淺談閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理及 在逆變焊機(jī)中的應(yīng)用

時(shí)間：2022-04-27作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：226

【摘要】本文介紹閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理及在逆變焊機(jī)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)逆變焊機(jī)輸出電流的隔離測(cè)量、控制，解決了逆變焊機(jī)輸出電流的限流保護(hù)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：霍爾電流傳感器 逆變焊機(jī) 閉環(huán) 霍爾效應(yīng)
1 問(wèn)題的提出
逆變焊機(jī)（以下簡(jiǎn)稱為焊機(jī)）的輸出電流的檢測(cè)與控制，直接決定了焊機(jī)工作的穩(wěn)定性 和可靠性。由于焊機(jī)的使用條件不同而導(dǎo)致負(fù)載變化較大，隨之焊機(jī)的輸出功率也將發(fā)生較大變化，若對(duì)焊機(jī)的輸出電流不加限制，會(huì)造成焊機(jī)因過(guò)載而發(fā)熱，影響其功率輸出，較嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致焊機(jī)失效。
閉環(huán)霍爾電流傳感器（以下簡(jiǎn)稱傳感器）在逆變焊機(jī)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊機(jī)輸出電流的隔離測(cè)量，即霍爾電流傳感器的輸出信號(hào)與焊機(jī)的輸出電流電氣隔離，有利于霍爾電流傳感器輸出信號(hào)調(diào)整處理，通過(guò)調(diào)整、設(shè)定該信號(hào)并反饋控制焊機(jī)的輸出電流，當(dāng)焊機(jī)的輸出電流接近設(shè)計(jì)功率輸出時(shí)，輸出電流將不再增加，從而限制了焊機(jī)的輸出功率, 保護(hù)焊機(jī)不會(huì)因負(fù)載等外部因素的變化而損壞。
2 閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理
1879年，美國(guó)物理學(xué)家EdwinHerhert Hal發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)以來(lái)，霍爾技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著元器件工藝技術(shù)的發(fā)展，霍爾器件的性能大大提高，由霍爾器件應(yīng)用開(kāi)發(fā)的霍爾電流傳感器的性能也有很大提高，特別是閉環(huán)霍爾電流傳感器的研制成功，大大擴(kuò)展了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.1 霍爾效應(yīng)及霍爾器件
霍爾效應(yīng)是霍爾技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，當(dāng)通有小電流的半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中時(shí)（見(jiàn)圖 l），半導(dǎo)體內(nèi)的載流子受洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使半導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差，該電勢(shì)差即為霍爾電壓UH，這個(gè)電壓UH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B及控制電流IC成正比，經(jīng)過(guò)理論推算有如下等式關(guān)系：
UH =（RH /d）×B×IC
式中 :UH為霍爾電壓；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；IC為控制電流；RH為霍爾系數(shù)；d為半導(dǎo)體厚度。
上式中，若保持控制電流IC不變，在一定條件下，可通過(guò)測(cè)量霍爾電壓推算出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由此建立了磁場(chǎng)與電壓信號(hào)的聯(lián)系。根據(jù)這一關(guān)系式，人們研制了用于測(cè)量磁場(chǎng)的半導(dǎo)體器件，即霍爾器件。

圖1 霍爾效應(yīng)原理
2.2 閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理
閉環(huán)霍爾電流傳感器是利用霍爾器件為**敏感元件用于隔離檢測(cè)電流的模塊化產(chǎn)品,它的工作原理是霍爾磁平衡式的(或稱霍爾磁補(bǔ)償式、霍爾零磁通式)。眾所周知，當(dāng)電流流過(guò)一根長(zhǎng)的直導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線的電流大小成正比, 這磁場(chǎng)可以通過(guò)軟磁材料來(lái)聚集,然后用霍爾器件進(jìn)行檢測(cè),由于磁場(chǎng)的變化與霍爾器件的輸出電壓信號(hào)有良好的線形關(guān)系,因此可利用霍爾器件的測(cè)得的輸出信號(hào),直接反應(yīng)出導(dǎo)線中的電流大小。
 
3 閉環(huán)霍爾電流傳感器的主要性能
閉環(huán)霍爾電流傳感器是近10年來(lái)出現(xiàn)的高技術(shù)模塊化產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的分流器或互感器的電流測(cè)量方法相比有許多優(yōu)點(diǎn)。閉環(huán)霍爾電流傳感器主要有以下特點(diǎn)：
（1）可以同時(shí)測(cè)量任意波形電流，如: 直流、交流、脈沖電流 ； 
（2）二次(側(cè))測(cè)量電流與一次(側(cè))被測(cè)電流之間完全電氣隔離，絕緣電壓一般為2-12kV ；
（3）電流測(cè)量范圍寬，可測(cè)量額定100A～2kA的電流 ；
（4）線性度:** 0.1% IN ；
（5）響應(yīng)時(shí)間:小于5us ；
（6）頻率響應(yīng):0-100k Hz 。
 
