Hall Etkili Akım Sensörü Nedir?

A Hall etkisi akım sensörü Hall etkisi olgusunu kullanarak bir iletkenden geçen akımı ölçen elektronik bir cihazdır. Hall etkisi, Hall voltajı olarak bilinen bir voltaj farkının, akım akış yönüne dik bir manyetik alana maruz kalan bir iletken boyunca üretildiği fiziksel bir prensiptir. Hall etkili akım sensörleri, doğrudan elektrik kontağı gerektirmeden bir iletkenden akan akımın büyüklüğünü hassas bir şekilde ölçmek için bu olguyu kullanır.

Hall Etkisi Nedir?

Hall Etkisi ne zaman keşfedildi ve nasıl çalışıyor?

Hall etkisi, 1879 yılında Amerikalı fizikçi Hall tarafından keşfedilmiştir. Manyetik alandaki bir iletkenden akım geçtiğinde, iletkende akımın yönüne ve manyetik alanın yönüne dik bir potansiyel farkı oluşacaktır. Ve potansiyel farkın büyüklüğü, manyetik indüksiyonun dikey bileşeni ve akımın büyüklüğü ile orantılıdır. Yarı iletkenlerde Hall etkisi daha da belirgindir.

Hall etkisi esasen Lorentz kuvvetinin neden olduğu manyetik alan içinde hareket eden yüklü parçacıkların saptırılmasıdır. Yüklü parçacıklar (elektronlar veya delikler) katı bir malzeme içinde hapsedildiğinde, bu sapma, pozitif ve negatif yüklerin akıma ve manyetik alana dik yönde birikmesine yol açar ve böylece ilave bir enine elektrik alanı, yani Hall oluşur. elektrik alanı EH.
IS akımı N tipi veya P tipi Hall elemanından geçer, B manyetik alanının yönü IS akımının yönüne diktir ve manyetik alanın yönü içeriden dışarıya doğrudur. N tipi yarı iletkenler ve P tipi yarı iletkenler için oluşturulan yönler sol ve sağdaki Salonda gösterildiği gibidir. Elektrik alanı EH (buna göre Hall elemanının özellikleri değerlendirilebilir – N tipi veya P tipi).

Hall potansiyel farkı EH, taşıyıcıların yana kaymaya devam etmesini engeller. Taşıyıcıların maruz kaldığı enine elektrik alan kuvveti FE ve Lorentz kuvveti FB eşit olduğunda Hall elemanının her iki tarafındaki yük birikimi dinamik bir dengeye ulaşır.
Çünkü:
FE=eEH, FB=evB,
Öyleyse:
eEH=eVB (1)
Numunenin genişliğinin b, kalınlığının d ve taşıyıcı konsantrasyonunun n olduğunu varsayalım:
IS=nevbd (2)
Formül (1) ve (2)'den şunu elde edebiliriz:
Hall potansiyel farkı UH=EHb=(1/ne)(ISB/d)=RH(ISB/d)
RH=1/ne, malzemenin Hall etkisinin gücünü yansıtan önemli bir parametre olan malzemenin Hall katsayısıdır.
Sabit bir Hall elemanı için d kalınlığı sabittir ve KH, Hall elemanının Hall katsayısıdır ve şu şekilde elde edilebilir:
UH=KHISB (3)
Yani: Hall potansiyel farkı UH, akım IS ve manyetik indüksiyon B ile orantılıdır.

Hall Etkisi Uygulamaları

Hall etkisini kullanarak anahtar sensörleri ve doğrusal sensörler yapılabilir. Anahtar tipi Hall sensörleri konum, yer değiştirme ve hız ölçümünde, lineer Hall sensörleri ise manyetik alan, akım ve gerilim ölçümünde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Son yıllarda, güç frekansı olmayan ve sinüzoidal olmayan özelliklere sahip değişken frekanslı elektriğin ölçümüne yönelik artan bir talep vardır. Elektromanyetik transformatörlerin dar frekans uygulama aralığı nedeniyle, Hall voltajı ve akım sensörlerinin uygulanabilir frekans bantları geniştir ve DC ölçümü için kullanılabilir, pazar beklentisi geniştir.
Ancak karmaşık bir elektromanyetik ortamda değişken frekans gücünün doğru ölçümü için Hall sensörünün manyetik alana duyarlılığı nedeniyle uygulamaya özel dikkat gösterilmesi gerekmektedir. Ayrıca Hall voltaj ve akım sensörleri esas olarak kontrol amacıyla voltaj ve akım ölçümü için kullanıldığından, üreticiler genellikle güç ölçümü için kritik olan açı farkı göstergelerini sağlamazlar. Doğru güç ölçümü gerektiren durumlarda bunları dikkatli kullanın.
Ulusal Frekans Dönüşüm Güç Ölçüm Cihazı Metroloji İstasyonu, bazı yaygın Hall voltaj ve akım sensörleri türleri üzerinde anlık kontroller gerçekleştirdi. 50Hz'de açı farkı indeksi, 0,2 seviyeli elektromanyetik transformatörün 10''una kıyasla 20'~240' arasındadır. Başka bir deyişle açısal fark indeksi zayıftır ve güç faktörünün düşük olduğu durumlarda güç ölçümünün doğruluğu üzerinde büyük etkisi vardır.

