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细说电流传感器和互感器!
- 2021-04-27-

细说电流传感器和互感器!

       通常,电流传感器/互感器将大电流转换为小电流,以便于测量和隔离。根据变换原理,一般采用基于电磁感应、霍尔效应和磁通门技术的电流传感器/变压器。

一、电流传感器

       电流传感器与低、高匝数变压器相似。如果原电流与匝数之比为反比,那么在理想情况下,转换率表示为原额定电流,如300A/5A,表明待测电流为300A额定电流和5A输出电流。变压器原卷存在漏电、电阻、励磁电流、铁芯磁化曲线等非线性问题,造成变压器比值和相位误差。标准变的精度一般在0.1~1级。从互感器原理可知,DC电流是不可测的。常用的工频测量方法,工频参数精度高,带宽窄,不适合谐波分析和非正弦测量。使用电流传感器时,要注意不能发生二次断开,否则会产生高压,危害人身和设备的安全。

二、电流钳。

      本电流钳的铁芯分为两部分,避免了断开测试电路,便于测量,适用范围广。电磁感应和霍尔效的原理应该是两个。

      电流钳类似于电磁感应变换器,它把铁芯分成两个部分,在闭合时,两个铁芯需要紧密地连接。有的电流钳次级连接电阻输出为电压信号,而无内阻输出为电流信号。因为磁极铁心闭合不良,电流钳的精度往往低于变压器。电磁传感器只能测量交流电流。

      该电流钳将霍尔元件插入铁芯中,根据霍尔效应,产生气隙。利用霍尔元件测量气隙的磁感应强度,按照控制器的控制方式,将其分为开环和闭环两类。开环型霍尔元件,其输出电压与测试电流成正比。闭环霍尔采用零磁通技术,铁心内装有补偿线圈。在被测电流产生磁通时,霍尔元件检测磁芯中的磁感应强度,并把误差电压的负反馈转换成电流驱动补偿线圈,从而消除磁芯中的磁通。补偿线圈产生的电流与它产生的方向相反。补偿线圈的电流大小可由匝数比来计算。

      DC和交流电流钳分别采用开环和闭环电流钳;因开环霍尔受芯非线性元件温度特性,导致精度和线性较差,但成本较低。闭环霍尔对元件的线性依赖很小,铁心工作于零磁通,所以精度比开环高。但这种电流钳有一个问题,就是活动芯闭合不理想,大约为0.1%,可以达到1%。变频元件需要提供工作电压,所以需要供电两种类型的电流钳,而闭环变频元件需要驱动补偿线圈。