开环式及关环式霍尔电流传感器工作道理及磁鼓和问题
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- 颁布功夫:2013/10/31 11:20:12
- 作者:AnyWay中国
一回首电磁式电流互感器磁鼓和问题
01磁鼓和景象
所谓磁鼓和是指电磁式电流互感器铁芯中磁通密度大于鼓和磁通密度之后,,,,,,,,磁通密度不再因一次电流的增大而增大。。。。。。
02磁鼓和原因
磁通密度为交变量,,,,,,,,未产生磁鼓和时,,,,,,,,互感器铁芯磁通密度的最大值为:Bm=E2/(4.44*f*N2*S)
式中,,,,,,,,E2为二次绕组感应电动势,,,,,,,,约蹬宗二次绕组输出电压。。。。。。N2为二次绕组匝数,,,,,,,,S为铁芯截面积。。。。。。对于固定的互感器而言,,,,,,,,N2和S为恒定值。。。。。。
因而,,,,,,,,铁芯磁通密度正迸宗二次电压,,,,,,,,反迸宗电流频率。。。。。。
二次电压由二次电流和二次负荷共同决定,,,,,,,,可见,,,,,,,,电磁式电流互感器的磁鼓和原因有:
A、一次电流过大,,,,,,,,大于额定电流;;;;;
B、二次负荷过大,,,,,,,,大于额定二次负荷;;;;;
C、电流频率过低,,,,,,,,低于额定频率。。。。。。
03磁鼓微风险
电流互感器产生磁鼓和后,,,,,,,,一次电流与二次电流不再成比例关系,,,,,,,,电流互感器不能起到正常的丈量或;;;;;ぷ饔茫,,,,,,,引发安全变乱。。。。。。此表,,,,,,,,磁鼓和状态下,,,,,,,,铁芯中磁通密度大,,,,,,,,涡流损耗和磁滞损耗大,,,,,,,,铁芯发热,,,,,,,,容易败坏互感器。。。。。。
二霍尔电流传感器工作道理
霍尔电流传感器凭据工作道理分歧分为开环式霍尔电流传感器和关环式霍尔电流传感器。。。。。。
01开环式霍尔电流传感器工作道理
开环式霍尔电流传感器也称:直放式霍尔电流传感器、直检式霍尔电流传感器等。。。。。。
如图1,,,,,,,,开环式霍尔电流传感器由磁芯、霍尔元件和放大电路组成。。。。。。磁芯有一开口气隙,,,,,,,,霍尔元件搁置于气隙处。。。。。。当原边导体流过电流时,,,,,,,,在导体周围产生磁场强杜纂电流大幼成正比的磁场!!。。。,,,,,,,磁芯将磁力线集聚至气隙处,,,,,,,,霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号,,,,,,,,放大电路将该信号放大输出,,,,,,,,该类传感器通常输出±10V左右的电压信号,,,,,,,,也有部门传感器为了加强电磁兼容性,,,,,,,,变换为电流信号输出。。。。。。
图1 开环式霍尔电流传感器工作道理
02关环式霍尔电流传感器工作道理
关环式霍尔电流传感器也称:零磁通霍尔电流传感器、零磁通互感器、磁平衡式霍尔电流传感器等。。。。。。
如图2,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器蕴含磁芯、霍尔元件、放大电路和副边赔偿绕组。。。。。。与开环式霍尔电流传感器相比,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器多了副边赔偿绕组,,,,,,,,正是副边赔偿绕组,,,,,,,,将关环式霍尔电流传感器的机能进行了大幅度提升。。。。。。
图2 关环式霍尔电流传感器工作道理
放大电路接受霍尔元件的输出,,,,,,,,并放大为电流信号提供给副边赔偿绕组,,,,,,,,副边赔偿绕组在磁芯中产生的磁场与原边电流产生的磁场在气隙处大幼相称,,,,,,,,方向相反,,,,,,,,抵消原边磁场!!。。。,,,,,,,形成负反馈关环节造电路。。。。。。
若副边电流过幼!!。。。,,,,,,,产生的磁场不及以抵消原边磁场!!。。。,,,,,,,放大电路将输出更大的电流,,,,,,,,反之,,,,,,,,放大电路输出电流减幼!!。。。,,,,,,,从而维吃禅隙处的磁场平衡。。。。。。
若原边电流产生变动,,,,,,,,气隙处磁场平衡被粉碎,,,,,,,,负反馈关环节造电路同样会调节副边输出电路,,,,,,,,使磁场沉新达到平衡。。。。。。
宏观上讲,,,,,,,,气隙处将一向维持零磁通,,,,,,,,维持磁平衡,,,,,,,,这也是零磁通互感器及磁平衡霍尔电流传感器名称的出处。。。。。。
03关环式霍尔电流传感器与开环式霍尔电流传感器的重要区别
A、带宽区别
微观上讲,,,,,,,,气隙处的磁场始终在零磁通左近变动,,,,,,,,由于磁场变动幅度极度幼!!。。。,,,,,,,变动幅度幼!!。。。,,,,,,,变动的频率能够更快,,,,,,,,因而,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器拥有很快的响应功夫。。。。。。现实的关环式霍尔电流传感器带宽通???????D芄淮锏100kHz以上。。。。。。而开环式霍尔电流传感器的带宽通常较窄,,,,,,,,如:LEM公司的HAZ系列开环式霍尔电流传感器的带宽在3kHz左右。。。。。。
B、精度区别
开环式霍尔电流传感器副边输出与磁芯气隙处的磁感应强度成正比,,,,,,,,而磁芯由高导磁资料造作而成,,,,,,,,非线性和磁滞效应是所有高导磁资料的固有特点,,,,,,,,因而,,,,,,,,开环式霍尔电流传感器通常线性度较差,,,,,,,,且原边信号在上升和降落过程中副边输出会有分歧。。。。。????????肥交舳缌鞔衅骶韧ǔA佑1%。。。。。。关环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态,,,,,,,,磁芯的非线性及磁滞效应不合输出造成影响,,,,,,,,能够获得较好的线性度和较高的精度。。。。。。关环式霍尔电流传感器精度通常可达0.2%。。。。。。
三霍尔电流传感器磁鼓和问题
很多霍尔电流传感器厂家在其技术资料的也将无磁鼓和作为霍尔电流传感器的一个沉要利益来宣传。。。。。;;;;;舳缌鞔衅鞑换岵殴暮拖招┦腔舳缌鞔衅髯岳靡岳淳偷玫娇矸喝峡傻闹匾嬷弧!!。。。
事实是不是这样呢????????