Hall Etkisi Akım Sensörleri Nasıl Çalışır ve Çeşitleri

Hall Etkili Akım Sensörlerinin Özeti

Hall akım sensörleri açık döngü ve kapalı döngü tiplerini içerir. Yüksek hassasiyetli Hall akım sensörlerinin çoğu kapalı döngüdür. Kapalı döngü Hall akım sensörü, manyetik denge Hall ilkesine, yani kapalı döngü ilkesine dayanmaktadır. Birincil akım IP ürettiğinde Manyetik akı, yüksek kaliteli manyetik çekirdek aracılığıyla manyetik devrede yoğunlaştırılır, Hall elemanı manyetik akıyı tespit etmek için hava boşluğuna sabitlenir ve ters kompanzasyon akımı çok turlu çıkış yoluyla verilir. Birincil tarafta IP oluşumunu dengelemek için kullanılan manyetik çekirdek üzerine bobin sarılır. Manyetik akı, böylece manyetik devredeki manyetik akı her zaman sıfırda tutulur. Özel bir devre tarafından işlendikten sonra sensörün çıkış terminali, birincil tarafın akımını doğru bir şekilde yansıtan bir akım değişikliğinin çıktısını verebilir.

Hangzhi Hassas Hall Etkisi Akım Sensörlerinin değiştirilmesi

Hall Etkili Akım Sensörleri Nasıl Çalışır?

Açık Döngü Hall Etkisi Akım Sensörleri

Birincil akım IP'si uzun bir telden aktığında, telin etrafında bir manyetik alan oluşturulacaktır. Bu manyetik alanın büyüklüğü telden geçen akımla orantılıdır. Üretilen manyetik alan manyetik halkada toplanır ve manyetik halkanın hava boşluğundan geçer. Hall elemanı çıkışı ölçer ve güçlendirir ve çıkış voltajı VS, birincil akım IP'sini doğru bir şekilde yansıtır. Genel nominal çıkış 4V'a kalibre edilmiştir.

Manyetik Denge (Kapalı Çevrim) Hall Etkisi Akım Sensörleri

Manyetik denge akım sensörü aynı zamanda dengeleme sensörü olarak da adlandırılır; yani, manyetik toplama halkasındaki birincil akım Ip tarafından oluşturulan manyetik alan, ikincil bobin akımı tarafından üretilen manyetik alan tarafından telafi edilir ve dengeleme akımı Is, akımı doğru bir şekilde yansıtır. birincil akım Ip, böylece Hall cihazını sıfır manyetik akıyı tespit edecek şekilde çalışma durumuna getirin.

