tóm lược:

     
           

Bài viết giới thiệu về hiệu ứng Hall, nguyên lý hoạt động của cảm biến dòng điện Hall vòng kín và các đặc điểm chính, đặc tính sản phẩm và cách lựa chọn được phân tích. Ứng dụng điển hình của cảm biến dòng điện Hall trong bộ biến tần và mạch phát hiện dòng điện điển hình trong bộ biến tần được nghiên cứu và phân tích, đồng thời thảo luận ngắn gọn về ứng dụng điển hình của nó trong bộ biến tần.

1. Giới thiệu

     
           

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ công nghiệp hiện đại, việc phát hiện dòng điện được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp. Điều khiển công nghiệp đòi hỏi cao về độ chính xác và tốc độ phản hồi của việc phát hiện dòng điện. Đồng thời, nó mong muốn đạt được sự cách ly hoàn toàn khỏi đối tượng cần đo. Cảm biến dòng điện Hall giải quyết tốt những vấn đề này. Với hiệu suất tuyệt vời và cấu trúc tinh tế, cảm biến dòng điện Hall đã trở thành giải pháp cho việc đo lường cách ly dòng điện trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp, và được sử dụng rộng rãi trong các bộ truyền động, bộ biến tần, cuộn dây động cơ và đo dòng điện lớn tần số cao.

2. Nguyên tắc làm việc

     
           

Cảm biến dòng điện Hall là một cảm biến từ trường dựa trên hiệu ứng Hall. Nó có hai chế độ hoạt động, đó là mạch hở (kiểu trực tiếp) và mạch kín (kiểu cân bằng từ). Ưu điểm của cảm biến Hall khuếch đại trực tiếp là mạch đơn giản và chi phí tương đối thấp; nhược điểm là độ chính xác và độ tuyến tính kém, thời gian phản hồi chậm và độ trôi nhiệt lớn. Để khắc phục những nhược điểm này, các cảm biến dòng điện Hall mạch kín (cân bằng từ) đã ra đời.

Cảm biến dòng điện Hall vòng kín, còn được gọi là cảm biến dòng điện Hall không từ thông, như thể hiện trong Hình 1. Nó bao gồm một mạch sơ cấp, một vòng từ, một cuộn dây thứ cấp phần tử Hall, một bộ khuếch đại, v.v. Khi từ thông do dòng điện sơ cấp IP tạo ra được tập trung trong mạch từ thông qua lõi từ chất lượng cao, phần tử Hall được cố định trong khe hở không khí để phát hiện từ thông và xuất ra một dòng điện bù ngược thông qua cuộn dây nhiều vòng quấn trên lõi từ, được sử dụng để bù lại từ thông do dòng điện sơ cấp IP tạo ra, sao cho từ thông trong mạch từ luôn bằng không. Sau khi được xử lý bởi một mạch đặc biệt, đầu ra của cảm biến có thể xuất ra các thay đổi dòng điện phản ánh chính xác dòng điện sơ cấp.

   

Hình 1

3. Giới thiệu sản phẩm

     
         

3.1 Lựa chọn sản phẩm

             

Cảm biến dòng điện Hall vòng kín có nhiều ưu điểm như thời gian đáp ứng ngắn, tần số hoạt động cao, khả năng chịu quá tải mạnh và độ cách ly cao. Nhìn chung, cảm biến dòng điện Hall được lựa chọn dựa trên tín hiệu đầu vào, hình thức bên ngoài và kích thước lỗ bên trong. Trong ngành công nghiệp cảm biến, cảm biến dòng điện Hall của Jiangsu Ankeri tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu được quy định trong tiêu chuẩn JB/T 7490-2007 "Tiêu chuẩn công nghiệp máy biến áp dòng điện Hall". Không giống như các sản phẩm cùng loại sử dụng dây dẫn kiểu chân cắm, tất cả đều sử dụng đầu nối cắm màu xanh lá cây, giúp việc đấu dây tại chỗ thuận tiện và đáng tin cậy. Các sản phẩm của thương hiệu phổ biến được thể hiện trong Hình 2.

   

Hình 2

     
         

3.2 Hình thức sản phẩm

             

Mẫu: AHBC-LTA

   

Hình 3

     
         

3.3 Chỉ số kỹ thuật

             

Thời gian phản hồi: ≤1us

Băng thông: 100kHz

Dòng điện bù: 0.1mA

Nhiệt độ làm việc: -25～70℃

Nhiệt độ bảo quản: -40 ～ 80 ℃

Tải đầu ra: Phụ thuộc vào các nguồn điện phụ trợ, tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra khác nhau.

Khả năng chịu quá tải đầu vào: nhập giá trị gấp 2 lần phạm vi để khôi phục hoạt động bình thường.

Điện áp chịu đựng: 3.5kV/50Hz/1 phút

4. Ứng dụng

     
         

4.1 Cảm biến được sử dụng trong mạch điều chỉnh tốc độ biến tần

                 

Hình 4. Mạch điều chỉnh tốc độ bằng biến tần. Y là cảm biến dòng điện Hall.

