Liebe Leserinnen und Leser,
heute möchte ich euch einen spannenden Artikel vorstellen, den ich selbst verfasst habe. In diesem Artikel geht es um die Untersuchung des Phasenfehlers bei Klapp-Stromwandlern, die in verschiedenen Messanwendungen, wie zum Beispiel im Haushaltsverteiler, zum Einsatz kommen. Ihr kennt diese Klapp-Stromwandler sicherlich alle, denn sie sind überall erhältlich und sehr günstig in der Anschaffung, oft für unter 10€ pro Stück.
Aber was genau ist eigentlich der Phasenfehler? Der Phasenfehler beschreibt die Phasenverschiebung zwischen dem vom Sensor gemessenen Signal und dem echten Signal. Er wird in Grad angegeben und ist frequenzabhängig. Jeder Stromsensor weist prinzipbedingt einen gewissen Phasenfehler auf, der je nach Bauform und Arbeitsweise variiert.
Warum ist der Phasenfehler relevant? Nun, er führt zu nichtlinearen Einflüssen auf die Wirkleistungsmessung, besonders bei niedrigem Powerfactor (ähnlich dem Cosinus Phi). Die Wirkleistungsmessung ist jedoch entscheidend, wenn es darum geht, Energiesparmaßnahmen zu überprüfen und weitere Potenziale zu erkennen. Je niedriger der Powerfactor, desto größer wird der Fehler der gemessenen Wirkleistung.
Untersucht werden hauptsächlich zwei verschiedene Eigenschaften, die Einfluss auf den Phasenfehler haben. Einerseits die Amplitude des gemessenen Stroms sowie der Wert des Bürdenwiderstands.
Im theoretischen Teil wird die Auswirkungen des Phasenfehlers auf die Wirkleistungsmessung Betrachtet, in Abhängigkeit vom Powerfactor. Je niedriger der Powerfactor, desto größer wird der Messfehler. Dies kann vor allem bei der Untersuchung von Standby-Lasten ein Problem sein, da moderne elektronische Geräte oft hohe kapazitive Blindleistungen aufweisen, teilweise mit einem Powerfactor von 0.05 oder darunter.
Die Messergebnisse des Artikels zeigen, dass der Phasenfehler von der Amplitude und dem Bürdenwiderstand abhängt. Um den Fehler der Wirkleistung zu reduzieren, wird die Korrektur im Zeitbereich vorgeschlagen. Dabei ist das abgetastete Signal um die entsprechende Zeit zu verschieben, um die Phasenverschiebung zu kompensieren. Diese einfache Methode ermöglicht eine signifikante Reduzierung des Wirkleistungsmessfehlers, insbesondere bei niedrigem Powerfactor.
Ich hoffe, dieser Artikel hat euer Interesse geweckt und euch einen Einblick in die spannende Welt der Phasenfehler bei Klapp-Stromwandlern gegeben. Wenn ihr weitere Informationen zu diesem Thema wünscht oder Fragen habt, stehe ich gerne zur Verfügung.
Bis zum nächsten Mal,
Euer Michael