Opis projektu
Działania legislacyjne Unii Europejskiej wymuszają działania ograniczające zużycie energii elektrycznej przez odbiorców końcowych, a to z kolei stwarza konieczność stosowania liczników energii elektrycznej dokładnie wskazujących zużycie energii elektrycznej. Obecnie stosowane liczniki elektromechaniczne nie spełniają Dyrektywy UE dotyczących wdrożenia systemu pomiarów inteligentnych (ang. smart metering). Jednym z podstawowych elementów elektronicznego licznika energii elektrycznej jest moduł pomiarowy, którego zadaniem jest możliwie jak najbardziej precyzyjne przetwarzanie mierzonego sygnału (prądu pierwotnego) na użyteczny sygnał napięciowy.
Celem projektu jest opracowanie prototypów modułów jedno i trójfazowych cechujących się zwiększoną odpornością na zewnętrzne pola magnetyczne. Celem praktycznym jest wdrożenie linii technologicznej wytwarzania wymienionych modułów wykorzystywanych w układach pomiarowych elektronicznych liczników energii elektrycznej.
Do budowy modułów pomiarowych wykorzystano rdzenie z taśmy nanokrystalicznej po odpowiedniej obróbce termomagnetycznej tak, aby uzyskać dużą odporność na składową stałą mierzonego prądu. Rdzenie z taśmy nanokrystalicznej na bazie żelaza w stosunku do rdzeni amorficznych na bazie kobaltu są znacznie tańsze, a w stosunku do rdzeni złożonych z dwóch rdzeni wykonanych z różnych materiałów ferromagnetycznych tzw. dual core zachowując odpowiednią klasę dokładności również przy obciążeniu indukcyjnym, zgodnie z międzynarodowym standardem IEC 62053-21, -22 i -23. Ostatni warunek staje się coraz bardziej istotny ze względu na stosowanie urządzeń takich jak świetlówki kompaktowe których współczynnik cosφ wynosi ok. 0.7, a dla zasilaczy elektronicznych tzw. Switched Mode Power Supply nawet 0.6 i poniżej. W takim wypadku przekładniki prądowe z rdzeniami tzw. dual core nie mierzą poprawnie prądu w założonej klasie. Zgodnie z przewidywaniami normy w modułach pomiarowych przewidziano zastosowania ekranów magnetycznych celem zwiększenia odporności na oddziaływanie zewnętrznego pola elektromagnetycznego.
Zależność błędu amplitudowego εpeak i fazowego εφ jednego z przekładników prądowych wchodzącego w skład trójfazowego modułu pomiarowego zmierzone w warunkach sinusoidalnego prądu pierwotnego o częstotliwości 50 Hz w warunkach oddziaływania i bez zewnętrznego pola magnetycznego od magnesu neodymowego w kształcie walca o wymiarach 50 mm x 25 mm.
Produkcja modułów jedno- i trójfazowych oparta jest na wykorzystaniu urządzeń potrzebnych do wytworzenia kompletnego urządzenia pomiarowego, składającego się z przekładników prądowych, ekranu magnetycznego, wyprowadzeń wielkoprądowych oraz wyprowadzeń pomiarowych.
