霍尔电机控制器工作原理,霍尔电流传感器有什么样的工作原理-黄安南
引言:
随着经济改革的不断深入,节能降耗已经成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一,而变频调速技术正是顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。目前,该技术在电力、冶金、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用,已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。用变频器控制电机实现调速,可节省10%以上的电能。
霍尔电流传感器由于其优异的特性,越来越多的变频器制造商选择它作为电量监控的元器件。
工作原理:
开环电流传感器,如下图所示, 当原边电流IP流过一根长导线时,在导线周围将产生磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,产生的磁场聚集在磁环内,通过磁环气隙中霍尔原件进行测量并放大输出,其输出电压VS精确的反映原边电流IP。由于环形磁芯中的磁感应强度与原边电流成正比,只要原边电流足够大,环形磁芯必然饱和。
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闭环式霍尔电流传感器又称零磁通式霍尔电流传感器,如下图所示,它是由原边电路、聚磁环、霍尔元件次级线圈、放大器等组成。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.
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注:不论是哪种霍尔电流传感器,磁芯发生磁饱和后,可能导致剩磁,而霍尔传感器的输出与磁芯的磁通有关,因此,磁饱和后的霍尔电流传感器,在一次没有输入的情况下,也会有一定直流信号的输出。
优点:
可广泛应用与变频调速装置、逆变装置、UPS 电源、逆变焊机、电解电镀、数控机床、微机监测系统、电网监控系统和需要隔离检测电流电压的各个领域中。
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**反映原边电流的电流变化。
那么,霍尔电流传感器有些什么优点呢?下面总结可知:
1. 测量范围广:它可以测量任意波形的电流和电压,如直流、交流、脉冲、三角波形等,甚至对瞬态峰值电流、电压信号也能忠实地进行反映。
2. 响应速度快:*快者响应时间只为1us。
3. 测量精度高:其测量精度优于1%,该精度适合于对任何波形的测量。普通互感器是感性元件,接入后影响被测信号波形,其一般精度为3%~5%,且只适合于50Hz 正弦波形。
4. 线性度好:优于0.2%。
5. 动态性能好:响应时间快,可小于1us普通互感器的响应时间为10~20ms。
6. 工作频带宽:在0~100KHz 频率范围内的信号均可以测量。
7. 可靠性高,平均无故障工作时间长:平均无故障时间>5 10 小时。
8. 过载能力强、测量范围大:0---几十安培~上万安培。
9. 体积小、重量轻、易于安装。
使用注意事项:
1、为了得到较好的动态特性和灵敏度,必须注意原边线圈和副边线圈的耦合,要耦合得好,更好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径;
2、使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈,且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路,则其磁路被磁化,而产生剩磁,影响测量精度(故使用时要先接通电源和测量端M),发生这种情况时,要先进行退磁处理。其 *** 是次边电路不加电源,而在原边线圈中通过同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值;
3、在大多数场合,霍尔传感器都具有很强的抗外磁场干扰能力,一般在距离模块5-10cm之间存在一个两倍于工作电流Ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的,但当有更强的磁场干扰时,要采取适当的措施来解决。通常 *** 有:
① 调整模块方向,使外磁场对模块的影响最小;
② 在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩;
③ 选用带双霍尔元件或多霍尔元件的模块;
④ 测量的更佳精度是在额定值下得到的,当被测电流远低于额定值时,要获得更佳精度,原边可使用多匝,即:IpNp=额定安匝数。另外,原边馈线温度不应超过80℃。
总结:
霍尔电流传感器因其众多优点,通过对大电流进行精确的检测和控制,保证了变频器产品安全可靠的运行,使变频器在正常输出的同时,能对异常状况及时处理。提升了变频器的可靠性,提高了变频器的安全品质。所以霍尔电流传感器在变频器里的优势越来越明显,已成为变频器行业中不可缺少的一部分。
,霍尔电流传感器原理与特点霍尔电流传感器的原理及作用是什么?