Messung und Modellierung des Magnetisierungsverhaltens induktiver Spannungswandler im Kontext eines neuen, modellbasierten Vor-Ort-Genauigkeitsnachweises

Abstract:
Mit Hilfe des Magnetisierungsverhaltens im Betriebspunkt (EMK und komplexer Magnetisierungsstrom) ist die Berechnung des Fehlers des Spannungswandlers (Amplituden- und Winkelfehler) anhand des Spannungszeigerdiagramms nach Möllinger und Gewecke [1] möglich. Dieses gilt prinzipiell für beliebige Betriebspunkte. Für diese Berechnung wird das Ersatzschaltbild zu Grunde gelegt und der Eisenkern durch den komplexen Magnetisierungsstrom bei gegebener Aussteuerung modelliert. Bei Kenntnis aller Parameter des Ersatzschaltbildes sowie der tatsächlichen Übersetzung der Wandler nach Windungsabgleich kann der komplexe Übertragungsfehler berechnet werden. An dieser Stelle setzt ein neues Verfahren zum modellbasierten Vor-Ort-Genauigkeitsnachweis von Spannungswandlern an [2]. Bei diesem Verfahren werden alle Parameter des Ersatzschaltbildes Vor-Ort durch Messungen und Modellierungen bestimmt und anlehnend an die Theorie der Amplituden- und Winkelfehler berechnet. Im Kontext des modellbasierten Genauigkeitsnachweises werden in diesem Beitrag zunächst die Hintergründe sowie die Anforderungen an die Bestimmung der Magnetisierungseigenschaften diskutiert. Ferner werden Einflussfaktoren bei der messtechnischen Bestimmung der Magnetisierungseigenschaften beleuchtet sowie Anwendungsbeispiele des modellbasierten Genauigkeitsnachweises gegeben.