Principio de funcionamiento y características del sensor de corriente

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En este artículo, hablaremos principalmente sobre los sensores de corriente para el control de calidad de la red eléctrica, que se miden en frecuencias comerciales (50 Hz, 60 Hz). Para obtener más información sobre un sensor de corriente de banda ancha y alta precisión para la medición de potencia y la observación de formas de onda, o sobre el método de flujo cero, consulte este artículo.

HIOKI ha aplicado CT (Transformador de corriente) como tecnología básica y ha realizado sensores de corriente con métodos de bobinado, elemento Hall y bobina Rogowski. En los últimos años, con la aplicación práctica de la energía renovable, la medición de corriente CC también se ha vuelto importante y la demanda del método del elemento Hall está aumentando.

  • Aprenda el principio de funcionamiento de los sensores de corriente diseñados para la medición de propósito general.
  • Comprenda las características de cada método de detección de corriente para seleccionar el sensor de corriente correspondiente que mejor se adapte a su aplicación.

Principales tipos de sensores de corriente para medición de propósito general:

Principales tipos de sensores de corriente para mediciones de alto rendimiento:

¿Cómo funciona un sensor de corriente?

1. Principio de funcionamiento del método de bobinado (AC)

sensor de corriente de devanado

Los sensores de corriente CA que funcionan con el método de devanado son el tipo más común de sensores de corriente utilizados en las pruebas eléctricas.

  • Se induce un flujo magnético (Φ) en el núcleo magnético debido al flujo de corriente alterna (CA) del conductor medido (lado primario). Se induce un flujo magnético (Φ') debido a la corriente secundaria en la bobina secundaria (N) como reacción a este flujo primario en un esfuerzo por cancelarlo (FEM inversa debido a la autoinducción).
  • Esta corriente secundaria fluye a través de la resistencia de derivación (r), generando un voltaje (Vout) en ambos extremos de la resistencia de derivación.
  • Este voltaje de salida es proporcional a la corriente medida que fluye a través del conductor medido (Vout= r/N * I).

2. Principio de funcionamiento del método del elemento Hall (DC/AC)

sensor de corriente del elemento hall

Los sensores de corriente de elemento Hall son el método más básico para medir corriente continua (CC) y corriente alterna (CA).

  • Cuando el flujo magnético (Φ) generado en el núcleo magnético debido a la corriente que fluye en el conductor de medida (lado primario) pasa a través del elemento Hall insertado en el entrehierro del núcleo magnético, aparece una tensión Hall según el flujo magnético debido a el efecto Hall.
  • Dado que el voltaje inducido por el efecto Hall es pequeño, se aumenta con un amplificador (AMP) antes de salir.
  • Este voltaje de salida es proporcional a la corriente medida.

3. Principio de funcionamiento del método de la bobina de Rogowski (AC)

metodo de la bobina de rogowski

El sensor de corriente que utiliza el método de la bobina de Rogowski es de diseño delgado y flexible. La estructura de la bobina con núcleo de aire es resistente a la saturación magnética, por lo que se mantiene la linealidad, lo que la hace capaz de medir grandes corrientes.

  • Se induce un voltaje en la bobina con núcleo de aire al interconectar el campo magnético producido por la corriente alterna que fluye en el conductor que se está midiendo (el lado primario del circuito) y la bobina con núcleo de aire.
  • Este voltaje inducido luego se emite como la derivada del tiempo (di / dt) de la corriente medida.
  • Además, al pasarla por un integrador se obtiene una señal de salida proporcional a la corriente constante.

Características y aplicaciones de los sensores de corriente de propósito general

Tabla de comparación

Método de bobinado
(C.A)		Método del elemento Hall
(CC/CA)		Método de la bobina de Rogowski
(C.A)
Características
  • No se requiere fuente de alimentación (para la función de detección de corriente).
  • Dedicado solo a CA (CC no compatible).
  • Medir corriente continua y alterna (hasta varios kilohercios)
  • Carece de precisión debido a la linealidad del elemento Hall y las características BH del núcleo magnético.
  • No apto para mediciones a largo plazo debido a la desviación causada por la temperatura y el cambio con el tiempo, que es una característica causada por el elemento Hall.
  • Se pueden medir grandes corrientes porque la estructura sin núcleo elimina cualquier saturación magnética.
  • Sin generación de calor, saturación o histéresis debido a la pérdida magnética (efecto mínimo de reducción de frecuencia)
  • Flexible y delgado debido a la bobina de núcleo de aire.
  • Baja impedancia de inserción (Bajo impacto en el circuito de medida.)
  • No recomendado para mediciones de alta precisión debido a la alta susceptibilidad al ruido.
Aplicaciones
  • Para medidores de potencia de abrazadera de 50 Hz/60 Hz, multímetros de abrazadera (uso general)
  • Monitoreo de corriente y potencia de frecuencias comerciales, como gestión de conservación de energía en diversas aplicaciones industriales.
  • Para CC, medidores de potencia de 50 Hz/60 Hz (uso general)
  • Monitoreo de la salida de energía de la batería de medios de transporte como vehículos, camiones, autobuses y montacargas.
  • Para la inspección de rutina de las instalaciones de suministro de energía, el control de la calidad de la energía y el consumo de energía en diversas aplicaciones industriales.
  • Medidor de potencia CA, para observación de formas de onda (flexible, gran corriente)
  • Medición de grandes corrientes, inspección periódica, monitoreo de la calidad de la energía y medición del consumo de energía de varios miles de amperios que fluyen en las instalaciones de suministro de energía (barras colectoras).
Soluciones propuestas por HIOKI
  • SENSOR DE CORRIENTE AC/DC CT7631, CT7636, CT7642 (Precisión mejorada)
  • SENSOR DE CORRIENTE DE CERO AUTOMÁTICO DE CA/CC CT7731, CT7736, CT7742 (Precisión mejorada y deriva de temperatura)
SENSOR DE CORRIENTE FLEXIBLE DE CA CT7046, CT7045, CT7044
CT9667-01, CT9667-02, CT9667-03
(Resistencia al ruido mejorada)

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