① trong Hình 4 được sử dụng để phát hiện dòng điện DC của bus. Khi phát hiện các xung bất thường trong mạch chính, hoặc giá trị hiệu dụng vượt quá tiêu chuẩn, xung kích hoạt của mạch kích hoạt biến tần sẽ nhanh chóng bị ngắt để bảo vệ các mô-đun biến tần và chỉnh lưu;

Mạch ② trong Hình 4 được sử dụng để phát hiện sự khác biệt dòng điện giữa hai nhánh cầu. Do lỗi chuyển mạch, các mô-đun IBGT ở nhánh cầu trên và dưới của một pha dễ bị hư hỏng do quá dòng. Lúc này, cần có mạch bảo vệ ngắn mạch để ngắt mạch điều khiển cổng trong vòng 10us sau khi phát hiện ngắn mạch. Loại biến tần này phải sử dụng thiết bị bảo vệ quá dòng nhanh. Có thể sử dụng cảm biến dòng điện Hall để phát hiện dòng điện trong mỗi nhánh cầu. Nếu nhánh cầu trên và dưới dẫn điện cùng lúc do lỗi chuyển mạch, hai cảm biến tương ứng sẽ phát hiện tín hiệu dòng điện cùng lúc. Sau khi so sánh với điện áp tham chiếu và chuyển đổi thành sóng vuông, tất cả các xung kích hoạt biến tần đều bị chặn thông qua điều khiển mạch cổng, cắt đứt đường dẫn ngắn mạch và bảo vệ mô-đun IBGT đắt tiền;

③ trong Hình 4 được sử dụng để phát hiện dạng sóng của dòng điện đầu ra. Nó được kết nối với mạch đầu ra của biến tần để phát hiện dòng điện xoay chiều thay đổi theo tần số. Điều này giúp kiểm soát xung kích hoạt tốt hơn và cũng cung cấp tín hiệu quá tải cho thiết bị điện.

     
         

4.2 Thận trọng khi sử dụng

             

4.2.1 Để đạt được đặc tính động và độ nhạy tốt hơn, cần chú ý đến sự ghép nối giữa cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp. Để đạt được sự ghép nối tốt, có thể sử dụng một dây dẫn duy nhất và dây dẫn này lấp đầy hoàn toàn khe hở của mô-đun cảm biến Hall;

4.2.2 Khi dòng điện một chiều lớn chạy qua cuộn sơ cấp của cảm biến trong quá trình sử dụng, và mạch thứ cấp không được kết nối với nguồn điện | bộ điều chỉnh điện áp hoặc phía thứ cấp bị hở mạch, mạch từ sẽ bị nhiễm từ, dẫn đến từ dư, ảnh hưởng đến độ chính xác đo (vì vậy phải kết nối nguồn điện và đầu đo M trước khi sử dụng). Khi điều này xảy ra, phải tiến hành khử từ trước. Phương pháp là không cấp điện cho mạch thứ cấp, nhưng cho dòng điện xoay chiều có cùng mức điện áp chạy qua cuộn sơ cấp và giảm dần giá trị của nó;

4.2.3 Trong hầu hết các trường hợp, cảm biến Hall có khả năng chống nhiễu từ trường bên ngoài mạnh. Nói chung, nhiễu từ trường do dòng điện gấp đôi dòng điện hoạt động Ip tạo ra ở khoảng cách 5-10cm so với mô-đun có thể bỏ qua được. Tuy nhiên, khi có nhiễu từ trường mạnh hơn, cần phải có biện pháp thích hợp để giải quyết. Các phương pháp thông thường là:

① Điều chỉnh hướng của mô-đun sao cho từ trường bên ngoài tác động lên mô-đun ít nhất có thể;

② Thêm một tấm chắn kim loại chống từ trường vào mô-đun;

③ Chọn các mô-đun có phần tử Hall kép hoặc phần tử Hall đa lớp;

④ Độ chính xác đo được đạt được ở giá trị định mức. Khi dòng điện đo được thấp hơn nhiều so với giá trị định mức, để đạt được độ chính xác, có thể sử dụng nhiều vòng dây ở phía sơ cấp, tức là: IpNp = số vòng dây định mức theo ampe. Ngoài ra, nhiệt độ của bộ cấp nguồn sơ cấp không được vượt quá 80°C.

5. Loại trừ

     
         

             

Cảm biến dòng điện Hall có nhiều ưu điểm. Bằng cách phát hiện và điều khiển chính xác các dòng điện lớn, chúng đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của các sản phẩm biến tần, cho phép biến tần xử lý các điều kiện bất thường kịp thời trong khi vẫn hoạt động bình thường, từ đó nâng cao độ tin cậy và chất lượng an toàn của biến tần. Do đó, ưu điểm của cảm biến dòng điện Hall trong biến tần ngày càng trở nên rõ rệt và chúng đã trở thành một phần không thể thiếu của ngành công nghiệp biến tần.

【Thẩm quyền giải quyết】

     
         

             

[1] Sổ tay thiết kế và ứng dụng lưới điện siêu nhỏ doanh nghiệp Ankerui phiên bản 2019.11

[2] Xie Wenhe. Cảm biến và các ứng dụng của chúng [M]. Bắc Kinh: Nhà xuất bản Giáo dục Đại học, 2003.

[3] Yuan Junwu. Ứng dụng cảm biến dòng điện Hall trong bộ chuyển đổi tần số

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Ankerui Information Exchange", một trang web ủng hộ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn gốc và tác giả khi sao chép. Nếu phát hiện vi phạm bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi để gỡ bỏ.

Số điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Số fax: +86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Quản lý Li

QQ: 332496225 Quản lý Qiu

Địa chỉ: Phòng 809, Tòa nhà C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Khu Longhua Mới, Thâm Quyến