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新型電流傳感器和電流傳感器的應(yīng)用

來源:北京華智興遠(yuǎn)科技有限公司   2025年01月24日 07:57  

  為了使驅(qū)動器能達(dá)到工作狀態(tài),需要對工作中的電流進(jìn)行不間斷的測量,電流傳感器的性能直接影響著電路控制的質(zhì)量和響應(yīng)時間,這也是它能夠在風(fēng)電行業(yè)得到廣泛應(yīng)用的原因。

  城市用電量的增加,使得供電設(shè)備經(jīng)常處于超負(fù)荷預(yù)裝狀態(tài),電源設(shè)備面臨的考驗(yàn)也越來越大,電子設(shè)備60%的故障都來自電源,隨著電源問題日益突出的嚴(yán)重性,電源技術(shù)漸漸被廣大廠商重視,具有傳感檢測,傳感采樣,傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢,保護(hù)電源的設(shè)備也隨之誕生,檢測電流或電壓的傳感器應(yīng)運(yùn)而生,電流傳感器是指能感受被測電流并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器,在國內(nèi)外的用途非常廣泛。

  隨著新能源技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展,電流傳感器在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用尤為重要,它是風(fēng)能渦輪機(jī)中轉(zhuǎn)換器的元件。

  在轉(zhuǎn)換器中,需要裝有非常多的小型或PCB電流傳感器,它屬于一個閉環(huán)控制系統(tǒng),確保逆變器能夠迅速響應(yīng),逆變器與發(fā)電機(jī)的同時作用,可以確保在風(fēng)能渦輪機(jī)啟動之后在一個很寬的風(fēng)速范圍內(nèi)為電網(wǎng)提供持續(xù)功率,直到渦輪機(jī)在上限風(fēng)速時停機(jī)為止。

  為了使驅(qū)動器能達(dá)到工作狀態(tài),需要對工作中的電流進(jìn)行不間斷的測量,電流傳感器的性能直接影響著電路控制的質(zhì)量和響應(yīng)時間,這也是它能夠在風(fēng)電行業(yè)得到廣泛應(yīng)用的原因,同時,閉環(huán)電流傳感器不僅帶寬高,響應(yīng)時間快,它還具有線性度好和精確度高等優(yōu)點(diǎn)。

  新型光纖電流傳感器就是智能電網(wǎng)快速發(fā)展的科技產(chǎn)物,我國推出了XDGDL-1光纖電流傳感系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了管線電流傳感系統(tǒng)的全數(shù)字閉環(huán)控制,具有穩(wěn)定性和線性度好,靈敏度高等特點(diǎn),電流傳感器滿足了大量程范圍的高精度測量要求。

  同時,該系統(tǒng)開發(fā)了一種可現(xiàn)場繞制的伸縮結(jié)構(gòu),安裝方便,可避免雜散磁場的干擾,母線偏心的測量誤差小于正負(fù)0.1%,實(shí)現(xiàn)了一種高精度信號轉(zhuǎn)換方案,為整流器控制設(shè)備提供高精度模擬信號和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口。

  流入電網(wǎng)的逆變器輸出電流(15-50ARMS)由一臺傳感器進(jìn)行測量,以便反饋回至控制器進(jìn)行脈寬調(diào)制(PWM)正弦波控制,控制器主要基于供有+5V電壓并與電子控制系統(tǒng)其他有源元件共享基準(zhǔn)電壓的微處理器或DSP(數(shù)字信號處理器),LEM公司的HMS電流傳感器通過一個+5V電源來運(yùn)行,其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(2.5V)由一個單獨(dú)的端子提供,允許通過DSP或微處理器輕松使用傳感器,但是,傳感器還能接受來自這些相同DSP的外部基準(zhǔn)電壓(2V到2.8V之間),傳感器從這些DSP上獲得其自身基準(zhǔn)電壓,控制系統(tǒng)所有電子元件之間的這種共生使得整個應(yīng)用效率更高(錯誤計(jì)算中的基準(zhǔn)漂移消除),HMS電流傳感器非常適合太陽能逆變器所需要的所有電流測量。

  電流傳感器可用于峰值電流檢測,用于真實(shí)值與設(shè)定點(diǎn)的對比,逆變器還在控制輸出頻率的系統(tǒng)中使用電流傳感器,實(shí)際上,無論頻率何時移出預(yù)選范圍,逆變器都會停止運(yùn)行一會兒(短于兩秒)。

  盡管各國都有自己各自不同的接受值,但是共同要求都是標(biāo)稱輸出電流的0.5%或1%,或者在一些國家是一個限定值(英國為20mA,德國和比荷盧三國關(guān)稅同盟為1A,日本為100mA,中國和美國為50mA),如果直流電流大于這個限定值,則必須將系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開,對于是否需要測量直流電流霍爾電流傳感器或只是檢測臨界值,現(xiàn)在還沒有清晰的界定。

  在未來的太陽能設(shè)計(jì)中,該電流可能會予以補(bǔ)償,直流元件會通過測量交流電流的平均值來計(jì)算,這代表直流元件,因此,逆變器控制環(huán)路中所使用的電流傳感器直流偏移應(yīng)該盡可能的低,而且,應(yīng)避免由于逆變器IGBT切換延遲而產(chǎn)生的直流偏移或使其盡可能的小,該直流偏移可導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)分配變壓器產(chǎn)生飽和,為了減小這個直流偏移,正在開發(fā)新的逆變器拓?fù)浼夹g(shù)。

  HMS電流傳感器外形尺寸僅僅為16(長)x13.5(寬)x12(高)mm。

  而且,當(dāng)印刷電路板上用于電流測量的空間很緊張時,理想情況是將初級導(dǎo)體進(jìn)行集成,將這些模塊直接表面貼裝到印刷電路板上,從而降低制造成本,同時也避免混淆各種焊接工藝,除了外形尺寸小之外,HMS設(shè)計(jì)還實(shí)現(xiàn)了8mm漏電和間隙距離,通過一個600CTI對其塑料管殼進(jìn)行累積,使得HMS具有高隔離性能(測試隔離電壓:4.3kVRMS/50Hz/1分鐘)。

  可提供涵蓋標(biāo)稱交流,直流,脈沖和混合隔離電流測量的四種標(biāo)準(zhǔn)模塊,這些模塊可在寬至±3xIPN的測量范圍內(nèi)測量高達(dá)50kHz的5,10,15或20ARMS電流,四種模塊的機(jī)械設(shè)計(jì)相同,因此這些模塊可用于測量整個最終產(chǎn)品范圍的電流,增益和偏移為固定值并進(jìn)行了設(shè)定,因此,在lpn,輸出電壓等于輸入或輸出基準(zhǔn)電壓±0.625V.。

  設(shè)計(jì)與開環(huán)效應(yīng)技術(shù)共同使用的LEMASIC已經(jīng)用于改善性能,除了與傳統(tǒng)離散技術(shù)相比更寬的工作溫度范圍(-40到+85°C)之外,這些性能改善還包括更好的偏移和增益漂移以及線性度。

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