閉環(huán)霍爾與磁通門的區(qū)別-韋克威
。今天,它介紹了另外兩個方案:閉環(huán)霍爾方案和磁通門方案。
閉環(huán)霍爾電流傳感器

下圖顯示了上述開環(huán)霍爾電流傳感器的結(jié)構(gòu)圖。在測得的電流IP在磁芯中建立磁場之后,通過霍爾元件感應(yīng)的霍爾電壓來測量電流值;它將電壓模擬量輸出到外部。

閉環(huán)霍爾電流傳感器基于開環(huán)原理,然后引入補償電路。流過磁芯的電流有兩部分:待測的一次側(cè)電流和二次側(cè)補償電流。初級被測電流是指流過電池母線銅條的大電流,次級側(cè)補償電流由閉環(huán)霍爾電流傳感器產(chǎn)生,并流經(jīng)磁芯上的次級側(cè)線圈。
具體地,由霍爾元件感應(yīng)的霍爾電壓不直接用于測量,而是在霍爾電壓通過放大電路之后產(chǎn)生次級電流。次級電流流經(jīng)纏繞在磁芯上的線圈,然后通過采樣電阻RM流至地面。這樣,次級側(cè)電流也將在芯部中產(chǎn)生磁場,并且該磁場被設(shè)計為與要在初級側(cè)測量的電流所產(chǎn)生的磁場相反,并且強度相等。則總磁通量為0,即霍爾元件處于0磁通量的環(huán)境中。

接下來,當(dāng)霍爾元件中的磁通量為0時,可以得到以下公式。通過測量,可以獲得IP; NS通常為1000-5000,約為25ma-300ma。
Fluxgate電流傳感器是我們經(jīng)常遇到的產(chǎn)品。例如,LEM的cab系列磁通門電流傳感器可以分為幾種類型,如下圖所示:例如,標(biāo)準(zhǔn)型,C型,it型,低頻型等。這里我們介紹基本的標(biāo)準(zhǔn)磁通門的原理。
標(biāo)準(zhǔn)磁通門電流傳感器的結(jié)構(gòu)類似于閉環(huán)霍爾結(jié)構(gòu),如下圖所示。在磁芯的氣隙中僅放置一個磁通門傳感器,這會使電感飽和。
具體地,在該結(jié)構(gòu)中,還存在要測量的初級側(cè)電流IP(總線中的電流),并且次級側(cè)反饋電流是(在次級側(cè)線圈中)。類似地,只要氣隙中的總磁通量為0,就可以根據(jù)以下公式計算IP:
該方案的原理框圖如下:首先我們知道計算電流Ip的方法,即調(diào)節(jié)次級電流Is,使氣隙的總通量為0,然后我們可以獲得IP。那么,我們?nèi)绾螌崟r檢測氣隙處的磁通量并將磁通量調(diào)整為0?在本文中,使用可飽和電感器作為探針來識別氣隙中的磁通量。它是由磁芯和線圈組成的電感式探頭。
此外,氣隙處的磁通量將影響探頭的電感(探頭的電感受外部磁場影響)。我們只需要區(qū)分磁通量為0時的電感和磁通量不為0時的電感。
那么如何識別不同磁通量下的電感呢?

一種方案是將電流ISI(電壓源U(T))施加到感應(yīng)探針的線圈。產(chǎn)生的磁通量和外部氣隙的總磁通量(包括IPI引起的磁通量)疊加在感應(yīng)探頭的磁芯上。累積的磁通量會影響電感式探頭的電感,并且電感與電流有關(guān)。知道ISI的電流如何受到氣隙處的磁通量的影響是可以的。
省略中間的一些理論分析過程,當(dāng)氣隙處的總磁通量為0時,下圖顯示了感應(yīng)探針中的電流,其中虛線表示施加到兩者的方波電壓U(T)探針的兩端,實線是當(dāng)前值I(T)。
當(dāng)氣隙處的總磁通量不為0時,感應(yīng)探頭中的電流波形如下:因此,通過檢測電流值,我們可以確定氣隙處的總磁通量是否為0,然后進行調(diào)整電流在次級線圈中,使氣隙處的總磁通量為0。

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