samenvatting:

     
           

Het Hall-effect wordt geïntroduceerd, het werkingsprincipe van de gesloten-lus Hall-stroomsensor en de belangrijkste kenmerken ervan, producteigenschappen en selectiecriteria worden geanalyseerd. De typische toepassing van de Hall-stroomsensor in de frequentieomvormer en het typische stroomdetectiecircuit in de frequentieomvormer worden bestudeerd en geanalyseerd, en de typische toepassing ervan in de frequentieomvormer wordt kort besproken.

1. Inleiding

     
           

Met de voortdurende ontwikkeling van moderne industriële technologie wordt stroomdetectie veelvuldig gebruikt in de industriële besturing. Industriële besturing stelt hoge eisen aan de nauwkeurigheid en reactiesnelheid van stroomdetectie. Tegelijkertijd streeft men naar volledige isolatie van het te detecteren object. Hall-stroomsensoren bieden een uitstekende oplossing voor deze problemen. Dankzij hun uitstekende prestaties en verfijnde structuur zijn Hall-stroomsensoren een veelgebruikte oplossing voor stroomisolatiemetingen in de industriële besturing en worden ze breed toegepast in aandrijvingen, frequentieomvormers, motorwikkelingen en bij het meten van grote hoogfrequente stromen.

2. Werkend principe

     
           

De Hall-stroomsensor is een magnetische veldsensor gebaseerd op het Hall-effect. Hij heeft twee werkingsmodi: open lus (direct type) en gesloten lus (magnetisch gebalanceerd type). De voordelen van de direct versterkte Hall-sensor zijn de eenvoudige schakeling en de relatief lage kosten; de nadelen zijn de geringe nauwkeurigheid en lineariteit, de trage responstijd en de grote temperatuurdrift. Om deze tekortkomingen te verhelpen, zijn er gesloten-lus (magnetisch gebalanceerde) Hall-stroomsensoren ontwikkeld.

De gesloten-lus Hall-stroomsensor wordt ook wel de nul-flux Hall-stroomsensor genoemd, zoals weergegeven in Figuur 1. Deze bestaat uit een primair circuit, een magnetische ring, een secundaire spoel van het Hall-element, een versterker, enzovoort. Wanneer de magnetische flux die door de primaire stroom-IP wordt gegenereerd, geconcentreerd wordt in het magnetische circuit door de hoogwaardige magnetische kern, detecteert het Hall-element, dat in de luchtspleet is bevestigd, de magnetische flux. Het Hall-element genereert een omgekeerde compensatiestroom via de meerwindingen spoel die om de magnetische kern is gewikkeld. Deze compensatiestroom compenseert de magnetische flux die door de primaire IP wordt gegenereerd, zodat de magnetische flux in het magnetische circuit altijd nul blijft. Na verwerking door een speciaal circuit kan de sensor aan de uitgang stroomveranderingen leveren die de primaire stroom nauwkeurig weergeven.

   

Figuur 1

3. Productintroductie

     
         

3.1 Productselectie

             

Gesloten-lus Hall-stroomsensoren hebben vele voordelen, zoals een korte reactietijd, een hoge werkfrequentie, een sterk overbelastingsvermogen en een hoge isolatie. Over het algemeen wordt de Hall-stroomsensor gekozen op basis van het ingangssignaal, het uiterlijk en de grootte van de interne opening. In de sensorindustrie voldoen de Hall-stroomsensoren van Jiangsu Ankeri strikt aan de eisen van JB/T 7490-2007 "Hall Current Transformer Industry Standard". In tegenstelling tot vergelijkbare sensoren met pin-aansluitingen, gebruiken ze allemaal groene insteekbare terminals, wat de bedrading ter plaatse gemakkelijk en betrouwbaar maakt. Voorbeelden van bekende merken zijn weergegeven in Figuur 2.

   

Figuur 2

     
         

3.2 Productuiterlijk

             

Model:AHBC-LTA

   

Figuur 3

     
         

3.3 Technische indicatoren

             

Reactietijd: ≤1 µs

Bandbreedte: 100 kHz

Offsetstroom: 0.1 mA

Bedrijfstemperatuur: -25～70℃

Bewaartemperatuur: -40～80℃

Uitgangsbelasting: Afhankelijk van verschillende hulpvoedingen, ingangssignalen en uitgangssignalen.

Overbelastingsbeveiliging ingang: voer tweemaal de bereikwaarde in om de normale werking te hervatten.

Bestandspanning: 3.5 kV/50 Hz/1 minuut

4. Toepassing

     
         

4.1 Sensoren gebruikt in frequentieomzettingscircuits voor snelheidsregeling

                 

Figuur 4 Frequentieomzettingssnelheidsregelingscircuit. Y is de Hall-stroomsensor.

