Ein Stromwandler ist ein Messgerät, das den gemessenen Strom erfasst und die erfassten Informationen gemäß bestimmter Regeln in die benötigten elektrischen Signale oder andere Ausgabeformate umwandelt. So erfüllt er die Anforderungen an Informationsübertragung, -verarbeitung, -speicherung, -anzeige, -aufzeichnung und -steuerung. Mit dem technologischen Fortschritt werden auch Stromsensoren stetig weiterentwickelt und verbessert. Im Folgenden vergleichen wir die gängigen Stromsensoren.
Elektrische StromsensorenMagnetische Sensoren, auch bekannt als Shunt-Sensoren, finden Anwendung in Haushaltsgeräten, intelligenten Stromnetzen, Elektrofahrzeugen, Windkraftanlagen usw. Viele magnetische Sensoren sind in unserem Alltag im Einsatz, beispielsweise in Computerfestplatten, Kompassen und Haushaltsgeräten. Sie sind Detektionsgeräte, die den gemessenen Strom erfassen und die erfassten Informationen gemäß bestimmter Regeln in die benötigten elektrischen Signale oder andere Ausgabeformate umwandeln, um den Anforderungen der Informationsübertragung, -verarbeitung, -speicherung, -anzeige, -aufzeichnung und -steuerung gerecht zu werden. Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen Shunt-, elektromagnetischen und elektronischen Stromwandlern.
Widerstandshunt zur Strommessung
Dieses Gerät dient zur Messung von Gleichstrom und basiert auf dem Prinzip, dass an beiden Enden des Widerstands eine Spannung entsteht, wenn Gleichstrom durch ihn fließt. Vorteile des Widerstandsshunts sind seine hohe Genauigkeit, die schnelle Ansprechzeit und die geringen Kosten; sein Nachteil besteht jedoch darin, dass keine galvanische Trennung zwischen Messschaltung und Messstrom besteht. Der Widerstandshunt eignet sich zur Messung niederfrequenter Ströme mit kleiner Amplitude.
Hall-Effekt-Stromwandler
Dies basiert auf dem Hall-Effekt und der Anwendung des Ampèreschen Gesetzes: Um den stromdurchflossenen Leiter entsteht ein Magnetfeld, das proportional zum Strom ist. Der Hall-Sensor misst dieses Magnetfeld. Dadurch ist eine berührungslose Strommessung möglich. Hall-Stromsensoren messen Gleich- und Wechselstrom mit einer Frequenz von bis zu 100 kHz, zeichnen sich durch hohe Genauigkeit und gute Isolation aus.
Flussgate-Stromwandler
Dieses Verfahren nutzt den nichtlinearen Zusammenhang zwischen der magnetischen Flussdichte und der Magnetfeldstärke bei Sättigung des Magnetkerns mit hoher Permeabilität im Messfeld, um schwache Magnetfelder zu messen. Dieses physikalische Phänomen fungiert als eine Art „Tor“ für das Messfeld. Durch dieses „Tor“ wird der entsprechende magnetische Fluss moduliert und eine elektromotorische Kraft induziert. Das vom Strom erzeugte Magnetfeld wird indirekt mithilfe dieses Phänomens gemessen.
ElektronikStromwandlerDazu gehören Hall-Effekt-Stromsensoren, Rogowski-Spulen-Stromsensoren und Frequenzumwandlungs-Leistungssensoren (die zur Spannungs-, Strom- und Leistungsmessung eingesetzt werden können), die speziell für die Frequenzumwandlungs-Leistungsmessung entwickelt wurden. Im Vergleich zu elektromagnetischen Stromwandlern weisen elektronische Stromwandler keine magnetische Sättigung auf, besitzen eine größere Übertragungsbandbreite, eine geringere Sekundärlastkapazität, sind kompakter und leichter und stellen die zukünftige Entwicklungsrichtung der Stromsensorik dar.
Veröffentlichungsdatum: 28. April 2025