Преобразователи напряжения и преобразователи тока для щитовой и OEM интеграции
В общих категорийных терминах преобразователь напряжения преобразует напряжение AC или DC в пропорциональный изолированный сигнал DC, который ПЛК, измеритель или вход SCADA могут считывать напрямую; традиционные модели напряжения и тока PRO, перечисленные на этой странице, документированы для входов AC. Тот же принцип преобразования применяется к току: преобразователь переменного тока масштабирует линейный ток или ток вторичной обмотки CT в сигнал, с которым может работать система управления. Серия PRO охватывает обе функции в одноканальных и многоканальных корпусах, поэтому проектировщик щита может выбрать одно электрический преобразователь семейство для измерения тока и напряжения по всей машине или линейке распределительного устройства. Модели напряжения используют трансформаторную изоляцию; модели тока обеспечивают гальваническую изоляцию между измеряемой цепью и выходом.
Обзор категории: где используются изолированные преобразователи
Изоляция — основная причина существования этих устройств. Измерительная цепь, подключённая напрямую ко входу ПЛК, создаёт гальванический путь между силовой цепью и электроникой управления. Этот путь несёт три риска: напряжение повреждения, достигающее низковольтной стороны; контуры заземления между отдельно заземлёнными щитами; и энергия импульсных перенапряжений, передаваемая по сигнальному кабелю. Изоляция разрывает путь, сохраняя измерение, вместо использования делителей или шунтов с прямым подключением; трансформаторная изоляция является документированной конструкцией для моделей напряжения серии PRO.
Типичные точки установки включают центры управления двигателями, распределительные щиты, генераторные установки, помещения HVAC-оборудования, шкафы водоочистки и OEM машины, где контроллеру требуется пропорциональное представление тока или напряжения. В этих местах выход преобразователя питает аналоговые входы ПЛК, регистратора данных или щитового измерителя. Выход представляет собой пропорциональный сигнал тока или напряжения DC, что позволяет прокладывать кабель длиной в десятки метров без погрешностей нагрузки, которым подвержен необработанный делитель напряжения.
Для измерения тока обычный интерфейс — трансформатор тока с вторичной обмоткой 1 A или 5 A. Преобразователь специфицируется под этот вторичный ток, а не под первичный проводник, поэтому один и тот же блок может обслуживать различные первичные номиналы путём изменения коэффициента CT. Входы напряжения берутся либо напрямую, где напряжение системы подходит для устройства, либо через трансформатор напряжения в системах среднего напряжения. В обоих случаях задача преобразователя — представить линейный изолированный сигнал низкого уровня, который система управления может масштабировать обратно в инженерные единицы.
Модели в этой линейке
Традиционная серия PRO организована по количеству каналов и по измеряемой величине. Каждая модель обеспечивает изолированный выходной каскад.
- PRO I31 — преобразователь тока AC, одноканальный. Изолированное преобразование тока AC в пропорциональный выход тока или напряжения DC. Один вход, один выход, один корпус.
- PRO I32 — исполнение тока «два в одном». Две схемы I31 объединены в одном корпусе с трёхфазным входом тока и тремя изолированными выходами. Это подходит для трёхфазного фидера, где все три фазы контролируются из одного модуля шириной в один блок.
- PRO I33 — исполнение тока «три в одном». Три схемы I31 в одном корпусе; подтвердите разводку входов и выходов по техническому описанию.
- PRO U31 — преобразователь напряжения AC, одноканальный. Изолированное преобразование напряжения AC в пропорциональный выход DC.
- PRO U32 — исполнение напряжения «два в одном». Два канала напряжения в одном корпусе с изолированными выходами.
- PRO U33 — исполнение напряжения «три в одном». Три канала напряжения в одном корпусе с изолированными выходами.
Для конструкций, требующих программируемых выходов, альтернативой является PRO M31. Это цифровой вариант в линейке, обеспечивающий три программируемых аналоговых выхода в рамках документированных соглашений и диапазонов. Для традиционных блоков PRO перед заказом подтвердите диапазон выхода и любые опции конфигурирования для точной модели.
