В зависимости от принципа работы датчики тока подразделяются на резистивные, токовые трансформаторы и датчики на эффекте Холла. Резистивные датчики содержат в своем составе резистивный элемент, включаемый в измеряемую цепь. Датчики на основе токового трансформатора позволяют измерять только переменные токи и имеют небольшой частотный диапазон.
- Тем не менее, преимуществами токовых трансформаторов являются:
- отсутствие вносимых потерь;
- отсутствие напряжения смещения;
- отсутствие необходимости использования внешнего источника питания.
Для датчиков на основе токового трансформатора являются очевидными некоторые пути снижения погрешностей:
- использование при изготовлении магнитопроводов магнитных материалов с большей магнитной проницаемостью, чем применяемые в настоящее время (аморфное железо, некоторые марки феррита и т.д.);
- увеличение площади поперечного сечения магнитопровода;
- увеличение числа вторичных витков (повышение коэффициента трансформации);
- снижение вторичной нагрузки и т.д.
В зависимости от типа выходного сигнала датчики делятся на:
- датчики с линейным сигналом по напряжению (CSL),
- датчики с выходом по току (CSN),
- датчики с цифровым сигналом (CSD).
Выходной сигнал линейного датчика полностью отражает форму сигнала измеряемого тока и может быть использован для обратной связи в системах контроля двигателями или для регулировки объема работы электроустановки. Цифровые датчики могут быть задействованы в системах подачи звукового сигнала оповещения, запуска электродвигателей, открывании клапанов или выключении насосов. Датчик тока Д.005.007 (далее- датчик) предназначен для использования в электронных системах автоматики электроустановок напряжением до 1000 В частотой 50 Гц и представляет тороидальный трансформатор тока ( www.energis.pro).
Датчик используется в составе изделия МТД — монитор тока двигателя. Датчик определяет действующее значение переменного тока в контролируемом силовом проводе. Датчик имеет измерительное отверстие для силового провода, что гарантирует отсутствие потерь при монтаже, минимизирует рассеиваемую энергию, обеспечивает выходную изоляцию при легкости и удобстве подключения. Диаметр силового провода (по габариту) не более 16 мм. Кроме того, датчики тока не могут быть повреждены в результате больших бросков тока.
Для датчика тока в качестве основного средства снижения погрешностей было рассмотрено увеличение числа витков вторичной обмотки. Ситуация несколько усложняется тем, что при увеличении числа вторичных витков одновременно растет полное сопротивление вторичной цепи, уменьшается вторичный ток, что требует применения других, более чувствительных реле или электронных устройств (http://www.energis.pro/goods/13/).
Практически это реализовано в устройстве защиты – монитор тока двигателя МТД, укомплектованного датчиками тока Д.005.007-02. Вторичная обмотка датчика содержит до 2000 витков и обеспечивает синусоидальный ток до 100 мА. Датчик ДТА-4-20-50 является унифицированной версией с выходным нормированным токовым сигналом 4-20 мА для измерения переменного тока до 50А в силовом проводе. Диапазон измерения переменного тока таким датчиком может быть расширен до 200-250А.
Область применения:
- электродвигатели с регулируемой скоростью вращения
- системы защиты от перегрузки двигателей
- защита силовых полупроводников
- защита от замыкания на землю
- мониторинг токовой системы электросварочного оборудования
- системы автомобильной диагностики.
ЛИТЕРАТУРА: ГОСТ 7746-01.
«Трансформаторы тока. Общие технические условия». Введен в действие 01.01.2003 г.
«Кабельные трансформаторы тока. Способы улучшения характеристик», Алексей Шалин, д.т.н., Антон Дехтерев, Новосибирский государственный технический университет. Михаил Ильиных, Владимир Сенченко, ООО «ПНП БОЛИД», г. Новосибирск
Статья подготовлена ООО «Энергис-Автоматика»
г. Киров
