電流傳感器的工作原理

電流傳感器：通過(guò)測(cè)量放置在電流路徑上的電阻兩端的壓降來(lái)監(jiān)控電流的電路(雖然還有其他技術(shù)，如磁相關(guān)技術(shù)，但這里的討論限于并聯(lián)電阻電流測(cè)量)。電流傳感器輸出與通過(guò)測(cè)量路徑的電流成比例的電壓或電流。電壓表測(cè)量電阻兩端的電壓降?？梢詼y(cè)量電流有利于廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)上，電流檢測(cè)主要用于電路保護(hù)和報(bào)告。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，電流傳感器作為監(jiān)控性能的手段變得越來(lái)越重要，監(jiān)控性能的目標(biāo)是提高它。

一、工作原理：電流傳感器基于霍爾磁平衡原理(閉環(huán))和霍爾直接測(cè)量式(開(kāi)環(huán))。

1.開(kāi)環(huán)電流傳感器原理：一次電流IP產(chǎn)生的磁通量通過(guò)質(zhì)優(yōu)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件固定在一個(gè)小的氣隙中，對(duì)磁通量進(jìn)行線性檢測(cè)?；魻栐敵龅幕魻栯妷航?jīng)過(guò)特殊電路處理后，次級(jí)輸出跟隨與初級(jí)相同波形的輸出電壓，可以準(zhǔn)確反映初級(jí)電流的變化。

2.磁平衡電流傳感器又稱為補(bǔ)償傳感器，即被測(cè)電流Ip在聚磁環(huán)處的主電路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)次級(jí)線圈，電流.產(chǎn)生的磁場(chǎng)被補(bǔ)償，使霍爾元件處于檢測(cè)零磁通的工作狀態(tài)。磁平衡電流傳感器的具體工作過(guò)程如下：當(dāng)電流通過(guò)主電路時(shí)，導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾元件，產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管導(dǎo)通，從而獲得補(bǔ)償電流Is。該電流通過(guò)多匝繞組產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流.產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，從而補(bǔ)償了原始磁場(chǎng)，并逐漸減小霍爾元件的輸出。當(dāng)Ip乘以匝數(shù)is產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí)，Is不增加，此時(shí)霍爾元件起到指示零磁通的作用，此時(shí)可以用Is平衡。測(cè)量電流的任何變化都會(huì)破壞這種平衡。一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾元件就會(huì)有信號(hào)輸出。功率放大后，相應(yīng)的電流立即流過(guò)次級(jí)繞組，以補(bǔ)償不平衡的磁場(chǎng)。理論上，不平衡磁場(chǎng)再平衡需要不到1s的時(shí)間，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。

二、電流傳感器在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用：風(fēng)能作為一種清理的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的關(guān)注。世界風(fēng)能約為2.74109GW，其中可用風(fēng)能為2107GW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量大10倍。風(fēng)已經(jīng)被人們使用了很長(zhǎng)時(shí)間——主要是通過(guò)風(fēng)車抽水和碾磨表層。在新世紀(jì)，人們對(duì)如何利用風(fēng)力發(fā)電以及如何盡大化發(fā)電量感興趣。電流傳感器作為主要的檢測(cè)元件，在其中起著至關(guān)重要的作用。