4 閉環(huán)霍爾電流傳感器在逆變焊機(jī)中的應(yīng)用
4.1 閉環(huán)霍爾電流傳感器的應(yīng)用
閉環(huán)霍爾電流傳感器的應(yīng)用范圍很廣，目前已成功的應(yīng)用于各種電源、逆變焊機(jī)、發(fā)電及輸變電設(shè)備、電氣傳動(dòng)、數(shù)控機(jī)床、*裝備等工業(yè)及*產(chǎn)品上。下面以額定電流為300A的CHB-300S型閉環(huán)霍爾電流傳感器 (見(jiàn)下圖）為例，說(shuō)明這種傳感器的應(yīng)用。
CHB-300S型閉環(huán)電流霍爾傳感器實(shí)物照片
CHB-300S型閉環(huán)霍爾電流傳感器的額定電流為300A，輸出電流為150mA，下表給出了CHB-300S型傳感器的主要性能參數(shù):
CHB-300S型霍爾傳感器的主要性能參數(shù)

 
4.2 應(yīng)用效果
某型逆變焊機(jī)中設(shè)計(jì)選用了CHB-300S型閉環(huán)霍爾電流傳感器作為系統(tǒng)電流檢測(cè)部件，傳感器的主要作用是隔離檢測(cè)焊機(jī)的輸出電流，通過(guò)對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，設(shè)定限流工作點(diǎn)，確保焊機(jī)的輸出功率不**逆變焊機(jī)的額定功率。閉環(huán)霍爾電流傳感器CHB-300S的應(yīng)用，很好地實(shí)現(xiàn)了上述應(yīng)用目的。

CHB-300S傳感器的應(yīng)用
5.安科瑞霍爾傳感器介紹
5.1產(chǎn)品概述
    AHBC-LTA系列電流傳感器的初、次級(jí)之間是絕緣的，可用于測(cè)量直流、交流和脈沖電流。
5.2. 技術(shù)參數(shù)及外形尺寸

6 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)以上測(cè)試 ,該傳感器的性能能夠滿足逆變焊機(jī)對(duì)電流檢測(cè)的需要，該設(shè)計(jì)已在多套逆變焊機(jī)中應(yīng)用，并按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果受到客戶的信任及肯定。

安科瑞電氣股份有限公司專注于工業(yè)能耗解決方案,智能控制照明系統(tǒng),宿舍用電管理系統(tǒng)等, 歡迎致電 18702111791

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 如何選擇*門監(jiān)控系統(tǒng)廠家

  如何選擇*門監(jiān)控系統(tǒng)廠家如何選擇*門監(jiān)控系統(tǒng)廠家？*門監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，較是**了*門在火情之下能夠穩(wěn)定地正常工作，**人們能夠順利地通過(guò)*門進(jìn)行安全疏散工作。很多人對(duì)于*門的認(rèn)識(shí)還比較局限，對(duì)于*門監(jiān)控系統(tǒng)廠家較是所知甚少，那么對(duì)于有需要安裝*門監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的人來(lái)說(shuō)，該如何選擇*門監(jiān)控系統(tǒng)廠家呢？購(gòu)買*門監(jiān)控系統(tǒng)到底該如何選擇生產(chǎn)廠家？如何去衡量一個(gè)品的術(shù)實(shí)力？關(guān)于如何評(píng)價(jià)*

• 廠用6kV開(kāi)關(guān)無(wú)線測(cè)溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能與應(yīng)用

  摘 要：寧夏大唐**大壩發(fā)電有限責(zé)任公司廠用6 kV開(kāi)關(guān)共有161套，分為真空斷路器和F—c接觸器兩種類型，用于為廠用電系統(tǒng)提供電源。在廠用6 kV開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭、出線母排等易發(fā)熱部位加裝無(wú)線測(cè)溫模塊，將開(kāi)關(guān)元件溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)傳輸至就地配電室的匯聚終端，再由就地終端將信號(hào)傳輸至集控室主站，實(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)元件的溫度，**過(guò)設(shè)定溫度時(shí)監(jiān)測(cè)主站發(fā)出告警信號(hào)，提醒監(jiān)控人員注意，方便了及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除設(shè)備隱

• 淺談水泥行業(yè)能源管理系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用效益

  摘要：文章闡述了本文提出的能源管理將結(jié)合生產(chǎn)管理、設(shè)備管 理及*優(yōu)化系統(tǒng)等多方面信息維度進(jìn)行整合和分 析，在數(shù)字化的基礎(chǔ)上通過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí) 現(xiàn)能源管理的實(shí)時(shí)較優(yōu)策略及能耗預(yù)警，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源管理的智能化。關(guān)鍵詞：能源管理；能耗采集設(shè)備；節(jié)能綜合管理1 引言???????在節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)的大環(huán)境下，水泥行業(yè)作為高

• 淺談電力預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)/智能遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)云平臺(tái)

  淺談電力預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)/智能遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)云平臺(tái)隨著電力管理部門用電模式的創(chuàng)新,預(yù)付費(fèi)技術(shù)在水,電,氣等供應(yīng)部門得到了很大地應(yīng)用.本文針對(duì)預(yù)付費(fèi)電能表售電方面,提出了售電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路.通過(guò)本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶電費(fèi)的收繳,大大地**了供電系統(tǒng)的利益,同時(shí)讓用戶的消費(fèi)較加透明化.預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展歷程經(jīng)歷的3個(gè)時(shí)代發(fā)展，分別為傳統(tǒng)IC卡預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)時(shí)代、傳統(tǒng)集抄預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，安科瑞智能遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)云