özet:

     
           

Hall etkisi tanıtılmış, kapalı devre Hall akım sensörünün çalışma prensibi ve temel özellikleri, ürün karakteristikleri ve seçimi analiz edilmiştir. Frekans dönüştürücülerde Hall akım sensörünün tipik uygulamaları ve frekans dönüştürücülerdeki tipik akım algılama devreleri incelenmiş ve analiz edilmiş, frekans dönüştürücülerdeki tipik uygulamaları kısaca ele alınmıştır.

1. Giriş

     
           

Modern endüstriyel teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte, akım tespiti endüstriyel kontrol alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstriyel kontrol, akım tespitinin doğruluğu ve tepki hızı konusunda yüksek gereksinimlere sahiptir. Aynı zamanda, tespit edilen nesneden tamamen izole edilmesi hedeflenmektedir. Hall akım sensörleri bu sorunları başarıyla çözmektedir. Mükemmel performansı ve zarif yapısıyla Hall akım sensörleri, endüstriyel kontrol alanında akım izolasyon ölçümü için bir çözüm haline gelmiş ve sürücülerde, frekans dönüştürücülerde, motor sargılarında ve yüksek frekanslı büyük akım ölçümlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

2. Çalışma prensibi

     
           

Hall akım sensörü, Hall etkisine dayalı bir manyetik alan sensörüdür. Açık döngü (doğrudan tip) ve kapalı döngü (manyetik denge tipi) olmak üzere iki çalışma moduna sahiptir. Doğrudan yükseltilmiş Hall sensörünün avantajları basit devre yapısı ve nispeten düşük maliyetidir; dezavantajları ise düşük doğruluk ve doğrusallık, yavaş tepki süresi ve büyük sıcaklık kaymasıdır. Bu eksikliklerin üstesinden gelmek için kapalı döngü (manyetik denge) Hall akım sensörleri ortaya çıkmıştır.

Şekil 1'de gösterildiği gibi, kapalı devre Hall akım sensörü, sıfır akılı Hall akım sensörü olarak da adlandırılır. Birincil devre, manyetik halka, Hall elemanı ikincil bobini, amplifikatör vb. bileşenlerden oluşur. Birincil akım IP tarafından üretilen manyetik akı, yüksek kaliteli manyetik çekirdek aracılığıyla manyetik devrede yoğunlaştığında, Hall elemanı manyetik akıyı algılamak için hava boşluğuna sabitlenir ve manyetik çekirdek üzerine sarılmış çok turlu bobin aracılığıyla ters bir kompanzasyon akımı üretir. Bu akım, birincil IP tarafından üretilen manyetik akıyı dengelemek için kullanılır, böylece manyetik devredeki manyetik akı her zaman sıfır kalır. Özel bir devre tarafından işlendikten sonra, sensörün çıkış ucu, birincil akımı doğru bir şekilde yansıtan akım değişikliklerini üretebilir.

   

Şekil 1

3. Ürün tanıtımı

     
         

3.1 Ürün seçimi

             

Kapalı devre Hall akım sensörleri, kısa tepki süresi, yüksek çalışma frekansı, güçlü aşırı yük kapasitesi ve yüksek izolasyon gibi birçok avantaja sahiptir. Genellikle Hall akım sensörü, giriş sinyali, görünüm ve iç delik boyutuna göre seçilir. Sensör sektöründe, Jiangsu Ankeri Hall akım sensörleri, JB/T 7490-2007 "Hall Akım Trafosu Endüstri Standardı"nda belirtilen gereksinimlere sıkı sıkıya uymaktadır. Pim tipi kablolama kullanan muadillerinin aksine, tümü yeşil takılabilir terminaller kullanır, bu da yerinde kablolamayı kolay ve güvenilir hale getirir. Yaygın marka ürünler Şekil 2'de gösterilmiştir.

   

Şekil 2

     
         

3.2 Ürün görünümü

             

Model:AHBC-LTA

   

Şekil 3

     
         

3.3 Teknik göstergeler

             

Yanıt süresi: ≤1us

Bant genişliği: 100kHz

Ofset akımı: 0.1mA

Çalışma sıcaklığı: -25～70℃

Depolama sıcaklığı: -40～80℃

Çıkış yükü: Farklı yardımcı güç kaynaklarına, giriş sinyallerine ve çıkış sinyallerine bağlıdır.

Giriş aşırı yükleme özelliği: Normal çalışmaya devam etmek için aralık değerinin 2 katını girin.

Dayanım gerilimi: 3.5kV/50Hz/1dk

4. Uygulama

     
         

4.1 Frekans dönüştürme hız düzenleme devrelerinde kullanılan sensörler

                 

Şekil 4 Frekans dönüştürme hız düzenleme devresi Y, Hall akım sensörüdür.

