隨著現代工業技術的不斷發展,電流檢測廣泛地應用到工業控制領域,工業控制對電流檢測的精度和響應速度的要求較高,同時希望與被檢測的對象實現完全隔離,霍爾電流傳感器很好地 解決了這些問題?;魻栯娏鱾鞲衅饕云鋬灹嫉男阅芎途傻慕Y構,已經成為工業控制領域中電流隔離測量的解決方案,并且被廣泛應用于驅動器、變頻器、電機繞組和高頻大電流測量等場合中。
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優點是電路形式簡單,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。
霍爾傳感器的工作原理
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。
閉環霍爾電流傳感器在變頻器調速的應用
圖2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2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2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
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