Open type Hall-stroomsensor in een Russische fabriek

Samenvatting: Op basis van het principe, de kenmerken en de installatiemodus van de open-type Hall-stroomsensor wordt de toepassing van de open-type Hall-stroomsensor in het transformatie- en distributiesysteem van de fabriek geanalyseerd, om zo een oplossing te bieden waarmee gebruikers snel een intelligente distributie van het DC-systeem kunnen realiseren.

1. Overzicht

DC-distributiesystemen bestaan ​​doorgaans uit een hoogfrequente schakelende voeding en een batterij. Deze worden gebruikt om betrouwbare DC-voeding te leveren voor besturing, signaalverwerking, relaisbeveiliging, automatische apparaten, noodverlichting, enzovoort in een DC-systeem. Het stelt hoge eisen aan de betrouwbaarheid, stabiliteit en kwaliteit van de voeding. Daarom hebben we in het Russische DC-systeem de DC Hall-distributiemeter gebruikt. Tijdens de transformatie van een DC-systeem treedt geen stroomuitval op, maar de technische transformatie is complex en de traditionele gesloten Hall-stroomsensor of shunt kan dit probleem niet oplossen. Daarom kan de open Hall-stroomsensor worden gebruikt om het DC-stroommeetprobleem in het transformatieproject op te lossen en zo een veilige werking van het transformatieproces zonder stroomuitval te garanderen.

2. Productontwerp

2.1 Structurele kenmerken

De open Hall-stroomsensor is ontwikkeld op basis van de traditionele gesloten Hall-stroomsensor. Hij heeft een nieuwe structuur en een fraai uiterlijk. Het geheel bestaat uit een behuizing, een ijzeren kern, een bemonsteringsprintplaat en een vaste hars. De behuizing is gemaakt van een PC/ABS-legering, die hoge temperatuurbestendigheid, hoge mechanische sterkte en milieubescherming biedt. De kern is gemaakt van georiënteerd koudgewalst siliciumstaalplaat, dat stabiele prestaties, hoge mechanische sterkte en extreem hoge magnetische geleidbaarheid biedt. De groene, insteekbare aansluiting wordt gebruikt voor de printplaat en externe bedrading, wat handig en betrouwbaar is voor bedrading ter plaatse.

De specifieke structuur wordt weergegeven in figuur 1 en 2. Het product heeft een gespleten ontwerp. Figuur 1 toont een ronde doorgang, geschikt voor doorgang in een DC-systeem wanneer de primaire bus een kabel is. Figuur 2 toont een vierkante doorgang, geschikt voor het DC-systeem wanneer de primaire bus een koperen staaf is. Afhankelijk van het meetbereik van de primaire stroom en de perforatie-eisen, kan het bijbehorende producttype worden geselecteerd. Deze serie sensoren kan stroom meten in het bereik van 20A ~ 20000A, met de hoofdvorm van de phi 20, 40, 60, 64*16, 85*27, 104*36, 140*50 en andere specificaties, zoals weergegeven in figuur 3, geschikt voor verschillende toepassingen.

Figuur 1 cirkelvormig doorgangspatroon

Figuur 2 Vierkant doorgangspatroon

Figuur 3 AHKC-serie open type Hall-stroomsensor

2.2 Werkingsprincipe

Hall-stroomsensor gebaseerd op het Hall-effect, elektromagnetisch inductieprincipe. Het ontwerp van de sensor kan worden onderverdeeld in de open-loopmodus (rechte modus) en de gesloten-loopmodus (magnetische balans). De open Hall-stroomsensor in een traditionele open-loop (rechte modus) is verbeterd op basis van de Hall-sensor en verschilt van het traditionele ontwerp met één kern en één chip. Om een ​​gesplitste structuur te ontwerpen, wordt de ijzeren kern gescheiden en symmetrisch geïnstalleerd. De hardware maakt gebruik van een parallelle complementaire differentiële ingang van dubbele Hall-chips. Het principe van de open Hall-sensor wordt weergegeven in figuur 4:

