ringkasan:

     
           

Efek Hall diperkenalkan, prinsip kerja sensor arus Hall loop tertutup dan fitur utamanya, karakteristik produk, dan pemilihan dianalisis. Aplikasi tipikal sensor arus Hall dalam konverter frekuensi dan rangkaian deteksi arus tipikal dalam konverter frekuensi dipelajari dan dianalisis, dan aplikasi tipikalnya dalam konverter frekuensi dibahas secara singkat.

1. Pengantar

     
           

Dengan perkembangan teknologi industri modern yang berkelanjutan, deteksi arus banyak digunakan di bidang kontrol industri. Kontrol industri memiliki persyaratan tinggi untuk akurasi dan kecepatan respons deteksi arus. Pada saat yang sama, diharapkan dapat mencapai isolasi lengkap dari objek yang dideteksi. Sensor arus Hall memecahkan masalah ini dengan baik. Dengan kinerja yang sangat baik dan struktur yang indah, sensor arus Hall telah menjadi solusi untuk pengukuran isolasi arus di bidang kontrol industri, dan banyak digunakan dalam penggerak, konverter frekuensi, gulungan motor, dan pengukuran arus besar frekuensi tinggi.

2. Prinsip bekerja

     
           

Sensor arus Hall adalah sensor medan magnet yang didasarkan pada efek Hall. Sensor ini memiliki dua mode kerja, yaitu loop terbuka (tipe langsung) dan loop tertutup (tipe penyeimbang magnetik). Keunggulan sensor Hall tipe langsung adalah bentuk rangkaian yang sederhana dan biaya yang relatif rendah; kekurangannya adalah akurasi dan linearitas yang buruk, waktu respons yang lambat, dan pergeseran suhu yang besar. Untuk mengatasi kekurangan tersebut, sensor arus Hall tipe tertutup (penyeimbang magnetik) telah muncul.

Sensor arus Hall loop tertutup juga disebut sensor arus Hall fluks nol, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Sensor ini terdiri dari rangkaian primer, cincin magnet, kumparan sekunder elemen Hall, penguat, dan lain-lain. Ketika fluks magnet yang dihasilkan oleh arus primer IP terkonsentrasi dalam rangkaian magnet melalui inti magnet berkualitas tinggi, elemen Hall dipasang di celah udara untuk mendeteksi fluks magnet, dan mengeluarkan arus kompensasi balik melalui kumparan multi-lilitan yang dililitkan pada inti magnet, yang digunakan untuk mengimbangi fluks magnet yang dihasilkan oleh arus primer IP, sehingga fluks magnet dalam rangkaian magnet selalu tetap nol. Setelah diproses oleh rangkaian khusus, ujung keluaran sensor dapat mengeluarkan perubahan arus yang secara akurat mencerminkan arus primer.

   

Gambar 1

3. Pengenalan produk

     
         

3.1 Pemilihan produk

             

Sensor arus Hall loop tertutup memiliki banyak keunggulan seperti waktu respons yang singkat, frekuensi operasi yang tinggi, kemampuan beban berlebih yang kuat, dan isolasi yang tinggi. Umumnya, sensor arus Hall dipilih berdasarkan sinyal input, tampilan, dan ukuran lubang bagian dalam. Dalam industri sensor, sensor arus Hall Jiangsu Ankeri secara ketat mengikuti persyaratan yang ditetapkan dalam JB/T 7490-2007 "Standar Industri Transformator Arus Hall". Tidak seperti rekan-rekannya yang menggunakan pengkabelan tipe pin, mereka semua menggunakan terminal pluggable hijau, sehingga pengkabelan di lokasi menjadi mudah dan andal. Produk merek umum ditunjukkan pada Gambar 2.

   

Gambar 2

     
         

3.2 Tampilan produk

             

Model:AHBC-LTA

   

Gambar 3

     
         

3.3 Indikator teknis

             

Waktu respons: ≤1us

Lebar pita: 100kHz

Arus offset: 0.1mA

Suhu kerja: -25～70℃

Suhu penyimpanan: -40～80℃

Beban keluaran: Bergantung pada berbagai catu daya bantu, sinyal masukan, dan sinyal keluaran.

Kemampuan kelebihan beban input: masukkan 2 kali nilai rentang untuk melanjutkan operasi normal.

