磁平衡式電流傳感器又稱零磁通式電流傳感器,主要是基于磁場(chǎng)平衡原理(反饋系統(tǒng)),在傳感器內(nèi)部磁芯中始終處于零磁通狀態(tài)。
霍尼韋爾磁平衡式電流傳感器主要有兩類:霍爾效應(yīng)閉環(huán)電流傳感器和磁阻效應(yīng)閉環(huán)電流傳感器。
磁平衡式電流傳感器反饋系統(tǒng)。
以霍爾效應(yīng)閉環(huán)電流傳感器為例,當(dāng)霍爾器件檢測(cè)到原邊導(dǎo)體中電流通過(guò)并產(chǎn)生相應(yīng)磁場(chǎng)時(shí),經(jīng)放大后生成副邊電流,流經(jīng)反向繞制的副邊線圈中就會(huì)生成副邊磁場(chǎng),且其磁場(chǎng)強(qiáng)度依照原,副邊間的匝數(shù)比而增加。
由內(nèi)部電路產(chǎn)生的副邊電流在任何時(shí)間都會(huì)精確再現(xiàn)原邊電流波形,并蕞終在原,電流傳感器副邊磁場(chǎng)相對(duì)平衡后正比于原邊電流,其幅值與原,副邊匝數(shù)成反比例關(guān)系。
將對(duì)變頻器電流的采樣從變頻器輸入側(cè)移至輸出側(cè),主要原因有:。
�。�1)變頻器輸出側(cè)電流中雖然也含有大量的高次諧波,但由于變頻器采用正弦波SPWM調(diào)制,輸出電流波形接近正弦波,有效值是平均值的1.2~1.5倍,采用整流系儀表顯示時(shí),可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)其誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
(2)由于變頻器電源輸入側(cè)電流波形是輸入電壓波形峰值處帶雙尖峰的間斷脈沖,輸出側(cè)電壓波形是等高而寬度按正弦波形變化的矩形脈沖,輸入和輸出側(cè)的電流波形是在相同的電壓(蕞大值)下形成的,在輸入側(cè)和輸出電流傳感器側(cè)的電流應(yīng)基本相同,在輸出側(cè)對(duì)變頻器電流進(jìn)行測(cè)量不會(huì)引起大的誤差,而且在輸出側(cè)對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量,從電機(jī)角度來(lái)說(shuō)更符合實(shí)際。
電流傳感器的精確測(cè)量。
為了做成一個(gè)帶霍爾效應(yīng)器件的大電流傳感器,需要用一個(gè)磁芯將導(dǎo)體電流周圍的磁場(chǎng)集中起來(lái),同時(shí)這個(gè)磁芯中要開一個(gè)槽,用于容納實(shí)際的霍爾元件。
尺寸相對(duì)較小的槽(相對(duì)于整個(gè)磁路長(zhǎng)度而言)會(huì)形成一個(gè)接近均勻且垂直于霍爾元件平面的磁場(chǎng),當(dāng)霍爾元件獲得電流能量時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)正比于勵(lì)磁電流和磁芯磁場(chǎng)的電壓,這個(gè)霍爾電壓經(jīng)放大后從電流傳感器的輸出端輸出。
由于載流導(dǎo)體和磁芯之間沒(méi)有電流傳感器電氣上的連接(耦合的只是磁場(chǎng)),傳感器實(shí)際上是與待測(cè)電路隔離的,載流導(dǎo)體可能有很高的電壓,而霍爾效應(yīng)電流傳感器的輸出可以安全地連接到接地電路,或連接到相對(duì)載流導(dǎo)體任意電位的電路,因此提供滿足最嚴(yán)格安全標(biāo)準(zhǔn)的間隙與爬電值也相對(duì)比較容易。
然而,這種線性傳感器也存在一些缺點(diǎn),其中最不重要的缺點(diǎn)也許是霍爾效應(yīng)傳感器要求恒定勵(lì)磁電流這個(gè)事實(shí)。
另外,處理來(lái)自霍爾效應(yīng)傳感器的信號(hào)的放大和調(diào)節(jié)電路通常要消耗顯著的能量,當(dāng)然,這個(gè)能耗也許不那么顯著,要看具體的應(yīng)用,盡管如此,用于連續(xù)測(cè)量電流的霍爾傳感器能耗也不能小至毫瓦級(jí)。
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