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霍尔电流传感器

[编辑日期:2014/12/15 16:10:32]

霍尔电流传感器霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理,即闭环原理,当原边电流IP产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中,霍尔元件固定在气隙中检测磁通,通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流,用于抵消原边IP产生的磁通,使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理,传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。

原边主回路有一被测电流I1,将产生磁通Φ1,被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态,XRD信瑞达[1]霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式,突出的优点是响应时间快和测量精度高,特别适用于弱小电流的信瑞达霍尔电流传感器检测。

知道:Φ1=Φ2I1N1=I2N2I2=NI/N2·I1当补偿电流I2流过测量电阻RM时,在RM两端转换成电压。做为传感器测量电压U0即:U0=I2RM

按照XRD信瑞达霍尔磁补偿原理制成了额定输入从~系列规格的电流传感器。

由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈,因而成本增加;其次,工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。

A1直流电流变送器

* 检测电流端子输入

信瑞达电流变送器* 0~5A范围内任选

* 标准导轨安装

* 抗干扰能力强,精度高(0.2%)[2]

A2直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ20mm

* 0~400A范围内任选

* 标准导轨安装

* 可旋转测头

A3直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ43mm

* 0~1000A范围内任选

* 标准导轨安装

* 可旋转测头

A21直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ20mm

* 0~300A范围内任选

* 标准导轨安装

* 温度补偿电路控制,测量准确

A41直流电流变送器

* 检测电流端子输入

* 0~5A范围内任选

* 标准导轨安装

* 抗干扰能力强,精度高(0.2%)

A43直流电流变送器

信瑞达A43电流变送器* 检测电流端子输入

* 0~5A范围内任选

* 标准导轨安装

* 可AC220V供电,精度高(0.2%)?

B1直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ20mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

B2直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ20mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

B6单路直流电流变送器

*电流电缆穿孔输入:φ45mm孔径

*0~1200A范围内任选

*螺钉紧固安装,可旋转测头

*拔插端子接口

B7单路直流电流变送器

信瑞达b7电流变送器?*电流电缆穿孔输入:φ50mm孔径

*0~1200A范围内任选

*拔插端子接口,可旋转测头

*螺钉紧固安装

B20直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ22mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 温度补偿电路控制,测量准确

B21直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ20mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

B22直流电流变送器

信瑞达B23电流变送器* 电流电缆穿孔输入,孔径φ42mm

* 0~800A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 温度补偿电路控制,测量准确

B23直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ20.5mm

* 0~300A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 磁平衡工作原理电流输出

B24直流电流变送器

* 电流电缆穿孔输入,孔径φ36mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 磁平衡工作原理电流输出

B25直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔20×10mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

B26直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔33×11mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固电流排安装

* 拔插端子接口

B27直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔20.5×10.5mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固电流排安装

* 拔插端子接口

B28直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔51×12mm

* 0~1500A范围内任选

* 螺钉紧固电流排安装

* 拔插端子接口

B29直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔52×22mm

* 0~1500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

B30直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔86×26mm

* 0~2500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

C20直流电流变送器

* 可开口穿孔输入,孔径φ42mm

* 0~2000A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口?

