Cảm biến dòng điện Hall loại mở trong một nhà máy ở Nga

Tóm tắt: Theo nguyên lý, đặc điểm và phương thức lắp đặt của cảm biến dòng điện Hall loại mở, phân tích ứng dụng của cảm biến dòng điện Hall loại mở trong hệ thống chuyển đổi và phân phối của nhà máy nhằm đưa ra giải pháp cho người sử dụng. để thực hiện nhanh chóng việc phân phối thông minh của hệ thống DC.

1. Khái quát chung

Hệ thống phân phối DC thường bao gồm nguồn điện chuyển mạch tần số cao và pin, được sử dụng để cung cấp nguồn điện DC đáng tin cậy cho các thiết bị điều khiển, tín hiệu, rơle và tự động, chiếu sáng tai nạn, v.v. trong hệ thống DC. Nó có yêu cầu cao về độ tin cậy, ổn định và chất lượng cung cấp điện. Do đó, trong hệ thống DC của Nga, chúng tôi đã kết hợp đồng hồ phân phối DC Hall được sử dụng. Trong quá trình chuyển đổi hệ thống DC, không có sự cố mất điện và việc chuyển đổi kỹ thuật gặp khó khăn và cảm biến dòng điện Hall hoặc shunt đóng truyền thống không thể giải quyết được vấn đề. Do đó, cảm biến dòng điện Hall mở có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề đo dòng điện một chiều trong dự án chuyển đổi, nhằm đảm bảo quá trình chuyển đổi vận hành an toàn mà không bị mất điện.

2. Thiết kế sản phẩm

2.1 Đặc điểm cấu trúc

Cảm biến dòng Hall miệng mở được phát triển trên cơ sở cảm biến dòng Hall miệng kín truyền thống. Nó có cấu trúc mới lạ và ngoại hình đẹp. Toàn bộ bao gồm vỏ, lõi sắt, bảng mạch lấy mẫu và nhựa cố định. Chất liệu vỏ được làm bằng hợp kim PC/ABS, có đặc tính chịu nhiệt độ cao, độ bền cơ học cao và bảo vệ môi trường. Lõi được làm bằng tấm thép silicon liên kết nguội định hướng, có đặc tính hoạt động ổn định, độ bền cơ học cao và độ dẫn từ cực cao. Thiết bị đầu cuối có thể cắm màu xanh lá cây được sử dụng cho bảng mạch và hệ thống dây điện bên ngoài, thuận tiện và đáng tin cậy cho hệ thống dây điện tại chỗ.

Cấu trúc cụ thể được hiển thị trong Hình 1 và 2. Hình dáng bên ngoài của sản phẩm áp dụng thiết kế tách rời. Hình 1 là đường vòng, thích hợp để đi qua hệ thống DC khi bus chính là cáp. , Hình 2 đường chuyền vuông, thích hợp cho hệ thống DC khi bus chính là thanh đồng. Theo phạm vi đo của yêu cầu dòng điện sơ cấp và độ thủng, có thể chọn loại sản phẩm tương ứng. Loạt cảm biến này có thể đo phạm vi hiện tại từ 20A ~ 20000A, hình dạng chính của phi 20, 40, 60, 64*16, 85*27, 104*36, 140*50 và các thông số kỹ thuật khác, như trong Hình 3 , thích hợp cho các ứng dụng khác nhau.

Hình 1 mẫu đường chuyền tròn

Hình 2 Mẫu đường chuyền vuông

Hình 3 Cảm biến dòng Hall loại mở dòng AHKC

2.2 Nguyên lý làm việc

Cảm biến dòng điện hội trường dựa trên hiệu ứng hội trường, nguyên lý cảm ứng điện từ, thiết kế cảm biến, theo nguyên lý có thể chia thành chế độ vòng hở (thẳng) và chế độ vòng kín (loại cân bằng từ), cảm biến dòng điện hội trường mở là loại truyền thống vòng hở (thẳng) được cải tiến trên cơ sở cảm biến Hall, khác với lõi đơn truyền thống, sảnh thiết kế chip đơn, Để thiết kế cấu trúc phân chia, lõi sắt được tách ra và lắp đặt đối xứng. Phần cứng sử dụng đầu vào vi sai bổ sung song song của chip Hall đôi. Nguyên lý hoạt động của cảm biến Hall loại mở được thể hiện trên hình 4:

Hình 4 Sơ đồ cảm biến Hall mở

Khi dòng điện IP phía sơ cấp chạy qua một dây dẫn dài sẽ tạo ra một từ trường xung quanh dây, độ lớn của từ trường và tỉ lệ với dòng điện qua dây, từ trường tập trung thành hình tròn, qua hai phần tử hội trường trong phép đo khe hở không khí hình tròn, thay vào đó, hai dấu phần tử hội trường được đặt trong cùng một trường, tín hiệu đầu ra với các đặc tính bổ sung của điện áp đầu ra bằng đầu ra bộ khuếch đại vi sai, Không chỉ có thể triệt tiêu nhiễu chế độ chung mà còn ảnh hưởng của sự trôi dạt nhiệt độ, đầu ra điện áp VS phản ánh chính xác IP hiện tại phía ban đầu. Đầu ra định mức chung được hiệu chỉnh thành DC±5V hoặc DC4-20mA.

2.3 Lắp đặt sản phẩm

Lấy sản phẩm có lỗ vuông làm ví dụ, như trong Hình 5, mở vít gắn của cảm biến dòng điện Hall loại mở và tháo phần thân dưới của cảm biến. Phần thân trên của cảm biến dòng điện Hall loại mở được tải vào bus chính của hệ thống phân phối và phần thân dưới của cảm biến được đóng lại. Các ốc vít và miếng đệm của cảm biến đi qua các lỗ cố định của phần thân trên và phần dưới, phần thân trên và phần dưới của cảm biến được cố định với nhau.

Nếu có thể lắp đặt tắt nguồn tại chỗ, có thể mở hai lỗ ren tương ứng trên tấm đồng theo yêu cầu về khoảng cách cảm biến và cảm biến được cố định trên lỗ ren của thanh cái thông qua lỗ cố định lắp phía sau để hoàn thành lắp đặt cảm biến; Nếu địa điểm yêu cầu lắp đặt điện liên tục, miếng cao su hỗ trợ có thể được nhúng giữa vỏ và tấm đồng để đảm bảo cảm biến có thể hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện rung. Toàn bộ quá trình cài đặt tương đối nhanh chóng và đơn giản.

Hình 5 Sơ đồ lắp đặt sản phẩm

2.4 Ưu điểm của cảm biến Hall loại mở

So với phương pháp đo dòng điện một chiều truyền thống thường được áp dụng bởi shunt hoặc máy biến áp, cảm biến Hall loại mở có những ưu điểm sau:

1) Độ bền cách điện cao của phía sơ cấp và phía thứ cấp, cách ly lên đến AC 12KV;

2) Không mất chèn;

3) Hiệu suất động tốt: thời gian đáp ứng nhỏ hơn 20uS và tốc độ theo dõi Di /dt cao hơn 20A/ uS

4) Không cần phải tháo rời cáp hoặc bus bên gốc trong quá trình lắp đặt. Nó đặc biệt thích hợp cho việc chuyển đổi và xây dựng các thiết bị không được phép mất điện.

3. Ứng dụng sản phẩm

Cảm biến dòng điện Hall mở chủ yếu được sử dụng trong chuyển đổi hệ thống phân phối DC trong các nhà máy, chẳng hạn như chuyển đổi hệ thống điện DC trong nhà máy điện, chuyển đổi hệ thống DC trong trạm biến áp, chuyển đổi phòng thông tin liên lạc, chuyển đổi đầu máy đường sắt và các dự án khác. Nó có thể chuyển đổi tín hiệu dòng điện DC cạnh trung tâm của hệ thống thành đầu ra DC± 5V hoặc 4-20mA tiêu chuẩn. Nó đóng vai trò giám sát và cách ly điện, và có thể được sử dụng với các dụng cụ giám sát nhiều vòng hoặc các dụng cụ đo điện khác.

4. Kết luận

Cảm biến dòng điện Hall đầu hở đóng vai trò quan trọng trong ứng dụng hệ thống DC vì cấu trúc đơn giản, lắp đặt thuận tiện, vận hành tin cậy và khả năng ứng dụng tốt khác, đặc biệt là trong dự án cải tạo.