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电流传感器的工作原理

电流传感器的工作原理

2021/06/10

电流传感器:通过测量放置在电流路径上的电阻两端的压降来监控电流的电路(虽然还有其他技术,如磁相关技术,但这里的讨论限于并联电阻电流测量)。电流传感器输出与通过测量路径的电流成比例的电压或电流。电压表测量电阻两端的电压降。能够测量电流有利于广泛的应用。传统上,电流检测主要用于电路保护和报告。然而,随着技术的发展,电流传感器作为监控性能的手段变得越来越重要,监控性能的目标是提高它。

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一、工作原理:电流传感器基于霍尔磁平衡原理(闭环)和霍尔直接测量式(开环)

1.开环电流传感器原理:一次电流IP产生的磁通量通过质优磁芯聚集在磁路中,霍尔元件固定在一个小的气隙中,对磁通量进行线性检测。霍尔元件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后,次级输出跟随与初级相同波形的输出电压,可以准确反映初级电流的变化。

2.磁平衡电流传感器又称为补偿传感器,即被测电流Ip在聚磁环处的主电路中产生的磁场经过次级线圈,电流.产生的磁场被补偿,使霍尔元件处于检测零磁通的工作状态。磁平衡电流传感器的具体工作过程如下:当电流通过主电路时,导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔元件,产生的信号输出用于驱动相应的功率管导通,从而获得补偿电流Is。该电流通过多匝绕组产生一个磁场,该磁场与被测电流.产生的磁场正好相反,从而补偿了原始磁场,并逐渐减小霍尔元件的输出。当Ip乘以匝数is产生的磁场相等时,Is不增加,此时霍尔元件起到指示零磁通的作用,此时可以用Is平衡。测量电流的任何变化都会破坏这种平衡。一旦磁场失去平衡,霍尔元件就会有信号输出。功率放大后,相应的电流立即流过次级绕组,以补偿不平衡的磁场。理论上,不平衡磁场再平衡需要不到1s的时间,是一个动态平衡的过程。

二、电流传感器在风力发电中的应用:风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的关注。世界风能约为2.74109GW,其中可用风能为2107GW,比地球上可开发利用的水能总量大10倍。风已经被人们使用了很长时间——主要是通过风车抽水和研磨表面。在新世纪,人们对如何利用风力发电以及如何尽大化发电量感兴趣。电流传感器作为主要的检测元件,在其中起着至关重要的作用。


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