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Strommessung in Eletktrofahrzeugen

Medición de corriente en vehículos eléctricos

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Medición de corriente en vehículos eléctricos

En el mundo de los vehículos híbridos y eléctricos (VE), la medición precisa de la corriente desempeña un papel fundamental en varios aspectos críticos de su desarrollo y funcionamiento. Ya sea para evaluar la potencia, el consumo o analizar los procesos de carga, la medición de corriente de alta precisión es un componente esencial del proceso de prueba.

 

Existen varias técnicas para medir la corriente eléctrica, cada una con sus propias ventajas y sus mejores escenarios de uso. Estas son algunas de las técnicas de medición de corriente más comunes:

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Medición de la corriente eléctrica

Existen varias técnicas para medir la corriente eléctrica, cada una con sus propias ventajas y sus mejores escenarios de uso. Estas son algunas de las técnicas de medición de corriente más comunes:

 

Medición de resistencias en derivación:

  • Cómo funciona: En este método, se coloca una resistencia en serie con el circuito o la carga. La caída de tensión a través de la resistencia en derivación es directamente proporcional a la corriente que fluye a través de ella, de acuerdo con la Ley de Ohm (V = I * R).
  • Ventajas: Las resistencias shunt son sencillas, baratas y pueden soportar altos niveles de corriente. Proporcionan una medición precisa de la corriente y se utilizan habitualmente en amperímetros.
  • Desventajas: Las resistencias en derivación pueden provocar una ligera caída de tensión en el circuito, y su precisión puede verse afectada por las variaciones de temperatura.

Sensor de efecto Hall:

  • ¿Cómo funciona? Los sensores de efecto Hall son dispositivos semiconductores que producen una tensión proporcional a la intensidad del campo magnético perpendicular a su superficie. Cuando se colocan cerca de un conductor de corriente, el campo magnético generado por la corriente provoca una salida de tensión..
  • Ventaias : Los sensores de efecto Hall no son invasivos, es decir, no requieren contacto directo con el conductor de corriente. Están aislados galvánicamente y pueden utilizarse para medir corriente continua y alterna.
  • Desventajas : La deriva térmica y las no linealidades provocan errores de medición.La deriva térmica y las no linealidades provocan errores de medición.

Transformador de corriente (TC):

  • ¿Cómo funciona? Un transformador de corriente consta de un devanado primario y un devanado secundario. El devanado primario se coloca alrededor del conductor que transporta la corriente que se desea medir. El devanado secundario produce una corriente proporcional a la corriente primaria.
  • Ventajas: Los TC proporcionan aislamiento galvánico, pueden medir corrientes elevadas y se utilizan habitualmente en sistemas de distribución de energía. Son adecuados para medir corriente alterna.
  • Inconvénients: En general, los TC no son adecuados para medir corrientes bajas y pueden introducir errores con factores de potencia muy bajos.

Bobina Rogowski:

  • Cómo funciona: Una bobina Rogowski es una bobina flexible que puede colocarse alrededor de un conductor. Cuando la corriente circula por el conductor, induce una tensión en la bobina Rogowski. La salida de la bobina es proporcional a la velocidad de cambio de la corriente.
  • Ventajas: Las bobinas Rogowski ofrecen una solución no invasiva para medir la corriente alterna. Son adecuadas para mediciones de alta frecuencia y transitorias y son flexibles, lo que facilita su instalación.
  • Desventajas: Las bobinas Rogowski requieren un acondicionamiento externo de la señal y no son adecuadas para medir corrientes continuas.

Sensor de corriente de fibra óptica:

  • Cómo funciona: Los sensores de fibra óptica utilizan el efecto Faraday, por el que la polarización de la luz cambia en presencia de un campo magnético. Este cambio es proporcional a la corriente que pasa por el conductor. 
  • Ventajas: Estos sensores no son conductores, son inmunes a las interferencias electromagnéticas y son adecuados para aplicaciones de alta tensión.
  • Desventajas: Pueden ser relativamente caros y requerir equipos especializados.

Transductores de corriente Fluxgate

Los transductores de corriente fluxgate utilizan el principio del efecto fluxgate, que implica el uso de un núcleo ferromagnético sometido a un campo magnético alterno. Cuando una corriente circula por un conductor, genera un campo magnético a su alrededor. El transductor de corriente fluxgate mide este campo magnético haciendo pasar el campo magnético del conductor a través de un núcleo ferromagnético. El núcleo suele estar hecho de un material con alta permeabilidad magnética, como una aleación permanente. El campo magnético alterno induce una tensión en el núcleo, que se amplifica y procesa para obtener una medición precisa de la corriente. Los transductores de corriente Fluxgate son conocidos por su gran precisión, su amplia respuesta en frecuencia y su capacidad para medir corrientes tanto de CA como de CC. Los transductores Fluxgate ofrecen una gran precisión en la medición de corriente, garantizando lecturas precisas y fiables. Esto es crucial en los vehículos eléctricos, donde la medición precisa de la corriente es esencial para comprobar el rendimiento de la batería y optimizar la eficiencia energética.

 

Los transductores Fluxgate están diseñados para ser altamente inmunes a los campos magnéticos externos, lo que garantiza mediciones precisas incluso en presencia de interferencias electromagnéticas. Esto es crucial en los vehículos eléctricos, donde puede haber diversas fuentes de ruido electromagnético procedente de otros componentes eléctricos.

En general, el uso de transductores fluxgate para medir la corriente en vehículos eléctricos ofrece una gran precisión, un amplio rango dinámico, un tiempo de respuesta rápido, un tamaño compacto e inmunidad a los campos magnéticos externos. Estas ventajas contribuyen a un funcionamiento eficaz y fiable del sistema eléctrico de los vehículos eléctricos para controlar el flujo de corriente eléctrica en diversos componentes.

Resumen de la medición de corriente en vehículos eléctricos

La elección de la técnica de medición de corriente depende de factores como el tipo de corriente (CC o CA), la magnitud de la corriente, los requisitos de precisión y las condiciones ambientales. Cada método tiene sus propias ventajas y limitaciones, por lo que es esencial seleccionar la técnica adecuada para una aplicación específica.

 

Aunque tanto los transductores de corriente de efecto Hall como los Fluxgate están pensados para detectar corriente, difieren en aspectos clave:

Principio de funcionamiento: La tensión Hall generada por la interacción del campo magnético y los electrones portadores de corriente es lo que acciona los transductores de efecto Hall. Los transductores Fluxgate, por su parte, aprovechan las variaciones de magnetización de un núcleo magnético provocadas por el campo magnético de la corriente aplicada.

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