Spesifik çalışma süreci şu şekildedir: Ana devreden bir akım geçtiğinde, tel üzerinde üretilen manyetik alan, manyetik halka tarafından toplanır ve Hall cihazına indüklenir ve üretilen sinyal çıkışı, güç tüpünü tahrik etmek ve bunu yapmak için kullanılır. davranış, böylece bir tazminat Akımı elde edilir. Bu akım, ölçülen akımın ürettiği manyetik alanın tam tersi olan bir manyetik alan oluşturmak için çok turlu sargıdan geçer, böylece orijinal manyetik alanı telafi eder ve Hall cihazının çıkışını kademeli olarak azaltır. Ip ile dönüş sayısı çarpılarak oluşturulan manyetik alan eşit olduğunda Is artık artmayacaktır. Şu anda Hall cihazı sıfır manyetik akıyı gösterme rolünü oynuyor. Şu anda Ip, Is tarafından test edilebilir. Ip değiştiğinde denge bozulur ve Hall cihazında sinyal çıkışı olur, yani tekrar dengeyi sağlamak için yukarıdaki işlem tekrarlanır. Ölçülen akımdaki herhangi bir değişiklik bu dengeyi bozacaktır. Manyetik alanın dengesi bozulduğunda Hall cihazında bir sinyal çıkışı bulunur. Güç yükseltildikten sonra, dengesiz manyetik alanı telafi etmek için sekonder sargıdan hemen karşılık gelen bir akım akar. Manyetik alan dengesizliğinden tekrar dengeye gelmesi için gereken süre teorik olarak 1μs'den azdır, bu da dinamik bir denge sürecidir. Bu nedenle, makro açıdan bakıldığında, ikincil dengeleme akımının amper-dönüşleri, herhangi bir zamanda ölçülen birincil akımın amper-dönüşlerine eşittir.

Kapalı döngü Hall akım sensörü ile açık döngü Hall akım sensörü arasındaki temel fark

A. Bant genişliği farkı
Mikroskobik açıdan konuşursak, hava aralığındaki manyetik alan her zaman sıfır akıya yakın bir şekilde değişir. Manyetik alan çok az değiştiği için frekansın değişmesi daha hızlı olabilir. Bu nedenle kapalı döngü Hall akım sensörünün tepki süresi hızlıdır. Gerçek kapalı döngü Hall akım sensörünün bant genişliği genellikle 100 kHz'in üzerine çıkabilir. Açık döngü Hall akım sensörünün bant genişliği genellikle dardır, örneğin: ortak açık döngü Hall akım sensörünün bant genişliği yaklaşık 3 kHz'dir.
B. Kesinlik farkı
Açık döngü Hall akım sensörünün sekonder tarafının çıkışı, manyetik çekirdeğin hava boşluğundaki manyetik indüksiyon yoğunluğu ile orantılıdır ve manyetik çekirdek, yüksek manyetik geçirgenliğe sahip malzemelerden yapılmıştır. Doğrusal olmayan ve histerezis etkileri tüm yüksek manyetik geçirgenliğe sahip malzemelerin doğal özellikleridir. Bu nedenle, açık döngü Hall akım sensörü genellikle zayıf bir doğrusallık açısına sahiptir ve birincil yan sinyal yükselip düştüğünde ikincil tarafın çıkışı farklı olacaktır. Açık döngü Hall akım sensörünün doğruluğu genellikle 1%'den daha kötüdür. Kapalı döngü Hall akım sensörü sıfır akı durumunda çalıştığından, manyetik çekirdeğin doğrusal olmama ve histerezis etkisi çıkışı etkilemeyecek ve daha iyi doğrusallık ve daha yüksek hassasiyet elde edilebilecektir. Kapalı döngü Hall akım sensörünün doğruluğu genellikle 0,2%'ye ulaşabilir.

Hall etkisi akım sensörünün ana teknik parametreleri

Hall akım sensörünün güç kaynağı voltajı VA

Sensör güç kaynağı voltajı VA, sensör tarafından belirlenen aralıkta olması gereken, akım sensörünün güç kaynağı voltajını ifade eder. Bu aralığın ötesinde sensör normal şekilde çalışamaz veya güvenilirliği azalır. Ayrıca sensörün güç kaynağı voltajı VA, pozitif güç kaynağı voltajı VA+ ve negatif güç kaynağı voltajı VA- olarak bölünür. Tek fazlı güç kaynağına sahip sensörler için, güç kaynağı voltajının (VAmin) iki fazlı güç kaynağı voltajının (VAmin) iki katı olduğu, dolayısıyla ölçüm aralığının çift güç sensörlerininkinden daha yüksek olması gerektiği unutulmamalıdır.

Ölçüm aralığı Ipmaks

Akım sensörü tarafından ölçülebilen maksimum akım değerini ifade eder ve ölçüm aralığı genellikle standart nominal değer IPN'den yüksektir.

Standart nominal değer IPN ve nominal çıkış akımı ISN

IPN, mevcut sensörün test edebileceği, etkin değer (Arms) cinsinden ifade edilen standart nominal değeri ifade eder ve IPN'nin boyutu, sensör ürününün modeliyle ilişkilidir. ISN, akım sensörünün nominal çıkış akımını ifade eder, genellikle 10~400mA, elbette bazı modellere göre değişebilir. Çıkış akımı ölçüm direnci R'den geçerse, birincil akımla orantılı birkaç voltluk bir voltaj çıkış sinyali elde edilebilir.

