1.Soluţii optime cu 5 tehnologii diferite
În timpul celor 30 de ani de experienţă, LEM a răspuns numeroaselor cereri specifice, realizând astfel o gamă largă de traductoare de curent şi tensiune izolate galvanic, ce au devenit standarde în domeniul măsurătorilor.
Utilizatorul poate alege dintre numeroasele modele împărţite în 4 grupe principale:
• traductoare cu efect Hall în buclă deschisă (tip H);
• traductoare cu efect Hall în buclă închisă (tip L);
• traductoare în buclă închisă tip C;
• traductoare în buclă închisă tip IT.
Măsurare de curent tip H tip L tip C tip IT
Domeniu de măsură 0-18000 A 0-15000 A 0-150 A 0-600 A
Banda de frecvenţe 0-25 KHz 0-200 KHz 0-250/500 KHz 0-100 KHz
Precizie la 25OC ±1% ±0,5% ±0,1% 2 ppm
Liniaritate ±0,5% ±0,1% ±0,05% 1 ppm
Timp răspuns <3-7us <1 us 0.3 ... 0.4 us 0.3 us
Temperatură lucru -25 ... +70OC -40 ... +85OC -25 ... +70OC -10 ... +50OC
Măsurare de tensiune tip L tip C
Domeniu de măsură 0-9500 V 0-7000 V
Banda de frecvenţă câţiva KHz 0-400/700 KHz
Precizie la 25OC ±1% ±0,2%
Liniaritate ±1% ±0,05%
Timp răspuns 10 … 100 us 0,6 us
Temperatură lucru -25 … +70OC -25 … +70OC
2. Noţiuni introductive asupra efectului HALL
Efectul Hall este cauzat de forţa Lorentz care acţionează asupra purtătorilor de sarcină electrică mobili dintr-un conductor, atunci când acesta este supus unui câmp magnetic
perpendicular pe direcţia curentului.
Presupunem o placă subţire de material semiconductor traversată longitudinal de un curent de control IC. Fluxul magnetic B generează o forţă Lorentz FL perpendicular pe direcţia purtătorilor de sarcină mobili ce compun curentul. Aceasta provoacă o modificare a numărului de purtători de sarcină de pe ambele feţe ale plăcuţei, ceea ce provoacă o diferenţă de potenţial numită tensiune Hall, VH:
VH = (K/d) x IC x B, Unde K = constanta Hall a materialului, iar d = grosimea plăcuţei.
3. Traductoare de curent cu efect Hall, în buclă deschisă
Inducţia magnetică B este generată de curentul primar IP de măsurat şi este proporţională cu el în zona liniară a ciclului de histerezis, B1 = K1 x IP, deci VH = (K/d) x IC x IP, unde IC este asigurat de o sursă de curent constant, deci se poate scrie
VH = K2 x IP
Semnalul de ieşire este, în general, de 4V la IPN (curentul primar nominal).
Traductoarele tip H (HA, HY, HAK, HAL, HTA, HT) se impun prin consum mic, dimensiuni şi greutate reduse, rezistenţa la suprasarcini de curent şi un preţ relativ scăzut.
Trebuie menţionat că în cazul unor creşteri mari ale curentului poate apărea o eroare numită offset magnetic, care este maximă dacă circuitul magnetic a fost saturat.
Printre aplicaţiile tipice pot fi menţionate: surse de alimentare în comutaţie, surse de alimentare neîntreruptibile (UPS), comanda motoarelor de c.c., convertizoare de frecvenţă, aplicaţii cu alimentare din baterie, aparate electrice, echipamente de sudură electrică.
4. Traductoare de curent cu efect Hall, în buclă închisă
Aceste traductoare, numite şi cu flux zero, au un circuit de compensare integrat prin care performanţele traductorului se îmbunătăţesc.
Traductoarele în buclă închisă furnizează un curent secundar IS (proporţional cu VH), care acţionează ca o reacţie pentru compensarea inducţiei create de curentul primar IP (BS = BP).
Se poate scrie relaţia: IS = (NP/NS) x IP
Deci curentul secundar, redus cu raportul spirelor, este mult mai mic decât curentul primar.
Traductoarele tip L (LA, LTA, LC, LT) se caracterizează printr-o excelentă precizie, liniaritate foarte bună, derivă scăzută cu
temperatura, timp de răspuns redus, bandă largă de frecvenţe, nu introduc pierderi în circuitul de măsurat şi suportă depăşiri de curent fără să se strice.
Principalele limitări sunt date de consumul de la sursa de alimentare şi preţul mai mare decât echivalentele în tehnologie cu buclă deschisă.
Curentul secundar de la ieşire poate fi transformat în tensiune printr-o rezistenţă de măsură, RM.
Valoarea acesteia trebuie aleasă între valorile indicate în catalog pentru a respecta puterea disipată în circuitul electronic (RMmin) şi a evita saturaţia circuitului magnetic (RMmax).
De menţionat că majoritatea traductoarelor LEM pot fi alimentate cu o tensiune unipolară pentru măsurări de curenţi
unipolari. În acest caz trebuie precizat că tensiunea de alimentare este suma tensiunilor pozitivă şi negativă din catalog. De asemenea, rezistenţa de măsură trebuie recalculată (dacă se depăşeşte 1/2IP) pentru a nu se depăşi puterea disipată în amplificatorul final, iar în circuitul de măsură trebuie intercalate diode serie cu rezistenţa de măsură.
Pentru aplicaţiile tipice, în afara celor prezentate la traductoarele în buclă deschisă, mai pot fi menţionate: convertoare pentru servo-motoare în robotică, vehicule electrice.