① in Figuur 4 wordt gebruikt om de gelijkstroom van de bus te detecteren. Wanneer abnormale pulsen in het hoofdcircuit worden gedetecteerd, of wanneer de effectieve waarde de norm overschrijdt, wordt de triggerpuls van het triggercircuit van de omvormer snel onderbroken om de omvormer- en gelijkrichtermodules te beschermen;

② in Figuur 4 wordt gebruikt om het stroomverschil tussen de twee brugarmen te detecteren. Door commutatiefouten kunnen de IBGT-modules in de bovenste en onderste brugarm van één fase gemakkelijk beschadigd raken door overstroom. In dat geval is kortsluitbeveiliging nodig om het gate-aansturingscircuit binnen 10 µs na detectie van de kortsluiting uit te schakelen. Dit type omvormer moet gebruikmaken van een snelle overstroombeveiliging. Een Hall-stroomsensor kan de stroom in elke brugarm meten. Als de bovenste en onderste brugarm tegelijkertijd geleidend zijn als gevolg van commutatiefouten, detecteren de twee corresponderende sensoren tegelijkertijd een stroomsignaal. Na vergelijking met de referentiespanning en omzetting naar een blokgolf worden alle triggerpulsen van de omvormer geblokkeerd via de gate-circuitbesturing, waardoor het kortsluitingspad wordt onderbroken en de dure IBGT-module wordt beschermd.

③ in Figuur 4 wordt gebruikt om de golfvorm van de uitgangsstroom te detecteren. Het is aangesloten op het uitgangscircuit van de omvormer om de wisselstroom te detecteren die met de frequentie verandert. Het maakt een betere regeling van de triggerpuls mogelijk en levert tevens overbelastingssignalen voor elektrische apparatuur.

     
         

4.2 Voorzorgsmaatregelen voor gebruik

             

4.2.1 Om betere dynamische eigenschappen en gevoeligheid te verkrijgen, moet aandacht worden besteed aan de koppeling van de primaire en secundaire spoel. Voor een goede koppeling kan één enkele draad worden gebruikt die de opening van de Hall-sensormodule volledig vult;

4.2.2 Wanneer er tijdens gebruik een grote gelijkstroom door de primaire spoel van de sensor loopt en het secundaire circuit niet is aangesloten op de voeding/spanningsregelaar of de secundaire zijde open is, zal het magnetische circuit gemagnetiseerd raken, wat resulteert in restmagnetisme dat de meetnauwkeurigheid beïnvloedt (daarom moeten de voeding en de meetaansluiting M eerst vóór gebruik worden aangesloten). In dat geval moet eerst demagnetisatie worden uitgevoerd. De methode is om geen extra stroom aan het secundaire circuit toe te voegen, maar een gelijkstroomniveau door de primaire spoel te laten lopen en de waarde ervan geleidelijk te verlagen;

4.2.3 In de meeste gevallen zijn Hall-sensoren zeer bestand tegen externe magnetische veldinterferentie. Over het algemeen kan de magnetische veldinterferentie die wordt gegenereerd door een stroom die tweemaal zo groot is als de bedrijfsstroom Ip op een afstand van 5-10 cm van de module, worden verwaarloosd. Wanneer er echter sprake is van sterkere magnetische veldinterferentie, moeten passende maatregelen worden genomen om dit op te lossen. De gebruikelijke methoden zijn:

① Pas de richting van de module aan zodat het externe magnetische veld minder invloed heeft op de module;

② Voeg een metalen afscherming toe die magnetische velden op de module afstoot;

③ Selecteer modules met dubbele halelementen of meervoudige halelementen;

④ De meetnauwkeurigheid wordt bereikt bij de nominale waarde. Wanneer de gemeten stroom veel lager is dan de nominale waarde, kunnen meerdere windingen aan de primaire zijde worden gebruikt om de nauwkeurigheid te garanderen, d.w.z.: IpNp = nominale ampèrewindingen. Bovendien mag de temperatuur van de primaire voedingskabel niet hoger zijn dan 80 °C.

5.Conclusion

     
         

             

Hallstroomsensoren hebben veel voordelen. Door grote stromen nauwkeurig te detecteren en te regelen, zorgen ze voor een veilige en betrouwbare werking van frequentieomvormers. Hierdoor kan de omvormer tijdig reageren op afwijkingen en tegelijkertijd een normale output leveren, wat de betrouwbaarheid en veiligheid van de omvormer verbetert. De voordelen van Hallstroomsensoren in frequentieomvormers worden dan ook steeds duidelijker en ze zijn een onmisbaar onderdeel geworden van de frequentieomvormerindustrie.

【Referentie】

     
         

             

[1] Ankerui Enterprise Microgrid Ontwerp- en Toepassingshandleiding 2019.11 Editie

[2] Xie Wenhe. Sensoren en hun toepassingen [M]. Beijing: Higher Education Press, 2003.

[3] Yuan Junwu. Toepassing van de Hall-stroomsensor in een frequentieomvormer.

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen van "Ankerui Information Exchange", dat de bescherming van intellectuele-eigendomsrechten ondersteunt. Vermeld de oorspronkelijke bron en auteur bij herpublicatie. Neem bij inbreuk op het auteursrecht contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen