу обладнання,
• зменшувати втрати енергії.

AC і DC перетворювач струму

Залежно від типу струму розрізняють:

• AC-перетворювачі – призначені для перетворення вимірюваного змінного струму, наприклад у мережевих установках,
• DC-перетворювачі – застосовуються у пристроях, що живляться від постійного струму, таких як акумулятори чи фотогальванічні системи.

На практиці можна зустріти також гібридні рішення, які дозволяють вимірювати струм в обох режимах.

Виходи перетворювачів – аналогові та цифрові

Перетворювач струму може генерувати різні вихідні сигнали:

• Аналогові – 0…10 В, 0…20 мА або 4…20 мА. Ці сигнали легко підключати і вони широко застосовуються в системах автоматизації.
• Цифрові – наприклад, Modbus RTU, які дозволяють передавати точні вимірювальні дані та інтегруватися з більшими системами.

Завдяки цьому вимірювальний перетворювач струму може застосовуватися як у простих додатках, так і у складних системах управління енергією.

Точність і діапазон вимірювань

Обираючи перетворювач струму, слід звернути увагу на:

• діапазон первинного струму (наприклад, 0…20 А, 0…100 А, 0…500 А),
• точність вимірювання,
• тип вихідного сигналу,
• гальванічну розв’язку,
• можливість роботи з вибраним контролером чи вимірювачем.

У багатьох промислових застосуваннях використовуються перетворювачі з виходом 5 А, що є стандартом у вторинних вимірюваннях.

Застосування перетворювачів струму

Перетворювач струму знаходить застосування у багатьох сферах:

• енергетика та розподіл електроенергії,
• системи промислової автоматизації,
• моніторинг роботи двигунів і машин,
• фотогальванічні та акумуляторні установки,
• захист від перевантажень і коротких замикань.

У кожній з цих сфер вимірювальний перетворювач струму виконує роль надійного контрольного елемента.

Підсумок

Перетворювач струму та трансформатор струму – це основні вимірювальні пристрої, які застосовуються в електроенергетиці та автоматизації. Їх головне завдання – безпечне вимірювання первинного струму та його перетворення у вторинний сигнал, який може аналізуватися контролером чи вимірювальною системою. Доступні як аналогові, так і цифрові перетворювачі, включно з моделями з інтерфейсом Modbus RTU.

Вибір відповідної моделі залежить від типу струму (AC чи DC), діапазону вимірювання, необхідної точності та специфіки застосування. Завдяки перетворювачам можна ефективно контролювати й захищати електричні пристрої, а також оптимізувати промислові процеси.

Запрошуємо ознайомитися з нашою пропозицією та обрати відповідний перетворювач струму для ваших завдань. Зв’яжіться з нами, щоб знайти рішення, яке найкраще відповідає потребам вашої системи.