Figuur 4 Schematisch diagram van een open Hall-sensor

Wanneer de primaire zijdestroom IP door een lange draad stroomt, ontstaat er een magnetisch veld rond de draad. De grootte van het magnetische veld is evenredig met de stroom door de draad. Het magnetische veld verzamelt zich in de cirkelvormige luchtspleet. Door twee Hall-elementen te meten, worden in plaats daarvan twee Hall-elementmarkeringen in hetzelfde veld geplaatst. Het uitgangssignaal met complementaire karakteristieken van de uitgangsspanning wordt gegenereerd door de differentiële versterkeruitgang. Dit kan niet alleen common-mode interferentie onderdrukken, maar ook de invloed van temperatuurdrift. De uitgangsspanning VS weerspiegelt nauwkeurig de oorspronkelijke zijdestroom IP. De algemene nominale uitgang is gekalibreerd als DC±5V of DC4-20mA.

2.3 Productinstallatie

Neem bijvoorbeeld producten met vierkante gaten, zoals weergegeven in figuur 5. Draai de bevestigingsschroef van de open Hall-stroomsensor los en verwijder de onderste behuizing van de sensor. De bovenste behuizing van de open Hall-stroomsensor wordt in de primaire bus van het distributiesysteem geplaatst en de onderste behuizing wordt gesloten. De bevestigingsschroeven en pakkingen van de sensor gaan door de bevestigingsgaten van de bovenste en onderste behuizing, waarna de bovenste en onderste behuizing van de sensor aan elkaar worden bevestigd.

Als installatie op locatie met stroomonderbreking mogelijk is, kunnen twee overeenkomstige schroefgaten in de bronzen plaat worden gemaakt, afhankelijk van de vereiste sensorafstand. Vervolgens wordt de sensor via het bevestigingsgat aan de achterkant op het schroefgat van de busrail bevestigd om de installatie van de sensor te voltooien. Als de locatie een continue elektrische installatie vereist, kan de ondersteunende rubberen pad tussen de behuizing en de bronzen plaat worden geplaatst om ervoor te zorgen dat de sensor betrouwbaar werkt onder trillingsomstandigheden. De installatie is relatief snel en eenvoudig.

Figuur 5 Productinstallatiediagram

2.4 Voordelen van open type Hall-sensor

Vergeleken met de traditionele DC-stroommeetmethode, die over het algemeen via een shunt of transformator wordt toegepast, heeft de open-type Hall-sensor de volgende voordelen:

1) Hoge isolatiesterkte van primaire en secundaire zijde, tot AC 12KV isolatie;

2) Geen invoegingsverlies;

3) Goede dynamische prestaties: de responstijd is minder dan 20uS en de trackingsnelheid Di/dt is hoger dan 20A/uS

4) Het is niet nodig om de originele zijkabel of bus te demonteren tijdens de installatie. Het is met name geschikt voor de transformatie en constructie van apparatuur die geen spanningsverlies mag hebben.

3. Producttoepassing

De open Hall-stroomsensor wordt voornamelijk gebruikt bij de transformatie van DC-distributiesystemen in fabrieken, zoals de transformatie van DC-voedingssystemen in energiecentrales, DC-systemen in onderstations, de transformatie van communicatieruimtes, de transformatie van locomotieven en andere projecten. De sensor kan het centrale randgelijkstroomsignaal van het systeem omzetten in een standaard DC ± 5 V of 4-20 mA-uitgang. Hij vervult een functie als bewakings- en elektrische isolatiesensor en kan worden gebruikt met multi-loop bewakingsinstrumenten of andere elektrische meetinstrumenten.

4. Conclusie

Open Hall-stroomsensoren spelen een belangrijke rol bij de toepassing van DC-systemen vanwege hun eenvoudige structuur, handige installatie, betrouwbare werking en andere goede toepasbaarheid, vooral bij renovatieprojecten.