Sensor de corriente Hall de tipo abierto en una fábrica rusa

Resumen: De acuerdo con el principio, las características y el modo de instalación del sensor de corriente Hall de tipo abierto, se analiza la aplicación del sensor de corriente Hall de tipo abierto en el sistema de transformación y distribución de la fábrica, con el fin de brindar una solución para que los usuarios realicen la distribución inteligente del sistema de CC rápidamente.

1. Descripción general

Los sistemas de distribución de CC suelen estar compuestos por una fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia y una batería, que proporciona una alimentación de CC fiable para dispositivos de control, señalización, protección de relés, automatización, iluminación de accidentes, etc. Exigen altos requisitos de fiabilidad, estabilidad y calidad del suministro eléctrico. Por ello, en el sistema de CC ruso, hemos adaptado el medidor de distribución de CC Hall. Durante la transformación de un sistema de CC, no se producen cortes de energía, y la transformación de ingeniería es compleja, y el sensor de corriente Hall cerrado tradicional o el shunt no pueden solucionar el problema. Por lo tanto, el sensor de corriente Hall abierto puede utilizarse para resolver el problema de la medición de corriente CC en proyectos de transformación, garantizando así la operación segura del proceso de transformación sin cortes de energía.

2. Diseño del producto

2.1 Características estructurales

El sensor de corriente Hall de boca abierta se basa en el sensor tradicional de boca cerrada. Presenta una estructura innovadora y una estética atractiva. El conjunto consta de carcasa, núcleo de hierro, placa de circuito de muestreo y resina fija. La carcasa está hecha de aleación de PC/ABS, que ofrece resistencia a altas temperaturas, alta resistencia mecánica y protección ambiental. El núcleo está hecho de chapa de acero al silicio orientada y unida en frío, que ofrece un rendimiento estable, alta resistencia mecánica y una conductividad magnética extremadamente alta. El terminal enchufable verde se utiliza para la placa de circuito y el cableado externo, lo que resulta práctico y fiable para el cableado in situ.

La estructura específica se muestra en las figuras 1 y 2. El producto presenta un diseño dividido. La figura 1 muestra un paso circular, ideal para sistemas de CC con un bus primario de cable. La figura 2 muestra un paso cuadrado, ideal para sistemas de CC con un bus primario de barra de cobre. El tipo de producto se puede seleccionar según el rango de medición de la corriente primaria y los requisitos de perforación. Esta serie de sensores mide corrientes de 20 A a 20 000 A, con formas principales de phi 20, 40, 60, 64 x 16, 85 x 27, 104 x 36, 140 x 50 y otras especificaciones, como se muestra en la figura 3, lo que resulta adecuado para diversas aplicaciones.

Fig. 1 Patrón de pasada circular

Fig. 2 Patrón de pasada cuadrada

Figura 3 Sensor de corriente Hall de tipo abierto serie AHKC

2.2 Principio de funcionamiento

Sensor de corriente Hall basado en el efecto Hall y el principio de inducción electromagnética. Su diseño se divide en modo de lazo abierto (recto) y modo de lazo cerrado (equilibrio magnético). El sensor de corriente Hall abierto, de lazo abierto tradicional (recto), se ha mejorado con respecto al sensor Hall tradicional de un solo núcleo y chip. Para diseñar una estructura dividida, el núcleo de hierro se separa e instala simétricamente. El hardware utiliza una entrada diferencial complementaria en paralelo de chips Hall dobles. El principio del sensor Hall de tipo abierto se muestra en la Figura 4.

Fig. 4 Diagrama esquemático del sensor Hall abierto

Cuando la corriente primaria IP fluye a través de un cable largo, se genera un campo magnético a su alrededor, proporcional a la corriente que circula por él. Este campo magnético se concentra en la sección circular, mediante dos elementos Hall en la medición del entrehierro circular. Estos dos elementos Hall se colocan en el mismo campo. La señal de salida, con características complementarias a la tensión de salida, se obtiene mediante la salida del amplificador diferencial. Esto no solo suprime la interferencia de modo común, sino que también reduce la influencia de la deriva térmica. La tensión de salida VS refleja con precisión la corriente primaria IP. La salida nominal general está calibrada como CC ± 5 V o CC 4-20 mA.

2.3 Instalación del producto

Tomemos como ejemplo productos de orificio cuadrado, como se muestra en la Figura 5. Abra el tornillo de montaje del sensor de corriente Hall de tipo abierto y retire la parte inferior. La parte superior del sensor se conecta a la barra principal del sistema de distribución, y la parte inferior se cierra. Los tornillos de montaje y las juntas del sensor pasan a través de los orificios de fijación de las partes superior e inferior, y ambas partes se fijan entre sí.

Si es posible la instalación in situ sin suministro eléctrico, se pueden abrir dos orificios roscados en la placa de bronce según los requisitos de espaciado del sensor, y este se fija al orificio roscado de la barra colectora a través del orificio de fijación de montaje trasero para completar la instalación. Si la obra requiere una instalación eléctrica continua, se puede integrar una almohadilla de goma de soporte entre la carcasa y la placa de bronce para garantizar el funcionamiento fiable del sensor en condiciones de vibración. El proceso de instalación es relativamente rápido y sencillo.

Fig. 5 Diagrama de instalación del producto

2.4 Ventajas del sensor Hall de tipo abierto

En comparación con el método de medición de corriente CC tradicional generalmente adoptado por derivación o transformador, el sensor Hall de tipo abierto tiene las siguientes ventajas:

1) Alta resistencia de aislamiento del lado primario y del lado secundario, hasta un aislamiento de CA 12 KV;

2) Sin pérdida de inserción;

3) Buen rendimiento dinámico: el tiempo de respuesta es inferior a 20 uS y la velocidad de seguimiento Di/dt es superior a 20 A/uS.

4) No es necesario desmontar el cable lateral ni el bus original durante la instalación. Es especialmente adecuado para la transformación y construcción de equipos que no permiten pérdidas de potencia.

3. Aplicación del producto

El sensor de corriente Hall de extremo abierto se utiliza principalmente en la transformación de sistemas de distribución de CC en fábricas, como la transformación de sistemas de CC en centrales eléctricas, la transformación de sistemas de CC en subestaciones, la transformación de salas de comunicaciones, la transformación de locomotoras ferroviarias y otros proyectos. Puede convertir la señal de CC del borde central del sistema en una salida estándar de CC ± 5 V o 4-20 mA. Cumple la función de monitorización y aislamiento eléctrico, y puede utilizarse con instrumentos de monitorización multilazo u otros instrumentos de medición eléctrica.

4. Conclusión

El sensor de corriente Hall de extremo abierto juega un papel importante en la aplicación del sistema de CC debido a su estructura simple, instalación conveniente, operación confiable y otra buena aplicabilidad, especialmente en el proyecto de renovación.