Tokovni pretvornik je elektronska naprava, zasnovana za merjenje električnega toka (AC ali DC) in njegovo pretvorbo v standardiziran, merljiv izhodni signal - običajno napetost ali tok - ki je sorazmeren z vhodnim tokom. Ima ključno vlogo v elektroenergetskih sistemih, industrijski avtomatizaciji, obnovljivih virih energije in elektronski opremi, saj omogoča natančno spremljanje toka, nadzor in zaščito.
The tokovni pretvornik Načelo delovanja tokovnega pretvornika se nekoliko razlikuje glede na vrsto, vendar vsi sledijo isti osnovni logiki: zaznavanje magnetnega polja, ki ga ustvari prevodnik po katerem teče tok, in pretvorba tega magnetnega signala v električni izhod. Za razliko od tradicionalnih tokovnih transformatorjev (ki delujejo samo za izmenični tok) so sodobni tokovni pretvorniki vsestranski, podpirajo izmenični in enosmerni tok, z visoko natančnostjo in izolacijskimi zmogljivostmi.
Najpogostejši tipi vključujejo pretvornike s Hallovim učinkom, pretvornike s tuljavami Rogowskega in uporne upore. Pretvorniki s Hallovim učinkom se pogosto uporabljajo zaradi svoje preprostosti in vsestranskosti. Uporabljajo Hallov učinek: ko prevodnik, po katerem teče tok, prehaja skozi magnetno polje, se ustvari napetost (Hallova napetost) pravokotno na tok in magnetno polje. Hallova napetost je neposredno sorazmerna z vhodnim tokom, ki se nato ojača in kalibrira, da proizvede standardni izhod (npr. 0–10 V ali 4–20 mA).
Po drugi strani pretvorniki s tuljavo Rogowskega delujejo na podlagi elektromagnetne indukcije. Sestavljeni so iz toroidne tuljave, ki je ovita okoli vodnika, po katerem teče tok. Ko se tok spreminja, inducira napetost v tuljavi, ki je integrirana, da dobi signal, sorazmeren z vhodnim tokom. Ti pretvorniki so idealni za aplikacije z visokim tokom in nudijo odlično linearnost.
Pretvorniki s shunt uporom so enostavnejši z uporabo Ohmovega zakona: majhen, natančen upor se postavi zaporedno z vezjem in izmeri se padec napetosti na uporu. Ker je upor znan, lahko tok izračunamo kot I = V/R. So stroškovno učinkoviti, vendar nimajo električne izolacije, zaradi česar so primerni za nizkonapetostne aplikacije z nizkim tokom.
Ključne značilnosti tokovnih pretvornikov vključujejo visoko natančnost, električno izolacijo (zaščita merilnih tokokrogov pred visokimi napetostmi), široko frekvenčno območje in kompaktno zasnovo. Bistveni so v sistemih za distribucijo električne energije za spremljanje obremenitvenih tokov, v obnovljivih virih energije (sončna/veterna) za sledenje pretoku energije, v električnih vozilih za upravljanje polnjenja/praznjenja akumulatorja in v industrijskih strojih za preprečevanje poškodb zaradi prevelikega toka.
Če povzamemo, tokovni pretvorniki premostijo vrzel med tokovnimi tokokrogi velike moči in nizkonapetostnimi merilnimi/krmilnimi sistemi. S pretvarjanjem toka v obvladljive signale zagotavljajo varno, učinkovito in zanesljivo delovanje različnih električnih sistemov, zaradi česar so nepogrešljive komponente v sodobni elektroniki in elektroenergetiki.
