Medición de corriente de red aislada y barata

Dependiendo del costo para usted de enrollar alambre de cobre esmaltado delgado a través de un toroide de ferrita, una respuesta práctica puede ser enrollar su propio toroide. Por supuesto, esto es simplemente hacer lo que los fabricantes venden como "transformadores actuales". Si puede ahorrar costos yendo solo por unos pocos giros de secundaria, o un anillo pequeño, entonces gana.

Hay dos formas de usar una herida toroidal como esta en un cable portador de corriente para detectar o medir la corriente. El primero es como un transformador de corriente, el segundo es un transformador de voltaje impulsado por corriente. Se comportan de manera muy diferente.

En un transformador de corriente, se cortocircuita el secundario, o al menos se carga con una resistencia de valor muy bajo, la resistencia de carga. Esto mantiene el voltaje bajo y la corriente secundaria que fluye cancela la mayor parte de la corriente primaria y evita que el núcleo se sature. Un núcleo "típico" con un volumen decente secundario que está casi en corto es poco probable que se sature. La ganancia de transferencia será consistente de parte a parte y con la temperatura, siendo dominada por la relación de giros. No se requiere una permeabilidad particular, solo que sea 'alta'. Los núcleos están disponibles con una permeabilidad relativa de 2k a 10k.

El flujo del núcleo se puede calcular de la siguiente manera. Calcular la corriente secundaria a partir de la relación de vueltas. Calcule la tensión secundaria a partir de esto y la resistencia secundaria total, bobina + resistencia de carga. Calcule los voltios del transformador por turno requerido. Ahora calcule la tasa de cambio del flujo (campo B veces la sección transversal del núcleo) requerida para generar esos voltios por turno y conviértala en flujo máximo. Tenga en cuenta que este cálculo no requiere la longitud del núcleo ni la permeabilidad.

En un transformador de voltaje de corriente, deja el circuito abierto secundario y detecta el voltaje. No hay una corriente secundaria para contrarrestar la corriente primaria, por lo que se debe usar una baja permeabilidad del núcleo para limitar el flujo a una saturación inferior. La ganancia de transferencia dependerá de la permeabilidad del núcleo, que variará en parte y con la temperatura. Esta es la razón por la cual los transformadores de medida se operan generalmente en modo actual. Esto también podría considerarse como una bobina Rogowski con núcleo.

Para calcular el flujo del núcleo, dividimos la corriente primaria máxima por la longitud magnética del núcleo para obtener el campo H máximo. Esto se multiplica por la permeabilidad para darnos la densidad de flujo máxima. La permeabilidad relativa del núcleo normalmente deberá ser baja, en los 100 bajos, tal vez incluso en los 10 altos. Estos núcleos se anuncian como adecuados para inductores.

Por supuesto, con ambos modos, si solo necesita detección de la corriente primaria, en lugar de medición lineal , no importa si el núcleo se satura o no. .

El costo alcanzable depende críticamente de sus cantidades. Si desea 1-10, puede enrollarlos usted mismo, mientras ve la televisión. Si quieres 100, tú y tus amigos pueden hacerlos. Si desea 1,000,000, entonces puede encargar una pieza personalizada de una compañía de bobinado de toroides, valor diseñado según sus especificaciones. Si quieres entre 1.000 y 100.000, entonces estás en problemas, una parte personalizada está fuera de discusión. Lo mejor que puedes hacer es tratar de obtener una cantidad decente en una parte que ya se está realizando.

Vaya a Aliexpress y compre algunos transformadores de corriente económicos a partir de menos de $ 1. Esa es tu elección más fácil.

Si sabe que la corriente es sinusoidal, puede ejecutar un opto desde un comparador en el sensor de corriente. Cuando la corriente es baja, el ciclo de trabajo será bajo, cuando la corriente es alta, el ciclo de trabajo se acercará al 100%. La corriente puede ser calculada.

Es posible que pueda hacer lo mismo con un interruptor magnético sensible (hall) acoplado magnéticamente a la corriente de carga (por encima de la pista de la PCB, envuelta en una bobina, etc.