FMCC GROUP
Компоненты и технические решения для силовой электроники

Руководство по расчету  датчиков напряжения по электронной технологии VS

1 - Напоминание ключевых элементов

 Формулы:                                                                  Аббревиатуры 
  

VM = RM x IS and UPN/ISN=UP/IS 

VS50 ... VS1500:

● RM = [(0,8 x VAMIN) / IS] - 55
● UHT+ + UHT- ≤ 4.2 kV пиковое    and | UHT+ - UHT- | ≤ UPMAX

VS2000 ... VS4200 :

● RM = [(0,8 x VAMIN) / IS] - 60
● UHT+ + UHT- ≤ 10 kV пиковое    и | UHT+ - UHT- | ≤UPMAX

UP  : первичное напряжение
UPN :  номинальное первичное напряжение
IS : вторичный ток
ISN:  номинальный вторичный ток 
VA : напряжение питания
VAMIN : VA минимальное возможное напряжение  питания
VM : измеряющее напряжение
RM : измеряющее сопротивление
RMMAX : максимальное измеряющее сопротивление
 


Схематичная диаграмма электронного датчика напряжения



2 - Измерение (вторичная цепь датчика)

на примере датчика VS1000B

 UPN = 1000В 
ISN = 50мA
VA = ±24В (±5%)
UPMAX = 1500В


2.1 - Какое нагрузочное сопротивление(RM) необходимо, чтобы получить измеряющий сигнал 10V (VM=10B), если напряжение UP MAX = 1500B (пиковое)?

 IS = ISN x UPMAX / UPN  = 0,050 x 1500 / 1000i.e. IS = 75мA 
 RM = VM / IS  = 10 / 0,075i.e. RM = 133,33Ом

Нам необходимо проверить, что датчик может измерить эти 1500В при напряжении питания  ±24B (±5%)

VAMIN = 24 x 0,95 = 22,8V   
 RM = [(0,8 x VAMIN) /  IS] - 55  = [(0,8 x 22,8) / 0,075] - 55 i.e. RM = 188,2Ω

Поэтому проверяем, что датчик может измерить эти 1500В при напряжении питания ±24B (±5%) и при максимальном измеряющем сопротивлении 188,2Ом,  при требуемом 133,33Ом.

Заключение :
Датчик  VS1000B может измерить пик 1500В при следующих условиях:
VA = ±24В (±5%)
RM = 133,33Ом, для того, чтобы получить сигнал в 10В при 1500В (пиковое)..

2.2 - Последовательность расчета, если требуемый сигнал только 5В (VM = 5B)

Также как и для датчиков по технологии эффекта Холла замкнутого контура (см. стр.57), если требуемое измеряющее напряжение уменьшено, то тогда тщательно проверьте, что напряжение питания ±15B (±5%), используемое в этом примере, достаточно для получения сигнала 5В при условиях, как в предыдущем пункте:.

RM = VM / IS  = 5 / 0,075 i.e. RM = 66,67Ом
 RM = [(0,8 x VAMIN) /  IS] - 55  = [(0,8 x 14,25) / 0,075] - 55 i.e. RM = 97Ом

Поэтому проверяем, что датчик может измерить эти 1500В при напряжении питания ±15B (±5%) и при максимальном измеряемом сопротивлении 97Ом ,при требуемом 66,67Ом.

2.3 - Какое максимальное напряжение, которое может измерить датчик VS 1000B в специфических условиях?

Электронные датчики напряжения также чувствительны к температурному режиму. Обычно, датчик напряжения VS продолжительно воспринимает перегрузку на 150% от номинального первичного напряжения, но только при определенных условиях.Во всех этих случаях рекомендуем Вам обращаться к дистрибьюторам для получения подробной информации по этому вопросу.

2.4 - Какое влияние оказывает окружающая температура на параметры датчика?

Максимальная рабочая температура влияет на параметры датчика, особенно на точность измерений. Однако, это не корреляция между снижением окружающей температуры и увеличением измеряемого напряжения.

2.5 - Какое влияние оказывает напряжение питания на параметры датчика?

Обычно, чем выше напряжение питания, тем выше измеряемое напряжение. Температурный режим датчика определяется заранее.

NB: для расчетов при униполярном напряжении питания (0...+24В), обращайтесь к дистрибьюторам.


3 - Расчет первичной цепи датчика

Максимальный распространенный ражим:
Может ли датчик VS1000B  (UPMAX = 1500В (пиковое)) измерить разность потенциалов
UP = UHT+ - UHT- с UHT+ = 3500V d.c. и UHT- = 2600В постоянное?

3.1 - |UHT+ - UHT- | = | 3500 - 2600 | = 900В постоянное ≤ 1500В пиковое : 
Первое условие | UHT+ - UHT- | < UPMAX выполнено.

3.2 - UHT+ + UHT-  =  3500 + 2600  = 6100В постоянное ≤ 4.2кВ пиковое : 
Второе условие  UHT+ + UHT-  ≤ 4.2кВ (пиковое) не выполнено.

Заключение :

Датчик VS 1000  не может измерить эти 900В (постоянное) первичной разности потенциалов (хотя, эта разность потенциалов меньше чем номинальное первичное напряжение датчика VS 1000DB).

В этом случае необходимо использовать датчик VS 2000B:

UHT+ + UHT-= 6100V постоянное ≤ 10кВ пиковое
Условие UHT+ + UHT- < 10кВ пиковое выполняется у датчика VS2000B.