Mevcut ISO'yu dengele

Ofset akımı, esas olarak elektronik devrelerdeki Hall elemanlarının veya işlemsel yükselteçlerin dengesiz çalışma durumundan kaynaklanan artık akım veya artık akım olarak da adlandırılır. Akım sensörü üretildiğinde 25°C ve IP=0'da ofset akımı minimuma ayarlanmıştır ancak sensör üretim hattından çıktığında belli miktarda ofset akımı üretecektir.

Doğrusallık

Doğrusallık, ölçüm aralığı dahilinde sensör çıkış sinyalinin (ikincil taraf akımı I0) giriş sinyaliyle (birincil taraf akımı I) orantılı olma derecesini belirler.

sıcaklık kayması

Ofset akımı ISO 25°C'de hesaplanır. Hall elektrotunun etrafındaki ortam sıcaklığı değiştiğinde ISO değişecektir. Bu nedenle, IOT'nin mevcut sensör performans tablosundaki sıcaklık kayması değerini ifade ettiği ofset akımı ISO'daki maksimum değişikliğin dikkate alınması önemlidir.

Aşırı yük kapasitesi

Akım sensörünün aşırı yük kapasitesi, aşırı akım meydana geldiğinde birincil akımın ölçüm aralığının dışında artacağı ve aşırı yük akımının süresinin çok kısa olabileceği ve aşırı yük değerinin sensörün izin verilen değerini aşabileceği anlamına gelir. . Genellikle ölçülemez ancak sensöre zarar vermez.

kesinlik

Hall etkisi sensörlerinin doğruluğu standart akım değeri IPN'ye bağlıdır. +25°C'de sensörün ölçüm doğruluğunun birincil akım üzerinde belirli bir etkisi vardır ve sensörün doğruluğu değerlendirilirken ofset akımının, doğrusallığın ve sıcaklık kaymasının etkisi de dikkate alınmalıdır.

Hall Etkisi Akım Sensörlerinin Uygulamaları

Son yıllarda otomasyon sistemlerinde çok sayıda yüksek güçlü transistör, redresör ve tristör kullanılmış ve AC frekans dönüşüm hızı regülasyonu ve darbe genişliği modülasyon devreleri yaygın olarak kullanılmıştır, böylece devre artık sadece geleneksel 50'den fazla değildir. -döngü sinüs dalgası ve çeşitli farklı türde sinüs dalgaları ortaya çıkmıştır. dalga biçimi. Bu tür bir devre için, geleneksel ölçüm yöntemi gerçek dalga biçimini yansıtamaz ve akım ve gerilim algılama bileşenleri, orta-yüksek frekans ve yüksek di/dt akım dalga biçiminin algılanması ve tespiti için uygun değildir.
Rasgele dalga formlarının akımını ve voltajını ölçebilen Hall etkisi sensörleri. Çıkış terminali, giriş terminali akımının veya voltajının dalga biçimi parametrelerini gerçekten yansıtabilir. Hall etkili sensörlerdeki büyük sıcaklık kaymasının ortak dezavantajını hedefleyerek, kontrol için sıcaklığın ölçüm doğruluğu üzerindeki etkisini etkili bir şekilde azaltan ve doğru ölçümü sağlayan bir dengeleme devresi kullanılır; yüksek hassasiyet, uygun kurulum ve düşük fiyat özelliklerine sahiptir.
Hall etkisi sensörleri, frekans dönüşüm hızı kontrol cihazlarında, invertör cihazlarında, ups güç kaynaklarında, iletişim güç kaynaklarında, elektrikli kaynak makinelerinde, elektrikli lokomotiflerde, trafo merkezlerinde, CNC takım tezgahlarında, elektrolitik kaplamada, mikro bilgisayar izlemede, elektrik şebekesi izlemede ve diğer tesislerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Akımı ve voltajı izole etmeniz ve tespit etmeniz gerekir.

