电流传感器技术方案差异分析随着电力电子技术应用的逐步发展,人们对电流传感器的性能提出了更高的要求,所以电流传感器迅速发展起来。为了满足电流传感器在不同领域中的技术需求,产业界开发出了各种类型电流传感器,如霍尔电流传感器、罗氏线圈、巨磁阻电流传感器、电流互感器、分流电阻以及磁通门电流传感器等。小编在7月份在无锡纳吉伏公司的网站上对这些不同电流传感器的技术路线差异进行了初步分析分析,下面详细介绍上述几种常见的电流传感器。
霍尔效应传感器是基于霍尔效应的磁场传感器。它是一种隔离的非侵入式设 备,可同时应用于直流和交流电流检测,通常高达数百千赫兹。由于其简单的结构,与微电子器件的兼容性,霍尔器件可以单片集成到完全集成的磁传感器中。霍尔传感器可以使用常规的CMOS技术制造。但是,它通常比电流互感器或Rogowski传感器昂贵。尽管霍尔传感器可以测量直流电流,但由于铁芯饱和,霍尔传感器通常具有有限的峰值电流,并且具有有限的带宽(<1MHz)。另外,它对外部磁场非常敏感,霍尔传感器的温度稳定性和时间稳定性非常不好。霍尔效应传感器主要在闭环模式下工作,以实现更高的精度和更宽的动态范围。 传感器探头是一种测量电磁的敏感部件,其性能很大程度地影响测量结果,因此,探头的设计十分关键。扬州电流传感器现货
磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的,当磁芯处于非饱和磁场中,其磁导率变化缓慢,而当磁芯达到饱和时,其磁导率变化明显,此时被测磁场被调制进感应电势中,可以通过测量磁通门传感器感应电势中能够反映被测磁场的量来度量磁场大小。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”,通过这道“门”,相应的磁通量即被调制,并产生感应电动势,利用这种现象来测量电流产生的磁场,从而间接达到测量电流的目的倒。无锡纳吉伏设计的采用双 磁芯绕组探头磁通门,当一二次电流线的安匝数不相等时,会在环形磁芯上产生磁场,该磁场会穿过嵌入在环形磁芯的绕组探头,该绕组会产生一感应电动势并输出到驱动IC驱动端,使IC输出端输出一个与其相关的电信号,再经放大电路处理,会在二次电流线产生电流。湖州高频电流传感器激磁电压频率大于一次交流频率,因此可以将一次交流在每个极短的激磁电压周期内,看作缓慢变化的直流信号。
双向饱和式磁通门(Bidirectional Saturation Fluxgate)原理是利用记录激励电流使磁芯到达磁感应强度为零时的电流值作为传感器输出信号。由于磁芯的磁导率远远高于空气磁导率,穿过磁芯中心的初级线圈中流过的初级电流产生的磁场会聚集到磁芯中,因此会使磁芯达到饱和状态。次级线圈M匝围绕在环形磁芯上,由一个全桥逆变电路产生的次级电流Is产生的次级磁场强度Hs与初级磁场强度Hp共同决定。双向饱和磁通门是一种特殊的磁性器件,其中主要的结构采用坡莫合金或非晶材料制作,具有双向磁特性。这种磁通门具有两个线圈,当两个线圈分别加上正弦波形的电压时,将产生正弦波形的感应电压。然而,当电压过零点时,由于磁通门具有双向磁特性,因此其中一个线圈的磁性将会反转,从而使得该线圈的感应电压过零点对称轴发生偏移,产生一个非正弦波形电压。 双向饱和磁通门具有许多优点,如响应速度快、线性度好、抗干扰能力强、工作频率高等,因此在许多领域中得到了非常多的应用,例如电力系统的无功补偿、电力系统的谐波治理、电机控制、大功率电磁设备保护等。
高频技术已经发展为电力电子技术十分重要的方向,对高频电力电子设备中复杂电流信号的检测,并兼顾高灵敏度,高集成度,高线性度,高温环境下测量稳定的特点已变得十分必要。磁通门原理作为具有高线性度,高集成度,温漂小等特点的电流传感器重要类型,适合精密电流及恶劣环境下的电流测量。但是目前磁通门原理常应用偶次谐波法及反馈积分法,这两种测量方法探头结构复杂,处理电路元器件多,集成度低,数字化程度不高。无锡纳吉伏公司研发出一种基于磁通门原理的双向饱和式磁通门电流传感器,采用单探头自激发生电路,不仅简化了探头结构,而且处理电路中元器件较少,电路 集成度高,同时电路测量结果采用数字显示。该电流传感器的提出进一步提高了电力电子电路的控制与保护技术的准确度,满足了当代电力电子发展中对电流的高温环境下测量的要求。磁通门电流传感器由于其宽频响特性,可以满足这些应用的需求。
传感器激励信号对探头和整个系统都产生很大的影响,一般从频率稳定度、信号幅值稳定度、相位稳定度、波形稳定度这几个方面来考虑激励信号的选择。此外,激励信号频率的高低很大程度影响着传感器的工作性能,频率太高,则会增大噪声;频率太低则会降低传感器的灵敏度,通常,激励很好的频率会在几百到几千赫兹。综合以上各个因素,选择频率为 9.6KHZ的方波作为传感器的激励信号,同正弦波相比,方波可以由石英晶体直接产生,能比较容易的获得,且有更好的稳定度,更重要的是方波只有正负电平两个电压幅值,这比正弦波的电压幅值的稳定度要好很多。由晶振和分频器CD4006组成来产生方波。频率源产生稳定的方波激励信号由耦合电容送给探头绕组。另外,选用高驱动能力、高精度、低噪声、低温漂的运放TS922,并采用双电源供电。单棒型磁通门传感器,是由一个圆柱型磁芯与其上缠绕的线圈组成。西安电池电流传感器供应商
电流传感器探头是由磁芯、被测绕组和激励绕组组成。扬州电流传感器现货
在光伏发电监测系统中使用磁通门电流传感器,可以对光伏发电站输出电流进行实时监测,及时发现光伏发电系统的故障节点,帮助工作人员对光伏阵列进行维护和检修。同时,磁通门电流传感器还可以用于光伏逆变器、UPS伺服控制等系统的电流信号采集和反馈控制。 无锡纳吉伏研发的高精度电流传感器是磁通门电流传感器的一种,可以与光伏发电监测系统配合使用,实现对光伏发电站输出电流的实时监测和管理,对光伏发电站的监控管理起着至关重要的作用。 扬州电流传感器现货