Şekil 4'teki ①, bara DC akımını tespit etmek için kullanılır. Ana devrede anormal darbeler tespit edildiğinde veya etkin değer standardı aştığında, invertör ve doğrultucu modüllerini korumak için invertör tetikleme devresinin tetikleme darbesi hızla kesilir;

Şekil 4'teki ②, iki köprü kolu arasındaki akım farkını tespit etmek için kullanılır. Komütasyon hatası nedeniyle, bir fazın üst ve alt köprü kollarındaki IBGT modüllerinin aşırı akım nedeniyle hasar görmesi kolaydır. Bu durumda, kısa devre tespit edildikten sonra 10 μs içinde kapı sürücü devresini kesmek için kısa devre akım koruması gereklidir. Bu tür invertörlerde hızlı bir aşırı akım koruma cihazı kullanılmalıdır. Her köprü kolundaki akımı tespit etmek için Hall akım sensörü kullanılabilir. Komütasyon hatası nedeniyle üst ve alt köprü kolları aynı anda iletken ise, ilgili iki sensör aynı anda akım sinyalini algılar. Referans voltajı ile karşılaştırılıp kare dalgaya dönüştürüldükten sonra, tüm invertör tetikleme darbeleri kapı devresi kontrolü yoluyla bloke edilir, kısa devre yolu kesilir ve pahalı IBGT modülü korunur;

Şekil 4'teki ③, çıkış akımının dalga biçimini tespit etmek için kullanılır. Frekansla değişen AC akımını tespit etmek için invertörün çıkış devresine bağlanır. Tetikleme darbesini daha iyi kontrol edebilir ve ayrıca elektrikli ekipman için aşırı yük sinyalleri sağlayabilir.

     
         

4.2 Kullanım için önlemler

             

4.2.1 Daha iyi dinamik özellikler ve hassasiyet elde etmek için, birincil bobin ile ikincil bobinin bağlantısına dikkat edilmelidir. İyi bir bağlantı sağlamak için tek bir tel kullanılabilir ve tel, Hall sensör modülünün açıklığını tamamen doldurmalıdır;

4.2.2 Kullanım sırasında sensörün birincil bobininden büyük bir DC akım geçtiğinde ve ikincil devre güç kaynağına/voltaj regülatörüne bağlı değilse veya ikincil taraf açık ise, manyetik devre mıknatıslanır ve bu da artık manyetizmaya neden olarak ölçüm doğruluğunu etkiler (bu nedenle kullanımdan önce güç kaynağı ve ölçüm terminali M'nin bağlanması gerekir). Bu durumda, önce manyetik alanın giderilmesi işlemi yapılmalıdır. Yöntem, ikincil devreye güç verilmemesi, ancak aynı seviyede AC akımının birincil bobinden geçirilmesi ve değerinin kademeli olarak azaltılmasıdır;

4.2.3 Çoğu durumda, Hall sensörleri dış manyetik alan girişimine karşı güçlü bir dirence sahiptir. Genellikle, modülden 5-10 cm uzaklıkta, çalışma akımı Ip'nin iki katı akım tarafından oluşturulan manyetik alan girişimi göz ardı edilebilir. Bununla birlikte, daha güçlü bir manyetik alan girişimi olduğunda, bunu çözmek için uygun önlemler alınmalıdır. Olağan yöntemler şunlardır:

① Dış manyetik alanın modül üzerindeki etkisini azaltacak şekilde modülün yönünü ayarlayın;

② Modüle manyetik alanlara karşı dayanıklı metal bir kalkan ekleyin;

③ Çift Hall elemanlı veya çoklu Hall elemanlı modülleri seçin;

④ Ölçüm doğruluğu, nominal değerde elde edilir. Ölçülen akım nominal değerden çok düşük olduğunda, doğruluk elde etmek için birincil tarafta birden fazla sarım kullanılabilir, yani: IpNp = nominal amper sarım sayısı. Ayrıca, birincil besleme hattının sıcaklığı 80°C'yi geçmemelidir.

5.Conclusion

     
         

             

Hall akım sensörlerinin birçok avantajı vardır. Büyük akımları doğru bir şekilde algılayıp kontrol ederek, invertör ürünlerinin güvenli ve güvenilir çalışmasını sağlarlar; invertörün normal çıkış verirken anormal durumları zamanında ele almasına olanak tanıyarak invertörün güvenilirliğini ve güvenlik kalitesini artırırlar. Bu nedenle, frekans konvertörlerinde Hall akım sensörlerinin avantajları giderek daha belirgin hale gelmekte ve frekans konvertör endüstrisinin vazgeçilmez bir parçası haline gelmektedir.

【Referans】

     
         

             

[1] Ankerui Kurumsal Mikro Şebeke Tasarımı ve Uygulama Kılavuzu 2019.11 Sürümü

[2] Xie Wenhe. Sensörler ve uygulamaları [M]. Pekin: Yüksek Öğretim Yayınevi, 2003.

[3] Yuan Junwu. Frekans dönüştürücüde Hall akım sensörünün uygulaması.

Yasal Uyarı: Bu makale, fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekleyen "Ankerui Bilgi Paylaşımı"ndan yeniden yayınlanmıştır. Yeniden yayınlarken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809