Hall akım sensörleri, özellikle kapalı döngü Hall akım sensörleri, geniş frekans bandı, AC ve DC karakteristikleri ve manyetik doygunluğun kolay olmaması nedeniyle endüstriyel ölçüm ve kontrol alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak Hall akım sensörlerinin bazı dezavantajları da vardır:
1. Elektromanyetik akım transformatörüyle karşılaştırıldığında ikincil akımı küçüktür ve parazit önleme yeteneği nispeten zayıftır;
2. Çevresel manyetik alanın etkisine duyarlıdır, ölçüm doğruluğunu azaltır;
3. Genellikle açısal fark indeksi sağlanmaz ve güç ölçümü için kullanıldığında sistem hatasının kaynağı izlenemez.
Hall akım sensörlerinin genellikle güç ölçümü gerektirmeyen veya yüksek hassasiyet gerektirmeyen kontrol amacıyla kullanılması tavsiye edilir; Güç frekansı sinüzoidal devrelerinin güç ölçümü veya enerji ölçümü için elektromanyetik akım transformatörleri önerilir.

Hall Akımı Sensörlerinin Uygulamaları - Diğer Algılama Bileşenleriyle Karşılaştırma

Geçmişte akımı tespit etmek için yaygın olarak kullanılan bileşenler şöntler ve akım transformatörleriydi.
Şönt kullanmanın en büyük sorunu giriş ve çıkış arasında galvanik izolasyonun olmamasıdır. Ek olarak, yüksek frekanslı veya büyük akımı tespit etmek için bir şönt kullanıldığında, bu kaçınılmaz olarak endüktiftir, dolayısıyla şantın bağlantısı yalnızca ölçülen akım dalga formunu etkilemez, aynı zamanda sinüzoidal olmayan dalga formlarını da gerçekten iletemez.
Akım trafosu belirlenen çalışma frekansı altında yüksek doğruluğa sahiptir ancak uyum sağlayabileceği frekans aralığı çok dardır, özellikle DC iletemez. Ayrıca akım trafosu çalışırken bir uyarma akımı vardır, dolayısıyla endüktif bir elemandır ve şönt ile aynı dezavantajlara sahiptir.

Hall akım sensörünün uygulanması - dikkat edilmesi gereken konular

Geleneksel akım sensörleri gibi, genel Hall akım sensörleri de pozitif (+), negatif (-), ölçüm terminali (M) ve toprak (0) olmak üzere dört pime sahiptir, ancak kablolu hat akım sensörlerinde bu dört pim yoktur. ancak sırasıyla pozitif kutba, negatif kutba, ölçüm terminaline ve toprağa karşılık gelen kırmızı, siyah, sarı ve yeşilden oluşan üç kablo vardır. Aynı zamanda çoğu sensörde bir iç delik bulunur ve birincil akımı ölçerken telin iç delikten geçmesi gerekir. Açıklığın boyutunun ürün modeli ve ölçülen akımın boyutu ile kaçınılmaz bir ilişkisi vardır.

Akım sensörünün tipi ne olursa olsun, kurulum sırasında pinlerin kablolaması kılavuzda belirtilen şartlara göre yapılmalıdır.

1) Alternatif akımı ölçerken iki kutuplu bir güç kaynağının kullanılması zorunludur. Yani sensörün pozitif kutbu (+) güç kaynağının “+VA” terminaline, negatif kutbu ise güç kaynağının “-VA” terminaline bağlanır. Bu bağlantıya bipolar güç kaynağı denir. Aynı zamanda ölçüm terminali (M), bir direnç (tek parmak sıfır manyetik akı tipi) aracılığıyla güç kaynağının “0V” terminaline bağlanır.
2) DC akımı ölçerken, tek kutuplu veya tek fazlı bir güç kaynağı kullanılabilir, yani pozitif kutup veya negatif kutup "0V" terminali ile kısa devre yapılır, böylece yalnızca bir elektrot bağlanır.

Ayrıca kurulum sırasında ürünün kullanımı, modeli, serisi ve kurulum ortamı da tamamen dikkate alınmalıdır. Örneğin sensör, ısı dağılımına elverişli bir yere kurulmalıdır.
Test doğruluğunu sağlamak için kablolama, anlık kalibrasyon ve kalibrasyon kurulumu ve sensörün çalışma ortamına dikkat etmenin yanı sıra aşağıdaki hususlara da dikkat etmelisiniz:

