霍爾電流傳感器的結構,用一環形導磁材料作成磁芯,套在被測電流流過的導線上,將導線中電流感生的磁場聚集起來,在磁芯上開一氣隙,內置一個霍爾線性器件,器件通電后,便可由它的霍爾輸出電壓得到導線中流通的電流。
直接測量式霍爾電流傳感器霍爾器件的輸出(必要時可進行放大)送到經校準的顯示器上,即可由霍爾輸出電壓的數值直接得出被測電流值,這種方式的優點是結構簡單,測量結果的霍爾電流傳感器精度和線性度都較高,可測直流,交流和各種波形的電流,但它的測量范圍,帶寬等受到一定的限制。
在這種應用中,霍爾器件是磁場檢測器,它檢測的是磁芯氣隙中的磁感應強度,電流增大后,磁芯可能達到飽和,隨著頻率升高,磁芯中的渦流損耗,磁滯損耗等也會隨之升高,這些都會對測量精度產生影響,當然,也可采取一些改進措施來降低這些影響,例如選擇飽和磁感應強度高的磁芯材料,制成多層磁霍爾電流傳感器芯,采用多個霍爾元件來進行檢測等等。
平衡時,霍爾器件處于零磁通狀態,磁芯中的磁感應強度極低(理想狀態應為0),不會使磁芯飽和,也不會產生大的磁滯損耗和渦流損耗,恰當地選擇磁芯材料和線路元件,可做出性能優良的零磁通電流傳感器。
在電機控制的變頻伺服系統中,電流傳感器的采樣精度和實時性很大程度上決定了系統的動,靜態性能,精確的電流檢測是提高系統控制精度,穩定性和快速性的重要環節,也是實現高性能閉環控制系統的關鍵,同時,當電機發生堵轉或負載過重時,系統通過電流傳感器檢測到線路上發生過流,可以驅動IPM模塊實現關斷保護功能。
電流傳感器按照工作原理可以分為:霍爾電流傳感器,電流互感器,磁阻式電流傳感器,電阻式電流傳感器,光纖電流傳感器等,而在變頻伺服系統中,常見的電流傳感器主要有霍爾電流傳感器,電流互感器及電阻式電流傳感器,霍爾電流傳感器。
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