C21直流电流变送器

* 可开口穿孔输入,孔径φ22mm

* 0~500A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

C22直流电流变送器

* 可开口穿孔输入,孔径φ35mm

* 0~800A范围内任选

* 螺钉紧固安装

* 拔插端子接口

C23直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔62×15mm

* 0~2500A范围内任选

* 螺钉紧固安装,可开口测头

* 温度补偿电路控制,测量准确

C24直流电流变送器

* 电流排穿孔输入,方孔85×15mm

* 0~2500A范围内任选

* 螺钉紧固安装,可开口测头

* 拔插端子接口

?C50单路直流电流变送器

*电流电缆穿孔可开口输入:φ21mm孔径

*0~500A范围内任选

*螺钉紧固安装

*拔插端子接口

D20直流电流变送器

* 检测电流插针输入

* 0~15A范围内任选

* 体积小,可PCB板安装

* 温度补偿电路控制,测量准确

D21直流电流变送器

* 电流穿孔输入,孔径φ16mm

* 0~300A范围内任选

* 体积小,可PCB板安装

* 温度补偿电路控制,测量准确

B6单相交流电流变送器

*单相电流穿孔输入

*0~500A范围内任选

*螺钉紧固安装

*45mm孔径

*拔插端子接口

D22 单路直流电流变送器

* 电流穿孔输入,方孔12.7×7mm

* 0~100A范围内任选

* 体积小可PCB板安装

* 磁平衡工作原理电流输出

D50单路直流电流传感器

*电流穿孔输入

*0~100A范围内可选

*15.2×7.2mm方孔

*体积小;可PCB板安装

B4O单路直流电流传感器

*电流电缆穿孔输入:φ20mm孔径

*0~300A范围内任选

*螺钉紧固安装

*磁平衡工作原理

电压传感器KFCV - 4000V????????????? ???????????????V1e=4000V

(原、副边绝缘,用于测量直流、交流及其他各种波形电压)

1.基本参数?????????

原边额定电压V1e? ?????4000V

线性测量范围V1 ???????6400V

原边额定电流? ?????????2mA

副边额定电流I2e ???????50mA

负载电阻Rf? ???????????200Ω

工作电压VC(±5%)?? ??±24V

准确度等级 ???????????0.2(TA=20℃)

绝缘耐压 ?????????????原副边之间:AC7KV rms/50Hz,1min,

副地之间:AC1KV rms/50Hz,1min。

电流消耗???????????? <25mA(空载电流)+IS(测量电流)

2.动态参数

线性度???????????? ?<0.5%

失调电流????????? ???≤±0.2mA(当V1=0,TA=20℃时)

温度漂移???????????? -25~+70℃时,失调电流:典型值±0.3mA,大值±0.6mA。

响应时间??????????? ?<120μs

频带宽度???????????? DC~1KHz

3.一般参数

工作环境? ?????????????TA=-20℃~+70℃??????? RH20~85%

贮存环境 ??????????????TA=-45℃~+85℃??????? RH20~85%

重??? 量 ??????????????1.8Kg

4.结构:外壳采用绝缘的工程塑料,全封闭结构。

信瑞达霍尔电流传感器[3]是根据霍尔原理制成的。它有两种工作方式,即磁平衡式和直放式。霍尔电流、电压传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、(次级线圈)和放大电路等组成。?

1 、直放式电流传感器(开环式LF系列)?众所周知,当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为4V。?

2、 磁平衡式电流变送器(闭环式szxrdt系列)

磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。?磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时,Is不再增加,这时的霍尔器件起指示零磁通的作用,此时可以通过Is来跟踪Ip。当Ip变化时,平衡受到破坏,霍尔器件有信号输出,即重复上述过程,后重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出。经功率放大后,立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡,所需的时间理论上不到1μs,这是一个动态平衡的过程。?

3、 霍尔电压传感器(闭环式?LF?系列)?霍尔电压传感器的工作原理与闭环式电流传感器相似,也是以磁平衡方式工作的。?

4、 交流/直流变换器(?LF?系列)?交流/直流变换器与电流或电压传感器相配合使用所组成的模块可以把0~1V的交、直流信号转换为4~20mA(或0~20mA)、0~5V的标准直流信号(可分隔离和非隔离两种)。?

该变送器也可以与压力、温度、流量等传感器配合使用,并将它们的输出转换为标准直流信号以形成不同的变送模式供各种系统使用。?

5、霍尔传感器/变送器的连接方式?

电流、电压传感器只需外接正负直流电源,被测电流母线一般从传感器中穿过或接于原边端子,然后在副边端再作一些简单的连接即可完成主控制电路的隔离检测,电路设计非常简单。?若与变送器配合使用,经A/D转换后,可方便地与计算机或各种仪表接口,并可以进行长距离传输。??磁平衡(补偿)式接线法 、电压传感器的接线法、变换器(变送器)接线法?

电流传感器与变换器相接可组成电流变换器;电压传感器与变换器相接可组成电压变换器。变换器也可以单独使用。如果将其它传感器(如压力、温度等)的输出信号接于变换器,则可将普通的传感器输出信号变换放大或变换成0~20mA或4~20mA的标准信号,以便于长距离传输或与计算机接口。(根据用户需要可分隔离和非隔离两种)?