Tegangan tahan: 3.5kV/50Hz/1 menit

4. Aplikasi

     
         

4.1 Sensor yang digunakan dalam rangkaian pengaturan kecepatan konversi frekuensi

                 

Gambar 4 Rangkaian pengaturan kecepatan konversi frekuensi Y adalah sensor arus Hall

① pada Gambar 4 digunakan untuk mendeteksi arus DC pada bus. Ketika pulsa abnormal terdeteksi di sirkuit utama, atau nilai efektifnya melebihi standar, pulsa pemicu dari sirkuit pemicu inverter akan segera diputus untuk melindungi modul inverter dan penyearah;

② pada Gambar 4 digunakan untuk mendeteksi perbedaan arus antara kedua lengan jembatan. Karena kegagalan komutasi, modul IBGT di lengan jembatan atas dan bawah pada satu fasa mudah rusak karena arus berlebih. Pada saat ini, proteksi arus hubung singkat diperlukan untuk memutus rangkaian penggerak gerbang dalam waktu 10us setelah hubung singkat terdeteksi. Inverter jenis ini harus menggunakan perangkat proteksi arus berlebih yang cepat. Anda dapat menggunakan sensor arus Hall untuk mendeteksi arus di setiap lengan jembatan. Jika lengan jembatan atas dan bawah menghantarkan arus secara bersamaan karena kegagalan komutasi, kedua sensor yang sesuai akan mendeteksi sinyal arus secara bersamaan. Setelah dibandingkan dengan tegangan referensi dan diubah menjadi gelombang persegi, semua pulsa pemicu inverter diblokir melalui kontrol rangkaian gerbang, memutus jalur hubung singkat, dan melindungi modul IBGT yang mahal;

③ pada Gambar 4 digunakan untuk mendeteksi bentuk gelombang arus keluaran. Komponen ini dihubungkan ke rangkaian keluaran inverter untuk mendeteksi arus AC yang berubah sesuai frekuensi. Hal ini dapat mengontrol pulsa pemicu dengan lebih baik dan juga memberikan sinyal beban berlebih untuk peralatan listrik.

     
         

4.2 Tindakan pencegahan untuk digunakan

             

4.2.1 Untuk mendapatkan karakteristik dinamis dan sensitivitas yang lebih baik, perhatian harus diberikan pada kopling kumparan primer dan kumparan sekunder. Untuk mencapai kopling yang baik, kawat tunggal dapat digunakan dan kawat tersebut sepenuhnya mengisi lubang modul sensor Hall;

4.2.2 Ketika arus DC besar mengalir melalui kumparan primer sensor selama penggunaan, dan rangkaian sekunder tidak terhubung ke catu daya | regulator tegangan atau sisi sekunder terbuka, rangkaian magnetik akan termagnetisasi, mengakibatkan magnetisasi residual, yang akan memengaruhi akurasi pengukuran (sehingga catu daya dan terminal pengukuran M harus dihubungkan terlebih dahulu sebelum digunakan). Jika hal ini terjadi, demagnetisasi harus dilakukan terlebih dahulu. Caranya adalah rangkaian sekunder tidak diberi daya, tetapi arus AC dengan tingkat yang sama dialirkan melalui kumparan primer dan secara bertahap mengurangi nilainya;

4.2.3 Pada sebagian besar kasus, sensor Hall memiliki ketahanan yang kuat terhadap interferensi medan magnet eksternal. Umumnya, interferensi medan magnet yang dihasilkan oleh arus dua kali lipat arus operasi Ip pada jarak 5-10 cm dari modul dapat diabaikan. Namun, ketika terjadi interferensi medan magnet yang lebih kuat, tindakan yang tepat harus diambil untuk mengatasinya. Metode yang biasa digunakan adalah:

① Sesuaikan arah modul agar medan magnet eksternal memiliki dampak yang lebih kecil pada modul;

② Tambahkan pelindung logam yang menahan medan magnet pada modul;

③ Pilih modul dengan elemen Hall ganda atau elemen Hall multi-fungsi;

④ Akurasi pengukuran diperoleh pada nilai nominal. Ketika arus yang diukur jauh lebih rendah dari nilai nominal, untuk mendapatkan akurasi, beberapa lilitan dapat digunakan pada sisi primer, yaitu: IpNp = lilitan ampere nominal. Selain itu, suhu saluran primer tidak boleh melebihi 80°C.

5.Kesimpulan

     
         

             

Sensor arus Hall memiliki banyak keunggulan. Dengan mendeteksi dan mengontrol arus besar secara akurat, sensor ini memastikan pengoperasian produk inverter yang aman dan andal, memungkinkan inverter untuk menangani kondisi abnormal secara tepat waktu sambil tetap menghasilkan output normal, sehingga meningkatkan keandalan inverter dan meningkatkan kualitas keselamatan inverter. Oleh karena itu, keunggulan sensor arus Hall dalam konverter frekuensi semakin jelas, dan telah menjadi bagian yang tak terpisahkan dari industri konverter frekuensi.

【Referensi】

     
         

             

[1] Manual Desain dan Aplikasi Microgrid Perusahaan Ankerui Edisi 2019.11

[2] Xie Wenhe. Sensor dan aplikasinya [M]. Beijing: Penerbit Pendidikan Tinggi, 2003.

[3] Yuan Junwu. Aplikasi sensor arus Hall pada konverter frekuensi

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Ankerui Information Exchange", yang mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis dari cetakan ulang tersebut. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen