резюме:

     
           

В статье рассматривается эффект Холла, анализируется принцип работы датчика тока Холла с замкнутым контуром, его основные характеристики, особенности конструкции и выбор. Изучаются и анализируются типичные области применения датчика тока Холла в частотном преобразователе и типичные схемы обнаружения тока в частотном преобразователе, а также кратко обсуждается его типичное применение в частотном преобразователе.

1. Введение

     
           

С непрерывным развитием современных промышленных технологий измерение тока нашло широкое применение в области промышленного управления. Промышленное управление предъявляет высокие требования к точности и скорости отклика измерения тока. В то же время, оно стремится к полной изоляции от измеряемого объекта. Датчики тока Холла хорошо решают эти проблемы. Благодаря своим превосходным характеристикам и изысканной конструкции, датчики тока Холла стали решением для измерения тока в условиях изоляции в области промышленного управления и широко используются в приводах, частотных преобразователях, обмотках двигателей и для измерения больших токов на высоких частотах.

2. Принцип работы

     
           

Датчик тока Холла — это датчик магнитного поля, основанный на эффекте Холла. Он имеет два режима работы: разомкнутый контур (прямой тип) и замкнутый контур (тип магнитной балансировки). Преимуществами датчика Холла с прямым усилением являются простая схема и относительно низкая стоимость; его недостатками — низкая точность и линейность, медленное время отклика и большой температурный дрейф. Для преодоления этих недостатков появились датчики тока Холла с замкнутым контуром (магнитной балансировкой).

Датчик тока Холла с замкнутым контуром, также называемый датчиком тока Холла с нулевым магнитным потоком, показан на рисунке 1. Он состоит из первичной цепи, магнитного кольца, вторичной обмотки элемента Холла, усилителя и т. д. Когда магнитный поток, создаваемый первичным током IP, концентрируется в магнитной цепи через высококачественный магнитный сердечник, элемент Холла, закрепленный в воздушном зазоре, обнаруживает магнитный поток и выдает компенсационный ток через многовитковую катушку, намотанную на магнитный сердечник. Этот ток используется для компенсации магнитного потока, создаваемого первичным током IP, так что магнитный поток в магнитной цепи всегда остается равным нулю. После обработки специальной схемой выходной сигнал датчика может точно отражать изменения тока первичной цепи.

   

Рисунок 1

3. Введение в продукт

     
         

3.1 Выбор продукта

             

Датчики тока Холла с замкнутым контуром управления обладают множеством преимуществ, таких как короткое время отклика, высокая рабочая частота, высокая перегрузочная способность и отличная изоляция. Как правило, выбор датчика тока Холла осуществляется на основе входного сигнала, внешнего вида и размера внутреннего отверстия. В сенсорной индустрии датчики тока Холла Jiangsu Ankeri строго соответствуют требованиям, изложенным в стандарте JB/T 7490-2007 «Стандарт отрасли трансформаторов тока Холла». В отличие от аналогов, использующих штыревую проводку, все они используют зеленые подключаемые клеммы, что делает монтаж на месте удобным и надежным. Распространенные марки продукции показаны на рисунке 2.

   

Рисунок 2

     
         

3.2 Внешний вид продукта

             

Модель: AHBC-LTA

   

Рисунок 3

     
         

3.3 Технические показатели

             

Время отклика: ≤1 мкс

Полоса пропускания: 100 кГц

Ток смещения: 0.1 мА

Рабочая температура: -25～70℃

Температура хранения: -40～80℃

Выходная нагрузка: зависит от различных вспомогательных источников питания, входных и выходных сигналов.

Возможность перегрузки по входному сигналу: для возобновления нормальной работы необходимо подать входной сигнал, в 2 раза превышающий допустимое значение.

Выдерживаемое напряжение: 3.5 кВ/50 Гц/1 мин.

4. Применение

     
         

4.1 Датчики, используемые в схемах регулирования скорости с помощью частотного преобразователя

                 

Рисунок 4. Схема регулирования скорости с помощью частотного преобразователя. Y — датчик тока Холла.