6、 霍尔电流传感器、霍尔电压传感器/?霍尔电流变送器、霍尔电压变送器的应用?

? ? ? ? ?电压型逆奕器保护电路?在电压型逆变器中,如果换相换败,则很容易使一相中上下两个桥臂中的半导体器件因过电流而损坏,如上下桥臂采用功率模块时,要求短路电流保护电路能在短路检出后10μs内切断门驱动电路,同时还需考虑电路的传输时间。所以,这种逆变器必须有快速过电流保护装置,可以用霍尔电流传感器检测每个桥臂中的电流。若因换相失败造成了上下桥臂同时导电,则相应的两处传感器可以同时检出电流信号,该信号与基准电压比较后转换成方波。这样,可通过门电路控制封锁所有的逆变触发脉冲,从而达到切断门驱动电路的目的。电压型逆变器保护电路优点是,只要上下桥臂同时存在的电流超过基准,保护电路立即动作。因为保护早,功率模块不会经受过大电流的冲击。其次,保护动作速度快。因为霍尔电流传感器是无感元件,在功率模?块判断时,它不会产生过电压。因此,可简化设计过程,提高效率。?

? ? ? ? ?用于变频调速装置?利用霍尔电流传感器还可以检测变频调速系统的主回路信号。使用时,个电流传感器模块接入整流滤波后的直流回路。当检测到主回路中出现异常尖峰或者有效值超出标准时,电路将迅速切断逆变触发电路的触发脉冲,以保护逆变和整流模块。另外3个传感器接入逆变器的输出回路,用来检测随频率变化的交流电流。这样可以更好地控制转矩,也可提供防止电机过载所需的信号。?

? ? ? ? ??电流变送器[4]在逆变焊机中的应用?霍尔电流传感器在直流检测中同样具有电隔离作用,在直流输出的电力电子设备中,可以利用霍尔电流传感器测得与主电路隔离的直流测量信号,也可以通过电子控制电路对直流测过流、短路保护和显示控制,还可用于电流反馈和稳流调节。

? ? ? ?霍尔式是一种新型的高性能电气测量元件,具有精度高、线性、频带、响应快、过载能力、非接触测量和不损耗被测电路的能量等优点,广泛用于电力、电子、交流变频调速、电子测量和开关电源等领域。?

闭环霍尔电流传感器(以下简称传感器)在车用电源系统中的应用,实现了对电源系统输出电流的隔离测量,并通过反馈控制电源系统的输出电流。当电源的输出电流接近电源系统的设计功率输出时,电源输出电流将不再增加,从而限制了电源系统的输出功率,保护了电源系统不会因用电负载的变化而损坏。?

? ? ? 霍尔电流传感器除了可以用于电流、电压、功率的检测外还可以用于电力电子设备网侧电流谐波的检测等等。

1、如何选型

A、选择电流传感器时需要注意穿孔尺寸是否能够保证电线可以穿过传感器;

B、选择电流传感器时需要注意现场的应用环境是否有高温、低温、高潮湿、强震等特殊环境;

C、选择电流传感器时需要注意空间结构是否满足;[5]

2、使用须知

A、接线时注意接线端子的裸露导电部分,尽量防止ESD冲击,需要有专业施工经验的工程师才能对该产品进行接线操作。电源、输入、输出的各连接导线必须正确连接,不可错位或反接,否则可能导致产品损坏。

B、产品安装使用环境应无导电尘埃及腐蚀性

C、剧烈震动或高温也可能导致产品损坏,必须注意使用场合。

1.开环霍尔电流传感器

工作原理:原边电流流过导体产生的磁场聚集在磁环内,这一磁场的大小与流过导体的电流成正比,通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出,其输出电压精确的反映原边电流。

特点:

1?原边与副边之间高度绝缘?

2?体积小,重量轻?

3?无插入损耗?

4?检测范围广?

5电耗低

2.闭环霍尔电流传感器

工作原理:原边电流流过导体,产生的磁场,聚集在磁环内,通过磁环气隙中霍尔元件输出信号控制的补偿电流流过副边线圈产生的磁场进行补偿,其补偿电流精确的反映原边电流。

特点:

1?频带范围宽?

