Stromwandler – Funktion & Anwendung

Ein Stromwandler ist in seiner Funktion ein besonderer Transformator, der zur proportionalen Umsetzung von großen Strömen auf direkt messbare Werte dient. Damit lässt sich eine galvanische Trennung zwischen Primärkreis und Messkreis erzielen, die für eine Schutzwirkung der nachgeschalteten Messgeräte bei Störfällen sorgen kann. Deswegen finden Stromwandler immer dann eine praktische Anwendung, wenn Ströme sonst nicht direkt gemessen werden können.
Wir erklären Ihnen in diesem Artikel die genaue Funktionsweise, welche verschiedenen Arten es gibt und in welchen Bereichen die nützlichen Helfer zum Einsatz kommen.

Was sind Stromwandler und wie funktionieren sie?

In vielen Fällen ist es notwendig, einen Wechselstrom zu erzeugen, der proportional zum gemessenen Strom in seiner Primärwicklung ist. Genau hier kommt oftmals ein Stromwandler zum Einsatz, der hohe Spannungsströme auf einen kleineren Wert reduzieren kann. Das bietet Anwendern die Möglichkeit, den tatsächlichen elektrischen Stromfluss mit einem Standard-Amperemeter in einer AC-Übertragungsleitung sicher zu messen.
Dabei arbeitet ein Stromwandler von seiner Funktion her im Wesentlichen ähnlich wie ein üblicher Spannungswandler, er besteht jedoch aus vergleichsweise weniger Windungen als Primärwicklung. Diese ist entweder als einzelne flache Windung bzw. als Spule aus hochbelastbarem Draht um den Kern gewickelt. Oder sie führt als Leiter bzw. Stromschiene durch ein zentrales Loch im Wandler.
Aus diesem Grund bezeichnet man den Stromwandler oft als Reihenwandler. Denn die Primärwicklung hat immer nur einige wenige Windungen, die im Zusammenspiel mit dem stromführenden Leiter die Last liefert. Die Sekundärwicklung kann hingegen sehr viele Spulenwindungen haben, die auf dem laminierten Kern aus verlustarmem Magnetmaterial gewickelt sind.

Welche Arten von Stromwandlern gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Stromwandlern, die teilweise auch als Ringkern-, Wickel-, Schienen- oder Umbauwandler bezeichnet werden. Doch im Wesentlichen unterteilen sich ihre Funktionsweisen in passiv und aktiv, die letztlich zu einer besseren Kategorisierung dienen.

Passiv

Ein passiver Stromwandler besteht aus einem Transformator mit Ringkern. Durch den Ringkern führt ein Kabel des zu messenden Stroms und formt somit die Primärwicklung mit einer Windung. Die Sekundärwicklung mit ca. 100–1000 Windungen befindet sich hingegen auf dem Ringkern selbst.
Die beliebtesten passiven Wandler nutzen das elektromagnetische Prinzip, weil sie eine galvanische Trennung ermöglicht. In ihrer Funktion ähneln sie einem Übertrager, sie weisen jedoch vergleichsweise ungewöhnliche Werte auf. So ist die Ausgangsspannung der Sekundärseite mit 0,5V–2V relativ niedrig. Auf der anderen Seite ist der Eingangsstrom relativ hoch, was oftmals der Hauptgrund zum Einsatz eines Wandlers ist.

Aktiv

Auch aktive Stromwandler bauen oft auf ein Ringkern-Prinzip auf, jedoch messen sie das Magnetfeld des Kabels, beispielsweise mit einem Hallsensor. Dieser befindet sich in einem Schlitz des Ringkerns, in den er zuvor eingeführt wurde. Das erlaubt es Anwendern sogar, Gleichströme präzise zu messen.
Auf der anderen Seite sind aktive Wandler nur mit mehr Aufwand zu betreiben und benötigen eine eigene Stromversorgung, was letztlich auch zu einem höheren Preis führt. Aktive Wandler bieten Nutzern die Funktion, selbst Messgenauigkeiten bis 0,2 % und bis mehrere 10kHz zu erreichen.

Tragbar

Es gibt auch tragbare Wandler, die sich damit perfekt für einen mobilen Einsatz eignen. Besonders beliebt ist zum Beispiel die sogenannte „Strommesszange“, die sich um einen Strom führenden Leiter schließt und danach den Strom misst. Als Grundlage dafür bestimmt sie das Magnetfeld um den Leiter herum.
Das Ergebnis zeigt die Strommesszange dann direkt auf dem digitalen Display, ohne zuvor den Stromkreis trennen zu müssen. Damit bietet sie eine praktische Möglichkeit, ohne viel Aufwand eine schnelle Messung vor Ort vornehmen zu können.

