Shunt (elektrisk)

author
3 minutes, 37 seconds Read
50 En shuntmodstand, med mulighed for fire-terminalaflæsning

Nærmere oplysninger: strømaflæsning

En amperemeter-shunt gør det muligt at måle strømværdier, der er for store til at blive målt direkte af et bestemt amperemeter. I dette tilfælde anbringes en separat shunt, en modstand med en meget lav, men nøjagtigt kendt modstand, parallelt med et voltmeter, således at stort set hele den strøm, der skal måles, vil strømme gennem shunten (forudsat at voltmeterets indre modstand tager en så lille del af strømmen, at den er ubetydelig). Modstanden vælges således, at det resulterende spændingsfald er målbart, men så lavt, at det ikke forstyrrer kredsløbet. Spændingen over shunten er proportional med den strøm, der løber igennem den, og den målte spænding kan derfor skaleres til direkte at vise strømværdien.

Shunts er klassificeret efter den maksimale strøm og spændingsfaldet ved denne strøm. F.eks. vil en shunt på 500 A, 75 mV have en modstand på 150 mikroohm, en maksimalt tilladelig strøm på 500 ampere, og ved denne strøm vil spændingsfaldet være 75 millivolt. Konventionelt er de fleste shunts konstrueret til at falde 50 mV, 75 mV eller 100 mV ved fuld nominel strømstyrke, og de fleste amperemetre består af en shunt og et voltmeter med fuld skalaudslag på 50, 75 eller 100 mV. Alle shunts har en deratingfaktor for kontinuerlig (mere end 2 minutter) brug, 66 % er den mest almindelige, så eksempelshunten bør ikke drives over 330 A (og 50 mV fald) længere end det.

Denne begrænsning skyldes termiske grænser, ved hvilke en shunt ikke længere fungerer korrekt. For manganin, et almindeligt shuntmateriale, begynder der at opstå termisk drift ved 80 °C, ved 120 °C er termisk drift et betydeligt problem, hvor fejlen, afhængigt af shuntens udformning, kan være flere procent, og ved 140 °C bliver manganinlegeringen permanent beskadiget på grund af udglødning, hvilket resulterer i, at modstandsværdien flytter sig op eller ned.

Hvis den strøm, der måles, også har et højt spændingspotentiale, vil denne spænding også være til stede i forbindelsesledningerne og i selve aflæsningsinstrumentet. Nogle gange indsættes shunten i returbenet (den jordede side) for at undgå dette problem. Nogle alternativer til shunts kan give isolation fra højspændingen ved ikke at forbinde måleren direkte til højspændingskredsløbet. Eksempler på anordninger, der kan give denne isolation, er Hall-effektstrømsensorer og strømtransformere (se tangmetre). Strømshunts anses for at være mere nøjagtige og billigere end Hall-effekt-enheder. Almindelige nøjagtighedsspecifikationer for sådanne anordninger er ±0,1 %, ±0,25 % eller ±0,5 %.

Den dobbelte manganinvæggede shunt af Thomas-typen og MI-typen (forbedret design af Thomas-typen) blev anvendt af NIST og andre standardlaboratorier som den juridiske reference for en ohm, indtil den i 1990 blev afløst af kvante-Hall-effekten. Shunts af Thomas-typen anvendes stadig som sekundære standarder til at foretage meget nøjagtige strømmålinger, da det er en tidskrævende proces at anvende kvante-Hall-effekten. Nøjagtigheden af disse typer shunts måles i ppm- og sub-ppm-skalaen af afvigelse pr. år af den indstillede modstand.

Hvis kredsløbet er jordet (jordet) på den ene side, kan en shunt til strømmåling indsættes enten i den ujordede leder eller i den jordede leder. En shunt i den ujordede leder skal være isoleret for hele kredsløbsspændingen til jord; måleinstrumentet skal være iboende isoleret fra jord eller skal indeholde en resistiv spændingsdeler eller en isolationsforstærker mellem den relativt høje common-mode-spænding og lavere spændinger inde i instrumentet. En shunt i den jordede leder kan muligvis ikke registrere lækstrøm, der omgår shunten, men den vil ikke opleve en høj commonmode-spænding til jord. Belastningen er fjernet fra en direkte vej til jord, hvilket kan skabe problemer for kontrolkredsløbet, resultere i uønskede emissioner eller begge dele. Enheder, der skal anvendes til strømafsporing, omfatter: INA240, INA293 og INA180. Flere enheder af anden stil findes her.

  • Indsætning på den lave side kan fjerne common-mode-spænding, men ikke uden ulemper.

  • Indsætning på den høje side løser ulemperne ved den lave side, men garanterer common-mode-spænding.

  • Isolerede forstærkere løser alle vanskeligheder og begrænsninger med high- eller low-side strømshuntmålinger.

Similar Posts

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.