2?精度高?

3响应时间快?

4?温漂小?

5?线性度好?

6电流输出,抗干扰能力强

1、在逆变器中的应用:

????在逆变器中,用霍尔电流传感器[6]可进行接地故障检测、直接侧和交流侧的模拟量传感,以保证逆变器能安全工作。?

2、在不间断电源中的应用:

?在该应用中,用霍尔电流传感器进行控制,保证逆变电源正常工作。使用霍尔电流传感器1发出信号并进行反馈,以控制晶闸管的触发角,霍尔电流传感器2发出的信号控制逆变器,霍尔电流传感器3控制浮充电源。由于其响应速度快,霍尔电流传感器特别适用于计算机中的不间断电源。?

3、在电子点焊机中的应用?:

在电子点焊机电源中,霍尔电流传感器起测量和控制作用。它的快速响应能再现电流、电压波形,将它们反馈到可控整流器A、B,可控制其输出。用斩波器给直流迭加上一个交流,可更精确地控制电流。用霍尔电流传感器进行电流检测,既可测量电流的真正瞬时值,又不致引入损耗。??

4、用于电车斩波器的控制:

?电车中的调速是由调整电压实现的。而将霍尔电流传感器和其它元件配合使用,并将传感器的所有信号输入控制系统,可确保电车正常工作。?

5、用于电能管理:

?霍尔电流传感器,可安装到配电线路上进行负载管理。霍尔电流传感器的输出和计算机连接起来,对用电情况进行监控,若发现过载,便及时使受控的线路断开,保证用电设备的安全。用这种装置,也可进行负载分配及电网的遥控、遥测和巡检等。

6、开关电源中的应用?:近代出现的开关电源,是将电网的非稳定的交流电压变换成稳定的直流电压输出的功率变换装置。无论是电压控制型还是电流控制型开关电源,均采用脉冲宽度调制,借助驱动脉冲宽度与输出电压幅值之间存在的某种比例关系来维持恒压输出。其中,宽度变化的脉冲电压或电流的采样、传感等均需用电流、电压传感器来完成。霍尔电流、电压传感器以其频带宽、响应时间快以及安装简便而成为的电流、电压传感器。?

合理选择霍尔电流传感器,就是要根据实际的需要与可能,做到有的放矢,物尽其州,达到实用、经济、安全、方便的效果。为此,必须对传感器测量的目的、测量对象、使用条件等诸方面有较全面的了解;这[7]是考虑问题的前提。

一是要依据测量对象和使用条件确定霍尔电流传感器的类型

?????众所周知:同一霍尔电流传感器.可用来分别测量多种被测量;而同一被测量,义常有多种原理的霍尔电流传感器可供选用。在进行一项具体的测量量工作之前,首先要分析并确定采用何种原理或类删的霍尔电流传感器更合适。这就需要对与霍尔电流传感器工作有关联的方方面面作番调查研究。要了解被测量的特点:如被测量的状态、性质,测量的范围、幅值和频带,测量的速度、时间、精度要求、过载的幅度和和出现频率等。

二是要了解使用的条件,这包含两个方面:

??? (1)现场环境条件:如温度、湿度、气压,能源、光照,尘污、振动、噪声,电磁场及辐射干扰等;

??? (2)现有基础条件:如财力(承受能力),物力(配套设施),人力(技术水平)等。

(1)非接触检测。在进口设备的再改造中,以及老旧设备的技术改造中,显示出非接触测量的优越性;原有设备的电气接线不用丝毫改动就可以测得电流的数值。

(2)使用分流器的弊端是不能电隔离,且还有插入损耗,电流越大,损耗越大,体积也越大,人们还发现分流器在检测高频大电流时带有不可避免的电感性,不能真实传递被测电流波形,更不能真实传递非正弦波型。电流传感器完全消除了分流器以上的种种弊端,且精度和输出电压值可以和分流器做的一样,如精度0.5、1.0级,输出电压50、75mV和100mV均可。

(3)使用非常方便,取一只LF型电流传感器[8],在M端与电源零端串入一只100mA的模拟表头或数字万用表,接上工作电源,将传感器套在电线回路上,即可准确显示主回路0~100A电流值。

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