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  4. 霍爾電流傳感器

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    閉環霍爾電流傳感器在變頻器中的應用

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    閉環霍爾電流傳感器在變頻器中的應用

    發布日期:2018-07-10 作者: 點擊:

    隨著經濟改革的不斷深入,節能降耗已經成為降低生產成本、提高產品質量的重要手段之一,而變頻調速技術正是順應了工業生產自動化發展的要求,開創了一個全新的智能電機時代。目前,該技術在電力、冶金、是由化工、造紙、食品、紡織等多種行業的電機傳動設備中得到實際應用,已經成為現代電力傳動技術的一個主要發展方向。用變頻器控制電機實現調速,可節省10%以上的電能。

    霍爾電流傳感器由于其優異的特性,越來越多的變頻器制造商選擇它作為電量監控的元器件。

    1

    工作原理


     霍爾電流傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。它有兩種工作方式,即開環(直放式)和閉環(磁平衡式)。直放式霍爾傳感器的有點是電路形式簡單,成本相對較低;其缺點是精度、線性度較差,響應時間較慢,溫度漂移較大。為了克服它的不足,出現了閉環(磁平衡式)霍爾電流傳感器。

    閉環式霍爾電流傳感器又稱零磁通式霍爾電流傳感器,如圖1所示,它是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件次級線圈、放大器等組成。當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中,霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通,通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流,用于抵消原邊IP產生的磁通,使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理,傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。


    原理圖

    2

    產品介紹

    01

    產品選型

    閉環霍爾電流傳感器具有響應時間短、工作頻率高、過載能力強、高隔離度等眾多優點。一般情況下,根據輸入信號、外形、內孔尺寸來選擇霍爾電流傳感器。以安科瑞霍爾電流傳感器為例,安科瑞霍爾電流傳感器嚴格按照JB/T 7490-2007《霍爾電流互感器行業標準》規定的各項要求,相對于同行采用插針式接線不同,本公司一律采用綠色可插拔端子,現場接線方便、可靠。常見的品牌產品如表1。



    02

    產品外形

    03

    技術指標

    l 響應時間:≤1us

    l 頻寬:100kHz

    l 失調電流:0.1mA

    l 工作溫度:-25~70℃

    l 存儲溫度:-40~80℃

    l 輸出負載:根據不同輔助電源、輸入信號、輸出信號而定

    l 輸入過載能力:輸入量程最大值2倍可恢復正常工作

    l 耐壓:3.5kV/50Hz/1min

    3

    產品應用

    01

    傳感器應用在變頻調速回路

    ? 圖中①用于檢測母線的直流電流,當檢測出主回路中出現異常脈沖,或有效值超出標準時,迅速切斷逆變觸發電路的觸發脈沖,保護逆變和整流模塊;

    ? 圖中②用于檢測兩橋臂的中的電流差,由于換相失敗很容易使一相中上下兩橋臂中的IBGT模塊因過流而損壞,此時要求短路電流保護在短路檢出后10us內切斷門驅動電路,這種逆變器必須采用快速過電流保護裝置,可以用霍爾電流傳感器檢測每個橋臂中的電流,若因換相失敗造成上下橋臂同時導電,則相應的兩個傳感器同時檢出電流信號,經與基準電壓比較轉換成方波后,通過門電路控制封鎖所有的逆變觸發脈沖,切斷短路途徑,保護昂貴的IBGT模塊;

    ? 圖中③用于檢測輸出電流的波形,接入逆變器的輸出回路中,用來檢測隨頻率變化的交流電流,可以更好地控制觸發脈沖,也可以提供用電設備的過載信號

    02

    使用注意事項

    1、為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑;

    2、使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),發生這種情況時,要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通過同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值;

    3、在大多數場合,霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場干擾能力,一般在距離模塊5-10cm之間存在一個兩倍于工作電流Ip的電流所產生的磁場干擾是可以忽略的,但當有更強的磁場干擾時,要采取適當的措施來解決。通常方法有:

    ① 調整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最??;

    ② 在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩;

    ③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊;

    ④ 測量的最佳精度是在額定值下得到的,當被測電流遠低于額定值時,要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,即:IpNp=額定安匝數。另外,原邊饋線溫度不應超過80℃。



    本文網址:http://www.names4pets.com/news/391.html

    關鍵詞:霍爾傳感器,電流傳感器,霍爾電流傳感器

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