1) Birincil kablo, sensörün iç deliğinin merkezine yerleştirilmeli ve mümkün olduğunca eğilmemelidir;
2) Sensörün iç deliğini ana kabloyla, boşluk bırakmadan mümkün olduğunca tamamen doldurun;
3) Ölçülecek akım, sensörün standart nominal IPN değerine yakın olmalı ve fark çok büyük olmamalıdır. Koşullar sınırlıysa, elinizde yüksek anma değerine sahip tek bir sensör vardır ve ölçülecek akım değeri, anma değerinden çok daha düşüktür. Ölçüm doğruluğunu artırmak amacıyla, birincil tel, nominal değere yakın hale getirilecek şekilde birkaç kez sarılabilir. Örneğin, 10A'lık bir akımı ölçmek için nominal değeri 100A olan bir sensör kullanıldığında, doğruluğu artırmak için birincil kablo, sensörün iç deliğinin merkezi etrafına on kez sarılabilir (genel olarak, NP=1; iç delikteki bir dairede, NP= 2;…;Dokuz daire, NP=10, ardından NP×10A=100A sensörün nominal değerine eşittir, bu da doğruluğu artırabilir).

Hall akım sensörü manyetik doygunluk yaşayacak mı?

manyetik doyma olgusu nedir?

Ferromanyetik veya ferrimanyetik bir madde, manyetik alan kuvvetinin artmasıyla manyetik polarizasyonun veya mıknatıslanmanın önemli ölçüde artmadığı bir durumdadır.
Manyetik geçirgen malzemenin fiziksel yapısının sınırlı olması nedeniyle geçen manyetik akı sonsuza kadar artamaz. Akımı veya sarım sayısını ne kadar artırırsanız artırın, belirli bir hacimdeki manyetik geçirgen malzemeden geçen manyetik akı artık belirli bir miktara artmayacak ve manyetik doygunluğa ulaşacaktır. .
Diyelim ki bir elektromıknatıs var, birim akım uygulandığında oluşan manyetik alan kuvveti 1, akım 2’ye çıktığında manyetik alan kuvveti 2,3’e çıkıyor, akım 5 olduğunda manyetik alan kuvveti 7 oluyor, ancak akım 6'ya ulaşır. Manyetik alan kuvveti hala 7 iken, akım daha da artırılırsa manyetik alan kuvveti 7 olur ve artık artmaz. Şu anda elektromıknatısın manyetik doygunluğa sahip olduğu söyleniyor.

Manyetik doygunluk tehlikeleri

Hall akım sensörünün iç kısmı manyetik geçirgenliği yüksek malzemeler içerir. Manyetik geçirgenliği yüksek malzemeler manyetik olarak doyurulduktan sonra, sensörün ikincil akımı (veya voltajı) artık birincil akımın değişmesine göre değişmeyecek, bu da ölçüm hatalarına veya ikincil devrenin koruma arızalarına neden olacaktır. Geçici manyetik doygunluk ayrıca manyetik iletken malzemenin aşırı ısınmasına neden olabilir ve Hall akım sensörünün birincil devresi ile ikincil devresi arasındaki izolasyona zarar vererek ekipmanı ve kişisel güvenliği tehlikeye atabilir.

Hall akım sensörü manyetik doyma sorunu

Birçok Hall akım sensörü üreticisi, teknik malzemelerinde Hall akım sensörlerinin önemli bir avantajı olarak manyetik doygunluğun bulunmamasını da desteklemektedir. Hall akım sensörünün manyetik doygunluğunun bulunmaması, Hall akım sensörünün neredeyse uygulanmasından bu yana yaygın olarak tanınan ana avantajlarından biridir.
Gerçek bu mu?
Aslında Hall akım sensörü, Hall akım sensörünün belirli koşullar altında manyetik olarak doyuma ulaşacağını zaten belirleyen doğrusal olmayan bir manyetik çekirdek içerir!

Açık Döngü Hall Akım Sensörünün Manyetik Doyum Problemi

Aşağıdaki şekil, tüm yüksek manyetik geçirgenliğe sahip malzemelerin tipik mıknatıslanma eğrisinin şematik bir diyagramıdır:

Şekilde Oa' başlangıçtaki doğrusal olmayan bölümdür, a'a” doğrusal bölümdür ve a”a doyum bölgesidir. Hepimizin bildiği gibi, ister açık çevrim Hall akım sensörü olsun, ister elektromanyetik transformatör olsun, daha iyi ölçüm sonuçları elde etmek için çalışma aralığı olarak mıknatıslanma eğrisinde daha iyi doğrusallığa sahip bir bölüm kullanılacaktır. Başka bir deyişle, manyetik indüksiyon doğrusal bölgede belirli bir aralığı aştığı sürece manyetik doyum meydana gelecektir.
Elektromanyetik transformatörle karşılaştırıldığında, açık döngü Hall akım sensörünün manyetik doygunluğunun tek bir nedeni vardır, yani birincil akım yeterince büyüktür.
Hall akım sensörünün avantajı ve aynı zamanda açık döngü Hall akım sensörünün manyetik doyma özelliği olan düşük akım frekansı nedeniyle manyetik doygunluğa neden olmayacaktır.
Buna karşılık, elektromanyetik transformatörün de bir avantajı vardır, yani ikincil yük yeterince küçüktür, çok fazla aşırı yük olsa bile manyetik doygunluk oluşmaz.

Kapalı Döngü Hall Akım Sensörünün Manyetik Doyum Problemi

Açık çevrim Hall akım sensörünün manyetik doyum problemi nispeten basittir. Buna karşılık, kapalı devre Hall akım sensörünün manyetik doyma sorunu anlaşılmaz görünüyor çünkü kapalı devre Hall akım sensörü normal çalıştığında manyetik çekirdekteki manyetik akı sıfırdır. sıfır manyetik akı altında doğal olarak doygun olmayacaktır.
Ancak bu ancak normal çalışma koşullarında mümkün olacaktır!
Aslında elektromanyetik akım trafosu veya açık çevrim Hall akım sensörü manyetik doyma sorunu aşırı yük, düşük frekans, ağır yük gibi anormal çalışma koşullarında oluşsa bile normal çalışma koşullarında oluşmayacaktır. Manyetik doygunluk!
Kapalı devre Hall akım sensörünün çalışma prensibinden, ikincil taraf dengeleme sargısı tarafından oluşturulan manyetik alanın, birincil yan iletken tarafından oluşturulan manyetik alanı dengeleyebileceği varsayımına dayanarak sıfır manyetik akının oluşturulduğu görülebilir. Peki kapalı devre Hall akım sensörü bu sıfır akıyı her koşulda koruyabilir mi?

Belli ki değil!
A. Sensöre güç verilmediğinde, ikincil taraf dengeleme sargısı akım üretmez. Şu anda kapalı döngü Hall akım sensörü, açık döngü Hall akım sensörüne eşdeğerdir. Birincil akım yeterince büyük olduğu sürece manyetik doyum meydana gelecektir.
B. Normal güç kaynağı, ancak birincil akım çok büyük. Bunun nedeni, ikincil dengeleme sargısının üretebileceği akımın sonuçta sınırlı olmasıdır. Birincil akımın ürettiği manyetik alan, ikincil dengeleme sargısının oluşturabileceği maksimum manyetik alandan daha büyük olduğunda, manyetik denge bozulur ve manyetik çekirdekten bir manyetik alan geçer. Akım artmaya devam ettiğinde manyetik çekirdekteki manyetik alan da artar. Birincil akım yeterince büyük olduğunda, kapalı döngü Hall akım sensörü manyetik doyum durumuna girer!
Elektromanyetik akım transformatörleri ve açık döngü Hall akım sensörleri ile karşılaştırıldığında, kapalı döngü Hall akım sensörlerinin manyetik doygunluğunun oluşma olasılığı daha düşüktür, ancak bu gerçekleşmeyeceği anlamına gelmez. Yanlış kullanım veya uzun süreli aşırı yükleme de manyetik doygunluğa neden olabilir.

Hangzhi Şirketi

Kalite Sertifikaları

Ortaklar

Hangzhi haberleri

Fluxgate Akım Transdüserleri

Hassas Enerji, Akım Test Cihazları

Fluxgate Gerilim Transdüserleri

SSS ve Bilgi Merkezi

Durum çalışmaları

Büyük kapasiteli fotovoltaik invertörün akım testinde yüksek akım sensörünün uygulanması

Akım Sensörünün Vakum Kaplama Makinasında Uygulanması

Rüzgar enerjisi üretimi test tezgahında yüksek akım sensörünün uygulanması

Pil test ekipmanı için uygulanan Hangzhi AIT Fluxgate akım sensörü

Hangzhi AIT Fluxgate akım sensörü, MRI görüntülerinin netliğini artırdı

Hangzhi PIU DC Akım Ölçer, Lityum Pil Şarj Etme ve Boşaltma Test Ekipmanı İçin Test Prosedürünü Geliştirdi

İndirilenler