Ringförmiger, flexibler Stromwandler mit gewickeltem Kern

Produktdefinition

Ein gewickelter Kern wird gebildet, indem ein dünner Streifen magnetischen Materials kontinuierlich in eine Kreis- oder Ringform gewickelt wird. Durch die kontinuierliche Wicklung entsteht ein nahtloser magnetischer Pfad ohne Luftspalte, der den magnetischen Fluss im Inneren des Kerns konzentriert und Leckagen minimiert. Ringkerne mit Ringwicklung bilden die Grundlage für flexible Stromtransformatoren und Stromtransformatoren vom Fenster--Typ, bei denen der Primärleiter durch das Fenster verläuft und die Sekundärwicklung direkt auf den Kern gewickelt ist.

Dieser Artikel vergleicht die wichtigsten Wickelkernmaterialien und erklärt, wie man das richtige für Stromtransformatoranwendungen auswählt.

Gewickelte Kernmaterialien

Materialeigenschaften

Wickelkerne aus Siliziumstahl bieten eine hohe Sättigungsflussdichte (1,8–2,0 T) und eine gute magnetische Leitfähigkeit bei Netzfrequenz. Sie bewältigen große magnetische Flüsse und werden häufig in Leistungstransformatoren, Stromtransformatoren und Stromversorgungsinduktivitäten eingesetzt, wo ihr Hauptvorteil in niedrigen Kosten bei hoher Sättigung liegt.

Ferrit hat einen sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand, wodurch Wirbelstromverluste bei hoher Frequenz reduziert werden. Ferritgewickelte Kerne werden in HF-Schaltkreisen, Hochfrequenz-Schaltnetzteiltransformatoren und Kommunikationsinduktivitäten verwendet, aber ihre niedrige Sättigungsflussdichte begrenzt die Leistungsdichte.

Nickel-Eisenlegierungen, wie zum Beispiel 80 % Ni-Permalloy, bieten eine extrem hohe Permeabilität und eine sehr niedrige Koerzitivfeldstärke, was sie ideal für Präzisionsstromwandler, Magnetsensoren und High-End-Audiotransformatoren macht, bei denen Empfindlichkeit und Genauigkeit wichtiger sind als Sättigung.

Amorphe und nanokristalline Legierungen vereinen geringen Kernverlust mit hoher Permeabilität. Insbesondere nanokristallines Material erreicht eine Anfangspermeabilität von 80.000-120.000 mit einer Sättigung um 1,2 T, was es zur bevorzugten Wahl für Stromwandler mit hoher Genauigkeit macht.

Auswahlrichtlinien für Stromwandler

Definieren Sie vor der Materialauswahl die Genauigkeitsklasse (z. B. 0,2, 0,5 oder 1) und die Bürde gemäß IEC 61869-2.

Für Messanwendungen, bei denen Phasenfehler eine Rolle spielen, wählen Sie Materialien mit hoher -Permeabilität wie nanokristallines Material oder Permalloy.

Überprüfen Sie bei Schutzstromwandlern, die hohen Fehlerströmen standhalten müssen, ohne in die Sättigung zu gelangen, die Sättigungsflussdichte und den Kniepunkt.

Berücksichtigen Sie die Betriebsfrequenz: Oberhalb von 1 kHz wird Siliziumstahl normalerweise durch Ferrit, amorphes oder nanokristallines Material ersetzt.

Geben Sie für flexible Stromwandler, die um Kabel geklemmt werden, die Fenstergröße und die erforderliche Leistung beim Nennprimärstrom an.

FAQ

F: Was ist der Vorteil eines ringförmig gewickelten Kerns?
A: Der nahtlose Magnetpfad eliminiert Luftspaltverluste und minimiert Flussverluste, was zu hoher Genauigkeit und einem niedrigen Magnetisierungsstrom führt.

F: Welches Material bietet die höchste Genauigkeit?
A: Nanokristalline Kerne und Kerne aus Nickel-Eisen (Permalloy) ergeben aufgrund ihrer sehr hohen Permeabilität die niedrigsten Verhältnis- und Phasenfehler.

F: Kann Ferrit für Hochfrequenz-Stromtransformatoren verwendet werden?
A: Ja, aber seine niedrige Sättigungsflussdichte schränkt den linearen Bereich ein; Siliziumstahl oder nanokristallines Material ist bei 50/60 Hz normalerweise besser.

F: Was bedeutet flexibel in einem flexiblen CT?
A: Der Kern ist geteilt oder klappbar, sodass er geöffnet und um ein vorhandenes Kabel geklemmt werden kann, ohne den Stromkreis zu trennen.

F: Wie wird die Genauigkeit getestet?
A: Gemäß IEC 61869-2, unter Verwendung eines Standard-Stromwandlers und der angegebenen Bürde bei definierten Prozentsätzen des Nennstroms.