Capteur de courant à effet Hall de type ouvert dans une usine russe

Résumé : Selon le principe, les caractéristiques et le mode d'installation du capteur de courant Hall de type ouvert, l'application du capteur de courant Hall de type ouvert dans le système de transformation et de distribution de l'usine est analysée, afin de fournir une solution aux utilisateurs pour réaliser rapidement la distribution intelligente du système CC.

1. Aperçu

Les systèmes de distribution CC sont généralement composés d'une alimentation à découpage haute fréquence et d'une batterie. Ils assurent une alimentation CC fiable pour le contrôle, la signalisation, la protection des relais, les automatismes, l'éclairage d'urgence, etc. Ces systèmes exigent des exigences élevées en matière de fiabilité, de stabilité et de qualité d'alimentation. C'est pourquoi nous avons utilisé un compteur de distribution CC à effet Hall pour le système CC russe. Lors de la transformation d'un système CC, aucune coupure de courant n'est à craindre, et la transformation technique est complexe. Les capteurs de courant à effet Hall fermés ou les shunts traditionnels ne permettent pas de résoudre ce problème. Par conséquent, le capteur de courant à effet Hall ouvert peut être utilisé pour résoudre le problème de mesure du courant CC lors d'un projet de transformation, garantissant ainsi un fonctionnement sûr du processus de transformation sans coupure de courant.

2. Conception du produit

2.1 Caractéristiques structurelles

Le capteur de courant Hall à gueule ouverte est basé sur le capteur de courant Hall à gueule fermée traditionnel. Sa structure innovante et son esthétique soignée le rendent parfaitement adapté à un usage sur site. Il est composé d'une coque, d'un noyau en fer, d'un circuit imprimé d'échantillonnage et d'une résine de fixation. La coque est en alliage PC/ABS, offrant une résistance aux hautes températures, une résistance mécanique élevée et un respect de l'environnement. Le noyau est en tôle d'acier au silicium orientée collée à froid, offrant des performances stables, une résistance mécanique élevée et une conductivité magnétique extrêmement élevée. Une borne enfichable verte est utilisée pour le circuit imprimé et le câblage externe, ce qui est pratique et fiable pour le câblage sur site.

La structure spécifique est illustrée aux figures 1 et 2. Le produit adopte une conception divisée. La figure 1 présente un passage rond, adapté au passage dans un système CC lorsque le bus primaire est un câble. La figure 2 présente un passage carré, adapté au passage dans un système CC lorsque le bus primaire est une barre de cuivre. Le type de produit correspondant peut être sélectionné en fonction de la plage de mesure du courant primaire et des exigences de perforation. Cette série de capteurs peut mesurer des courants de 20 A à 20 000 A, avec des formes principales de phi 20, 40, 60, 64 x 16, 85 x 27, 104 x 36, 140 x 50 et d'autres spécifications, comme illustré à la figure 3, et est adaptée à différentes applications.

Fig. 1 modèle de passe circulaire

Fig. 2 Modèle de passe carrée

Figure 3 Capteur de courant à effet Hall de type ouvert série AHKC

2.2 Principe de fonctionnement

Capteur de courant Hall basé sur l'effet Hall et le principe d'induction électromagnétique. Sa conception peut être divisée en deux modes : boucle ouverte (directe) et boucle fermée (à équilibrage magnétique). Le capteur de courant Hall ouvert, en boucle ouverte traditionnelle (directe), est amélioré par rapport au capteur Hall traditionnel, et se distingue des capteurs Hall monocœur et monopuce. Pour concevoir une structure divisée, le noyau de fer est séparé et installé symétriquement. Le matériel utilise une entrée différentielle complémentaire parallèle de deux puces Hall. Le principe du capteur Hall ouvert est illustré à la figure 4.

Fig. 4 Schéma de principe d'un capteur à effet Hall ouvert

Lorsque le courant primaire IP circule dans un long fil, un champ magnétique se forme autour du fil. Son intensité est proportionnelle au courant traversant le fil. Ce champ magnétique est concentré dans le circuit, mesuré par deux éléments Hall dans l'entrefer circulaire. Ces deux éléments Hall sont placés dans le même champ. Le signal de sortie, dont la tension de sortie est complémentaire, est délivré par l'amplificateur différentiel. Il permet non seulement de supprimer les interférences de mode commun, mais aussi l'influence de la dérive thermique. La tension de sortie VS reflète précisément le courant d'origine IP. La tension de sortie nominale est étalonnée à ± 5 V CC ou 4-20 mA CC.

2.3 Installation du produit

Prenons l'exemple des produits à trous carrés. Comme illustré à la figure 5, dévissez la vis de fixation du capteur de courant Hall ouvert et retirez le corps inférieur. Le corps supérieur du capteur est inséré dans le bus primaire du système de distribution, puis le corps inférieur est fermé. Les vis de fixation et les joints du capteur passent par les trous de fixation des corps supérieur et inférieur, qui sont alors fixés ensemble.

Si une installation hors tension sur site est possible, deux trous filetés correspondants peuvent être percés sur la plaque de bronze en fonction de l'espacement requis entre les capteurs. Le capteur est ensuite fixé sur le trou fileté de la barre omnibus via le trou de fixation arrière pour finaliser l'installation. Si le site nécessite une installation électrique continue, un tampon en caoutchouc peut être intégré entre la coque et la plaque de bronze pour garantir la fiabilité du capteur en conditions de vibrations. L'installation est relativement simple et rapide.

Fig. 5 Schéma d'installation du produit

2.4 Avantages du capteur Hall de type ouvert

Par rapport à la méthode traditionnelle de mesure du courant continu généralement adoptée par shunt ou transformateur, le capteur Hall de type ouvert présente les avantages suivants :

1) Haute résistance d'isolation du côté primaire et du côté secondaire, jusqu'à une isolation AC 12KV ;

2) Aucune perte d’insertion ;

3) Bonnes performances dynamiques : le temps de réponse est inférieur à 20 uS et la vitesse de suivi Di /dt est supérieure à 20 A/ uS

4) Il n'est pas nécessaire de démonter le câble ou le bus latéral d'origine lors de l'installation. Ce produit est particulièrement adapté à la transformation et à la construction d'équipements ne subissant aucune perte de puissance.

3. Application du produit

Le capteur de courant Hall ouvert est principalement utilisé pour la transformation des systèmes de distribution CC en usine, notamment dans les centrales électriques, les sous-stations, les salles de communication et les locomotives. Il convertit le signal de courant CC du bord central du système en sortie CC standard ± 5 V ou 4-20 mA. Il assure la surveillance et l'isolation électrique et peut être utilisé avec des instruments de surveillance multiboucles ou d'autres instruments de mesure électrique.

4. Conclusion

Le capteur de courant Hall ouvert joue un rôle important dans l'application du système CC en raison de sa structure simple, de son installation pratique, de son fonctionnement fiable et d'autres bonnes applicabilités, en particulier dans le projet de rénovation.