Как выбрать
Выбор выполняется в четыре шага в следующем порядке.
- Измеряемая величина и количество каналов. Выбирайте серию U для напряжения, серию I для тока. Используйте одноканальное исполнение (31) для одной точки измерения. Для многоканальных исполнений зафиксированное описание зависит от модели — PRO I32 объединяет две схемы I31 с трёхфазным входом тока и тремя изолированными выходами; подтвердите разводку каналов любого исполнения (32)/(33) по его техническому описанию.
- Масштабирование входа. Для тока определите коэффициент CT и его вторичную обмотку 1 A или 5 A, затем подтвердите, что преобразователь специфицирован под эту вторичную обмотку. Для напряжения подтвердите, берётся ли вход напрямую или от трансформатора напряжения.
- Соглашение по выходу. Решите, ожидает ли принимающее устройство токовую петлю или сигнал напряжения. Соглашение измерительного преобразователя мощности с выходом 4-20 мА распространено там, где входная карта ПЛК питается током и где сигнал должен выдерживать длинные кабельные трассы; выходы напряжения подходят для коротких трасс и устаревших входных карт. Традиционные блоки PRO заказываются под требуемое соглашение (подтвердите диапазон выхода и любые опции конфигурирования для точной модели), а M31 обеспечивает программируемые выходы в рамках документированных диапазонов (метод конфигурирования — согласно актуальной документации).
- Изоляция и окружающая среда. Подтвердите требование к изоляции между измеряемой цепью и стороной управления, проверьте температуру окружающей среды в щите и механическую совместимость (подтвердите формат монтажа для модели). Обеспечьте достаточную вентиляцию в плотных шкафах.
Интеграция и связь
Монтаж выполняется по схеме подключения модели: измеряемая цепь подключается ко входной стороне, а система управления — к выходной; подтвердите схему вспомогательного питания по этой схеме. Держите входные и выходные кабели физически разделёнными внутри щита и заземляйте модуль согласно схеме заземления щита. На традиционных блоках PRO выход изолирован, поэтому принимающий аналоговый вход не должен иметь общую точку отсчёта с измеряемой цепью; для PRO M31 проверьте схемы изоляции и опорного сигнала по его техническому описанию.
Когда выход питает аналоговую карту ПЛК, установите диапазон входа карты в соответствии с соглашением выхода преобразователя и задокументируйте масштабирование в перечне щита, чтобы значение в инженерных единицах можно было восстановить. Для PRO M31 зафиксируйте запрограммированную конфигурацию выходов и храните её вместе с документацией щита, поскольку его выходы программируемые в рамках документированных диапазонов (варианты конфигурирования — согласно актуальной документации).
Часто задаваемые вопросы
Почему изоляция важна в преобразователе?
Она отделяет измеряемую силовую цепь от электроники управления, ограничивая передачу напряжения повреждения, разрывая контуры заземления между щитами и снижая энергию импульсных перенапряжений, достигающую входа ПЛК.
Следует ли выбирать одноканальное или многоканальное исполнение?
Используйте одноканальный блок для одной точки измерения. Для трёхфазного фидера документированным консолидированным вариантом является PRO I32 (две схемы I31, трёхфазный вход тока, три изолированных выхода); подтверждайте другие многоканальные исполнения по их техническим описаниям.
Можно ли использовать один и тот же преобразователь с разными коэффициентами CT?
Преобразователь специфицируется по вторичной обмотке CT, обычно 1 A или 5 A. Изменение первичного номинала выполняется изменением CT, а не преобразователя.
Когда следует использовать программируемый PRO M31?
Когда диапазон или соглашение выхода должны быть регулируемыми, или когда один модуль должен охватывать несколько требований масштабирования вместо набора блоков с фиксированным диапазоном.
Для производителей щитов и покупателей предприятий практическое решение состоит в том, чтобы согласовать количество каналов с фидером, масштабирование входа с CT или ТН и выход с принимающей аналоговой картой. Серия PRO охватывает эти комбинации гальванически изолированными преобразователями тока и напряжения, а PRO M31 обеспечивает программируемый путь в линейке.