Präzisions-Analog Messmodul von KNESTEL zur Messung im Hochvolt-Bereich

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Präzises Messen, dezentral, niedriger Temperaturdrift und das alles unter hoher Spannung? Mit der in 2021 abgeschlossenen Entwicklung eines Präzisionsmessmodules ist dies alles möglich.

Mit unserem neu entwickelten PAM (Präzisions-Analog-Messmodul) haben wir uns an den Anforderungen der Elektromobilität orientiert. Der Einsatz in der Ladetechnik oder bei Komponententests von Batterien, mit der Technologie des PAM ist beides möglich.

Jedoch bieten sich durch die modulare Beschaffenheit des Messmoduls eine Vielzahl weiterer Anwendungsmöglichkeiten. Spannungen, Ströme und Temperaturen können mit dem Gerät dezentral erfasst werden. Die Messwerte werden über CAN-Bus oder EtherCAT übertragen. Je nach Bedarf können zum Steuermodul mehrere Module für Spannungs- Strom- und Temperaturmessung hinzugefügt werden. Für den Einsatz im Hochvoltbereich wurde bei der Entwicklung die DIN EN 61010-1 berücksichtigt.

Die Messeingänge sind galvanisch getrennt gegen Erde, die Spannungsversorgung und die Kommunikationsschnittstelle. Zusätzlich ist ein Überspannungsschutz bis 2,5kV gegeben. Die Isolationsspannung beträgt größer 3kV. Unter diesen Voraussetzungen sind Spannungsmessungen bis 1000V möglich, der Offset- und Skalierfehler beträgt 50mV.

Um das Messgerät unabhängig vom Einsatzort zu machen, wurde bei der Entwicklung darauf geachtet, den Messfehler bei einer Änderung der Umgebungstemperatur möglichst gering zu halten. Selbst wenn die Temperatur im Schaltschrank bei großen Leistungen steigt, driftet der Messwert nur um maximal 8ppm pro Kelvin Temperaturänderung ab.

Um die großen Ströme, welche z.B. beim Ladevorgang einer Batterie entstehen, nahezu verlustfrei messen zu können, wird ein Hall Sensor verwendet. Die Spannungsversorgung für diesen, kann über ein integrierbares Modul über das PAM erfolgen. Der Hall-Sensor wird über einen Sub-D Stecker am Strommessmodul angeschlossen.

Um bei einem End-of-Line Test, auch die Temperatur des Prüflings zu überwachen, wurde ein integrierbares Modul für die Temperaturüberwachung mittels PT100/PT1000 Widerständen entwickelt. Mit den verwendeten Technologien ist es uns möglich das PAM auf viele verschiedene Einsatzzwecke und an flexible Kundenwünsche anzupassen. Überall dort wo im Hochvoltumfeld und unter schwankenden Temperaturen, präzise und dezentral gemessen werden muss, kann unser PAM zum Einsatz kommen. Selbst mit Regelungsaufgaben ist unser PAM schon beauftragt worden. Beim bidirektionalen Laden mit unseren intelligenten Tiefsetzstellerbrücken, wird über CAN ein Sollwert für Strom und Spannung vorgegeben. Das vernetzte PAM übernimmt die Ansteuerung. Die Rückmeldung bekommt es über die eigenen Strom- und Spannungsmessmodule.