Wo kommen Stromwandler zum Einsatz?

Aufgrund der besonderen Funktion der Stromwandler finden sich zwei wichtige Einsatzbereiche. Insbesondere das stromintensive produzierende Gewerbe kann damit an jedem Ort den Stromverbrauch messen, ohne teure elektrische Geräte zu gefährden.

Messzweck: Energiezähler oder Strommessgeräte profitieren von einem möglichst proportional herabgesetzten Strom. Ein Wandler kann in die Sättigung gehen und damit sich selbst und alle angeschlossenen Messgeräte vor Überstrom beim Messen schützen.
Schutzzwecke: In diesem Fall stellt der Wandler den herabgesetzten Strom an Schutzrelais, Steuer- und Regelgeräte bereit. Selbst bei hohen Überströmen kann er weiterhin ein primärstromabhängiges Ausgangssignal liefern und damit die angeschlossenen Geräte schützen.

Aufgrund dieser Funktionen fallen auch immer wieder die Begriffe Messwandler oder Strommesswandler, die sich hauptsächlich aus dem ersten Anwendungsbereich ableiten. Denn sie ermöglichen es, auf sichere Weise den Strom zu messen.

Welche Vorteile bieten Stromwandler für Betriebe?

Aufgrund der rasant steigenden Strompreise in Europa ist es heutzutage wichtiger denn je, den exakten Stromverbrauch im Betrieb zu erfassen. Denn die präzise Messung des Strombedarfs und -verbrauchs ist der erste Schritt, um daraus wichtige Erkenntnisse gewinnen zu können. Das bildet auch die Grundlage für das nachfolgende Energiemonitoring und Energiecontrolling.
Um die eigene Wettbewerbsfähigkeit in stromintensiven Bereichen zu steigern, ist es unabdingbar, den Stromverbrauch zu optimieren. Es sollte im Vordergrund eines jeden Unternehmens stehen, alle möglichen Energiesparpotenziale bestmöglich auszuschöpfen. Sie können dabei nicht nur erhebliche Kosteneinsparungen erzielen, sondern Sie schützen damit auch noch aktiv die Umwelt.
Genau hier kommen Stromwandler als perfekter Begleiter zum Einsatz. Denn sie ermöglichen auch die Erfassung von besonders großen Strömen, indem sie diese auf proportional messbare Werte herabsetzen. Dadurch schützen sie nicht nur die teuren Messgeräte bei Überstrom, sondern auch die angehängten Steuer- und Regelgeräte.

Modernes Energiemanagement als nächster Schritt

Um alle Vorteile einer umfassenden Stromverbrauchserfassung nutzen zu können, benötigt es heutzutage auch ein modernes Energiemanagementsystem. Dieses erlaubt es Ihnen, fast schon spielend leicht alle Verbrauchswerte transparent zu konsolidieren und Energieanalysen sowie Energieberichte zu erstellen, die wichtige Hinweise und Optimierungspotenziale liefern.
Die Implementierung ist dabei denkbar einfach und lässt sich dank „Plug-and-play“ sogar in bestehende IT-Systeme integrieren. Dadurch sehen Sie am Ende auf einen Blick, welche Geräte für welchen Verbrauch verantwortlich sind. Und dank des Einsatzes von Stromwandlern, gibt es auch keinerlei Blindflecke im Betrieb mehr.

Fazit – Berg als Partner für Stromwandler

Ein Stromwandler bietet Ihnen die praktische Funktion, auch große Ströme für Messgeräte risikofrei messbar zu machen. Daraus ergeben sich umfassende Möglichkeiten, den Stromverbrauch bis auf den kleinsten Nenner im Betrieb exakt erfassen zu können. Zudem schützen Sie damit auch andere Steuer- und Regelgeräte bei Überstrom vor Schäden.
Bei Berg erhalten Sie sowohl Stromwandler, Stromzähler als auch moderne Energiemanagementsoftware direkt aus einer Hand. Wir helfen Ihnen dabei, Ihren Verbrauch präzise zu ermitteln und diesen dann gezielt zu optimieren.
Nehmen Sie jetzt Kontakt auf und lassen Sie sich von uns beraten.