① на рисунке 4 используется для обнаружения постоянного тока шины. При обнаружении аномальных импульсов в основной цепи или превышении эффективного значения стандарта, импульс запуска цепи управления инвертором быстро обрывается для защиты инвертора и выпрямительного модуля;

② на рисунке 4 используется для определения разницы токов между двумя плечами моста. Из-за сбоя коммутации модули IBGT в верхнем и нижнем плечах моста одной фазы легко повреждаются из-за перегрузки по току. В этом случае требуется защита от короткого замыкания, которая отключает цепь управления затвором в течение 10 мкс после обнаружения короткого замыкания. В инверторах такого типа необходимо использовать быстродействующее устройство защиты от перегрузки по току. Можно использовать датчик тока Холла для измерения тока в каждом плече моста. Если верхнее и нижнее плечи моста одновременно проводят ток из-за сбоя коммутации, соответствующие два датчика одновременно измерят ток. После сравнения с опорным напряжением и преобразования в прямоугольную волну все импульсы запуска инвертора блокируются посредством управления цепью управления затвором, перекрывая путь короткого замыкания и защищая дорогостоящий модуль IBGT;

③ на рисунке 4 используется для определения формы выходного тока. Он подключен к выходной цепи инвертора для обнаружения переменного тока, изменяющегося в зависимости от частоты. Это позволяет лучше контролировать импульс запуска, а также обеспечивать сигналы перегрузки для электрооборудования.

     
         

4.2 Меры предосторожности при использовании

             

4.2.1 Для получения лучших динамических характеристик и чувствительности необходимо уделить внимание связи первичной и вторичной катушек. Для обеспечения хорошей связи можно использовать один провод, полностью заполняющий отверстие модуля датчика Холла;

4.2.2 Когда во время работы через первичную обмотку датчика протекает большой постоянный ток, а вторичная цепь не подключена к источнику питания/регулятору напряжения или вторичная сторона разомкнута, магнитная цепь намагничивается, что приводит к остаточному намагничиванию, которое влияет на точность измерения (поэтому перед использованием необходимо сначала подключить источник питания и измерительный терминал М). В этом случае необходимо сначала выполнить размагничивание. Метод заключается в том, что вторичная цепь не получает дополнительной мощности, но через первичную обмотку проходит переменный ток того же уровня, постепенно уменьшая его значение;

4.2.3 В большинстве случаев датчики Холла обладают высокой устойчивостью к внешним магнитным помехам. Как правило, магнитными помехами, создаваемыми током, вдвое превышающим рабочий ток Ip, на расстоянии 5-10 см от модуля, можно пренебречь. Однако при более сильных магнитных помехах необходимо принять соответствующие меры для их устранения. Обычно используются следующие методы:

① Отрегулируйте направление модуля таким образом, чтобы внешнее магнитное поле оказывало меньшее воздействие на модуль;

② Добавьте на модуль металлический экран, устойчивый к магнитным полям;

③ Выберите модули с двумя или несколькими элементами Холла;

④ Точность измерения достигается при номинальном значении. Если измеряемый ток значительно ниже номинального значения, для повышения точности можно использовать многовитковую обмотку на первичной стороне, то есть: IpNp = номинальный ампер-виток. Кроме того, температура первичного фидера не должна превышать 80°C.

5.Conclusion

     
         

             

Датчики тока Холла обладают множеством преимуществ. Точное обнаружение и контроль больших токов обеспечивают безопасную и надежную работу инверторов, позволяя им своевременно справляться с нештатными ситуациями, сохраняя при этом нормальную выходную мощность, тем самым повышая надежность и безопасность инвертора. Поэтому преимущества датчиков тока Холла в частотных преобразователях становятся все более очевидными, и они стали незаменимой частью отрасли частотных преобразователей.

【Ссылка】

     
         

             

[1] Руководство по проектированию и применению микросетей Ankerui Enterprise, издание 2019.11

[2] Се Вэньхэ. Датчики и их применение [М]. Пекин: Издательство высшего образования, 2003.

[3] Юань Цзюньву. Применение датчика тока Холла в частотном преобразователе.

Отказ от ответственности: Данная статья воспроизведена с сайта «Ankerui Information Exchange», который поддерживает защиту прав интеллектуальной собственности. Пожалуйста, указывайте первоисточник и автора перепечатки. В случае обнаружения каких-либо нарушений, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.

Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли

QQ: 332496225 Менеджер Цю

Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.