用電流傳感器作為電氣設(shè)備絕緣在線檢測系統(tǒng)的采樣單元,已得到業(yè)內(nèi)人士的共識。目前,電流傳感器有多種類型,如霍爾傳感器、無磁芯電流傳感器、高導(dǎo)磁非晶合金多諧振蕩電流傳感器、電子自旋共振電流傳感器等。由于電力系統(tǒng)使用環(huán)境的特殊性,許多傳感器存在自身的局限性。目前應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電流傳感器 多是以電磁耦合為基本工作原理的,從采樣方式上分,這類傳感器主要有直接串入式、鉗式、閉環(huán)穿芯式三種。大量的研究試驗表明,基于“零磁通原理”的小電流傳感器更適合電力系統(tǒng)絕緣在線檢測的要求。本文所述小電流傳感器即是以磁通門技術(shù)為基本原理,加上閉環(huán)控制在電子電路中的應(yīng)用,使小電流傳感器具有高精度、高穩(wěn)定度、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。靈敏度:是電流傳感器對于電流變化的響應(yīng)度。廣州板載式電流傳感器
霍爾原理是基于霍爾效應(yīng)的一種物理現(xiàn)象,用于測量電流、磁場以及速度等物理量的原理。霍爾效應(yīng)是指當(dāng)一個載流子(如電子或空穴)通過一段具有電流的導(dǎo)電材料時,如果該導(dǎo)電材料處于一個垂直于電流方向的磁場中,會在該材料上產(chǎn)生一種電壓差。這個電壓差被稱為霍爾電壓,其大小與電流、磁場以及導(dǎo)電材料的特性有關(guān)。基于霍爾效應(yīng)的原理,可以制造霍爾元件,如霍爾傳感器,用來測量磁場強(qiáng)度、電流等物理量。典型的霍爾傳感器包括霍爾元件、放大器和輸出接口等組件。當(dāng)霍爾元件處于磁場中,載流子在材料內(nèi)運(yùn)動,受磁場力的作用,產(chǎn)生一側(cè)電勢高于另一側(cè)的現(xiàn)象,形成霍爾電壓。通過霍爾傳感器的放大器,可以將微弱的霍爾電壓放大成可測量的電壓信號。輸出接口可以將信號傳遞給測量儀器或控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理?;魻栐淼膬?yōu)勢在于其非接觸式測量和高靈敏度。由于霍爾傳感器內(nèi)部實際上沒有電流通過,因此不存在耗損和磨損的問題,具有較長的使用壽命和穩(wěn)定性。此外,霍爾傳感器對于小信號的測量也具有較高的靈敏度?;诨魻栐淼膽?yīng)用包括磁場測量、電流檢測、位置和速度測量等。在自動化、汽車、電子設(shè)備等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。武漢計量級電流傳感器聯(lián)系方式分流器精度受限:分流器分配的輸出比例不能保證完全準(zhǔn)確,存在一定誤差。
閉環(huán)霍爾電流傳感器也常用于進(jìn)行大電流測量,其利用霍爾元件測量出磁場,進(jìn)而根據(jù)磁場與電流的比例關(guān)系確定導(dǎo)線電流的大小。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測電路發(fā)生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,避免了在測量大幅值電流時的發(fā)熱問題,但由于霍爾器件本身的缺陷,極易受到外部環(huán)境 因素的影響,準(zhǔn)確度等級難以做高,一般只能達(dá)到0.5級。閉環(huán)霍爾電流傳感器適用于低精度、低成本的電流測量場景。其它種類的電流傳感器,如羅氏線圈、光纖傳感器等,其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性均與霍爾傳感器相當(dāng)甚至更低。
電力電子技術(shù)將從以低頻處理技術(shù)為重點(diǎn)的傳統(tǒng)電力電子向以高頻處理技術(shù)為重點(diǎn)的現(xiàn)代電力電子方向轉(zhuǎn)變。高頻技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為電力電子技術(shù)十分重要的方向。 傳感器技術(shù)作為21世紀(jì)世界爭奪高科技技術(shù)的制高點(diǎn)的重要技術(shù),同時也是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱之一。電流傳感器在電力電子技術(shù)控制和變換領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣。電流傳感器不論在新能源技術(shù)發(fā)展中的并網(wǎng)控制,對過剩能量存儲以及再分配,還是在智能電網(wǎng)中的監(jiān)測以及電能的分配轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)都起著極其重要的作用 電流的精確檢測是高頻電力電子應(yīng)用系統(tǒng)可靠高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。不同于傳統(tǒng)電 系統(tǒng)中的電流檢測,高頻電力電子系統(tǒng)的電流檢測存在很多特殊的情況。電流傳感器探頭的參數(shù)不對稱會增大探頭的噪聲、降低探頭的穩(wěn)定性和靈敏度。
目前存在的電流檢測技術(shù)和方法有很多,根據(jù)測量方法和方式的不同,電流傳感器可分為非隔離式與電隔離式兩種。非隔離式主要是指分流電阻。電隔離式主要包括霍爾電流傳感器(Hall-transducer),羅氏線圈(Rogowski Coil),電流互感器(Current transformer),磁通門電流傳感器(Fluxgate current sensor)以及巨磁阻電流傳感器(GMR current sensor )等。 分流器適用于直流電流的測量,但是在大電流作用下發(fā)熱嚴(yán)重,導(dǎo)致測量誤差,若要滿足測量精度,分流器的體積和成本就會增大,因此分流器多應(yīng)用于允許誤差范圍較大的場合。磁通門電流傳感器寬帶特性好,可測量不同頻率下的被測電流。上海新能源汽車電流傳感器
帶寬:是指電流傳感器可以正常工作的頻率范圍。在這個范圍內(nèi),電流傳感器能夠提供準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。廣州板載式電流傳感器
飽和電感的電感數(shù)值依賴于磁芯的磁導(dǎo)率,磁通密度高的時候磁芯飽和,電感值較低。低磁通密度時,電感值則較高。外部磁場的變化影響磁芯的飽和水平,進(jìn)而改變磁芯導(dǎo)磁系數(shù),然后影響電感值。因此,當(dāng)存在外界磁場時將會改變場測量的電感值。如果飽和電感設(shè)計充分,這種改變非常明顯。磁通門探頭的磁通變化由激勵電流以及初級被測電流的共同變化得出。由于被測初級電流上的存在引起電感值變化,應(yīng)用閉環(huán)原理進(jìn)行檢測以及補(bǔ)償,補(bǔ)償電流輸入到傳感器的次級線圈中,使得開口處場強(qiáng)為0,電感返回至一個參考值。初級電流和次級電流的關(guān)系就會由匝數(shù)比很明確的給出來。廣州板載式電流傳感器