Kromě klasických proudových transformátorů, které ovšem na uzavřený obvod nenavlékneme, existuje jednoduché řešení - Rogowského cívka. Princi této měřící cívky je popsán třeba tady.
Weidmueller ji má v tomto provedení, najdete ji v katalogu zde. Velmi jednoduše se instaluje, jak je vidět na videoukázce na závěr.
Je to cívka bez jádra a téměř vždy je k ní potřeba nějaký zesilovač a převodník signálu. Weidmueller ji vyrábí ve třech velikostech podle největšího průměru kabelu, 70, 125 a 170 mm. My máme tu nejmenší.
Převodník pro tuto cívku, nastavitelná citlivost od 100 A až po 5000 A, výstup analogový napěťový nebo proudový, vše nastavitelné. Kromě svorek pro připojení cívky stačí ještě napájení 24 VDC (10 - 32 V), a jeden analogový výstup.
Tento převodník můžete mít i ve verzi s výstupem 0 - 1 A AC, přesně jako proudový transformátor.
Tady máme celé zapojení, cívka černý silnější kabel, výstup 4 - 20 mA a napájení 24 VDC. Zbývá ještě nějaký zdroj střídavého proudu.
Pro měření použijeme 4x vstupní analogový modul nastavený na 4 - 20 mA. Opět vizualizační údaj budeme muset v PLC programu kalibrovat - přepočítat, aby se nám zobrazoval správný údaj 0 - 100 A. Je to vidět i na videoukázce co se stane, když nastavíme převodník mimo.
My jsme si analogový kanál pro zajímavost ještě ověřili naším kalibrátorem, 12 mA je přesně uprostřed rozsahu.
Tady je náš zdroj střídavého proudu, transformátorová pájka. Tahle má 100 VA a při pájení dá klidně i 160 A, záleží na průřezu drátu. To my ale nepotřebujeme, zbytečně bychom teplem poškodily měřící smyčky, proto izolovaný vodič 2,5 mm2 bude stačit. Uvidíme, kolik tam poteče. Můžete si tipnout.
Vizualizaci tentokrát použijeme na mobilním telefonu, který je připojen do PLC webového serveru, jako v minulých článcích.
Máme tam jak surovou Integer hodnotu z analogového vstupu v rozsahu 0 - 27648, tak Real pro přepočet a nakonec Integer pro celé číslo. Nepotřebujeme měřit tento proud na desetinná místa.
Do proudové smyčky kromě Rogowského cívky připojíme ještě dva klešťové ampérmetry, pro zajímavost.
A měříme. Vzhledem k oteplení 2,5 mm2 vodiče není nutné zatěžovat pájku nějak dlouho. Převodník nastaven na rozsah 100 A, na ten je udělán přepočet v PLC.
Poloviční údaj proudu z PLC. Ostatní měření zůstává. Právě tady jsme převodník nastavili na 200 A, takže nám ukazuje poloviční hodnotu proudu. Koukněte na videoukázku.
Takto jsme udělali jednoduše přepočet analogového signálu na měřenou hodnotu. Je jasné, proč musíme proměnou z analogového kanálu převést na Real hodnotu.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Primární vizualizace běží stále na webovém serveru PLC.
Jak je vidět, zobrazit vizualizaci můžeme v podstatě na čemkoliv, co má internetový prohlížeč.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Na závěr jsme si nechali detail ampérmetru. Troufám si tvrdit, že ten je starší než většina čtenářů a pořád funguje. Všechny tři údaje jsou rozdílné, záleží na poloze vodiče v kleštích, zda jsou pořádně dovřeny (stačí trochu rzi a již to měří jinak), na vynulování a také na samotném přístroji. :) A pamatujme, že stejné hodnoty jsou chyba.
My jsme tohle měření dělali jen pro ukázku, orientaci a rozhodně ne pro nějakou kalibraci s ověřováním přesnosti. To již samozřejmě udělal mnohokrát výrobce. :)
Koukněte na videoukázku měření a vizualizace s Rogowského cívkou a PLC. Two minutes video.
https://www.youtube.com/watch?v=n1XmbqjIUmI&feature=youtube
Závěr:
Tak snad jsme vám přiblížili jiný princip měření střídavého proudu, než klasické průvlekové proudové trafo. Následné zpracování, vizualizace a využití signálu je již na konkrétní aplikaci a použití automatizačních prvků.
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
