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                      霍爾電流傳感器

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                      霍爾電流傳感器的性能及應用

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                      霍爾電流傳感器的性能及應用

                      發布日期:2018-12-13 作者: 點擊:

                      1、霍爾電流由于具有精度高、線性好、頻帶寬、響應快、過載能力強和不損失被測電路能量等諸多優點,因而被廣泛應用于變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、變電站、電解電鍍、數控機床、微機監測系統、電網監控系統和需要隔離檢測大電流、電壓的各個領域中。在電力電子產品中,對大電流進行精確的檢測和控制也是產品安全可靠運行的根本保證。

                      2、霍爾傳感器的性能特點

                      霍爾電流傳感器具有優越的電性能,是一種先進的、能隔離主電路回路和電子控制電路的電檢測元件。它綜合了互感器和分流器的所有優點,同時又克服了互感器和分流器的不足(互感器只適用于50Hz工頻測量;分流器無法進行隔離測量)。利用同一只霍爾電流傳感器既可以檢測交流也可以檢測直流,甚至可以檢測瞬態峰值,因而是替代互感器和分流器的新一代產品?;魻栯娏鱾鞲衅骶呷缦绿攸c:可測量任意波形的電流?;魻栯娏鱾鞲衅骺梢詼y量任意波形的電流參量,如直流、交流和脈沖波形等。也可以對瞬態峰值參數進行測量,其副邊電路可以忠實地反映原邊電流的波形。這一點普通互感器無法與其相比,因為普通的互感器一般只適用于50Hz的正弦波;精度高。一般的霍爾電流傳感器在工作區域內的精度優于1%,該精度適合于任何波形的測量,而普通互感器精度一般為3%~5%,且只適合于50Hz的正弦波形;線性度優于0.5%;動態性能好。一般霍爾傳感器動態響應時間小于7μs,跟蹤速度di/dt高于50A/μs;

                      霍爾電流傳感器以其優異的動態性能為提高現代控制系統的性能提供了關鍵的基礎(無感元件)。一般普通互感器的動態響應時間為10~20μs,這顯然已不適應工業控制系統發展的需要(感性元件)。工作頻帶寬??稍?~20kHz頻率范圍內很好地工作;過載能力強,測量范圍大(0~±10000A)可靠性高,平均無故障工作大于5×10000小時;尺寸小,重量輕,易于安裝且不會給系統帶來任何損失。

                      3、霍爾傳感器的工作原理

                      霍爾電流傳感器是根據霍爾原理制成的。它有兩種工作方式,即磁平衡式和直式?;魻栯娏鱾鞲衅饕话阌稍呺娐?、聚磁環、霍爾器件、(次級線圈)和放大電路等組成。

                      3.1 直放式電流傳感器(開環式)

                      眾所周知,當電流通過一根長導線時,在導線周圍將產生一磁場,這一磁場的大小與流過導線的電流成正比,它可以通過磁芯聚集感應到霍爾器件上并使其有一信號輸出。這一信號經信號放大器放大后直接輸出,一般的額定輸出標定為4V。

                      3.2 磁平衡式電流傳感器(閉環式)

                      磁平衡式電流傳感器也稱補償式傳感器,即主回路被測電流Ip在聚磁環處所產生的磁場通過一個次級線圈電流所產生的磁場進行補償,從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態。

                      磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:當主回路有一電流通過時,在導線上產生的磁場被聚磁環聚集并感應到霍爾器件上,所產生的信號輸出用于驅動相應的功率管并使其導通,從而獲得一個補償電流Is。這一電流再通過多匝繞組產生磁場,該磁場與被測電流產生的磁場正好相反,因而補償了原來的磁場,使霍爾器件的輸出逐漸減小。當與Ip與匝數相乘所產生的磁場相等時,Is不再增加,這時的霍爾器件起指示零磁通的作用,此時可以通過Is來平衡。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。一旦磁場失去平衡,霍爾器件就有信號輸出。經功率放大后,立即就有相應的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡,所需的時間理論上不到1μs,這是一個動態平衡的過程。

                      霍爾電流傳感器.jpg

                      4、霍爾傳感器的連接方式

                      電流傳感器只需外接正負直流電源,被測電流母線一般從傳感器中穿過或接于原邊端子,然后在副邊端再作一些簡單的連接即可完成主控制電路的隔離檢測,電路設計非常簡單。

                      若與變送器配合使用,經A/D轉換后,可方便地與計算機或各種儀表接口,并可以進行長距離傳輸。

                      5、霍爾電流傳感器的應用

                      電流傳感器在逆變焊機中的應用

                      霍爾電流傳感器在直流檢測中同樣具有電隔離作用,在直流輸出的電力電子設備中,可以利用霍爾電流傳感器測得與主電路隔離的直流測量信號、短路保護和顯示控制,還可用于電流反饋和穩流調節。

                      6、使用注意事項

                      使用霍爾傳感器時,應注意以下幾點:

                      1)使用傳感器時,應先接通副邊電源,再接通原邊電流或電壓。

                      2)測量電流時,最好用單根導線充滿模塊孔徑,以獲得最佳動態特性和靈敏度。

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