事实上,,,,,,,,霍尔电流传感器蕴含了非线性的磁芯,,,,,,,,就已经决定了霍尔电流传感器在特定情况下,,,,,,,,肯定会产生磁鼓和!
01开环式霍尔电流传感器的磁鼓和问题
下图为所有高导磁资料的典型磁化曲线示意图:
图3 霍尔电流传感器磁芯的磁化曲线
图中,,,,,,,,Oa’为肇始非线性段,,,,,,,,a’a’’为线性段,,,,,,,,a’’a为鼓和区。。。。。。多所周期,,,,,,,,为了获取较好的丈量了局,,,,,,,,不论是开环式霍尔电流传感器,,,,,,,,还是电磁式互感器,,,,,,,,城市将磁化曲线中线性度较好的一段作为工作区间。。。。。;;;;;谎灾,,,,,,,只有磁感应强度超出线性区域肯定的领域,,,,,,,,就会产生磁鼓和。。。。。。
与电磁式互感器相比,,,,,,,,开环式霍尔电流传感器磁鼓和原因只有一个,,,,,,,,就是原边电流足够大。。。。。。
不会由于电流频率低导致磁鼓和,,,,,,,,是霍尔电流传感器的利益,,,,,,,,也是开环式霍尔电流传感器磁鼓和特点。。。。。。
相比之下,,,,,,,,电磁式互感器也有一个利益,,,,,,,,就是二次负荷足够幼时,,,,,,,,即便过载较多,,,,,,,,也不会产生磁鼓和。。。。。。
02关环式霍尔电流传感器的磁鼓和问题
开环式霍尔电流传感器磁鼓和问题较单一,,,,,,,,相比之下,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器磁鼓和问题似乎不成理解,,,,,,,,由于关环式霍尔电流传感器正常工作时,,,,,,,,磁芯中的磁通为零,,,,,,,,零磁通下,,,,,,,,天然不会鼓和。。。。。。
然而,,,,,,,,这只能将是在正常工作前提下!
事实上,,,,,,,,即就是电磁式电流互感器或开环式霍尔电流传感器磁鼓和问题都是产生在过载,,,,,,,,频率过低,,,,,,,,负荷过大等非正常工作前提下,,,,,,,,正常工作前提下,,,,,,,,都不会产生磁鼓和!
从关环式霍尔电流传感器工作道理可知,,,,,,,,零磁通是成立在副边赔偿绕组产生的磁场能够抵消原边导体产生的磁场的前提下。。。。。。那么,,,,,,,,当关环式霍尔电流传感器是不是任何情况下都能够维持这个零磁通呢????????
显然不是!
A、传感器未供电的情况下,,,,,,,,副边赔偿绕组不产生电流,,,,,,,,此时,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器相当于一个开环式霍尔电流传感器,,,,,,,,只有原边电流够大,,,,,,,,就会产生磁鼓和。。。。。。
B、正常供电,,,,,,,,原边电流过大。。。。。。这是由于二次赔偿绕组能够产生的电流终于是有限度的,,,,,,,,当原边电流产生的磁场大于副边赔偿绕组可能产生的最大磁场时,,,,,,,,磁平衡被突破,,,,,,,,磁芯中有磁场通过,,,,,,,,原边电流持续加大时,,,,,,,,磁芯中磁场也随着增大,,,,,,,,原边电流足够大时,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器进入磁鼓和状态!
与电磁式电流互感器及开环式霍尔电流传感器相比,,,,,,,,关环式霍尔电流传感器磁鼓和景象不易产生,,,,,,,,但不蹬宗不会产生,,,,,,,,使用不当或长功夫过载,,,,,,,,也会产生磁鼓和。。。。。。