Sensor de corrente Hall tipo aberto em uma fábrica russa

Resumo: De acordo com o princípio, as características e o modo de instalação do sensor de corrente Hall do tipo aberto, a aplicação do sensor de corrente Hall do tipo aberto no sistema de transformação e distribuição da fábrica é analisada, de modo a fornecer uma solução para os usuários realizarem a distribuição inteligente do sistema CC rapidamente.

1. Visão geral

O sistema de distribuição CC é geralmente composto por uma fonte de alimentação comutada de alta frequência e uma bateria, que é usada para fornecer energia CC confiável para controle, sinalização, proteção de relés, dispositivos automáticos, iluminação de emergência, etc. Os requisitos de confiabilidade, estabilidade e qualidade do fornecimento de energia são elevados. Portanto, no sistema CC russo, utilizamos o medidor de distribuição Hall CC. Durante a transformação do sistema CC, não há queda de energia, e a transformação de engenharia é complexa, e o sensor de corrente Hall fechado tradicional ou shunt não consegue resolver o problema. Portanto, o sensor de corrente Hall aberto pode ser usado para solucionar o problema de medição de corrente CC no projeto de transformação, garantindo a operação segura do processo de transformação sem queda de energia.

2. Design de produto

2.1 Características estruturais

O sensor de corrente Hall de boca aberta foi desenvolvido com base no sensor de corrente Hall de boca fechada tradicional. Possui estrutura inovadora e bela aparência. O conjunto é composto por carcaça, núcleo de ferro, placa de circuito de amostragem e resina fixa. O material da carcaça é feito de liga de PC/ABS, que possui características de resistência a altas temperaturas, alta resistência mecânica e proteção ambiental. O núcleo é feito de chapa de aço silício orientada e ligada a frio, que possui características de desempenho estável, alta resistência mecânica e altíssima condutividade magnética. O terminal plugável verde é usado para placa de circuito e fiação externa, o que é conveniente e confiável para fiação no local.

A estrutura específica é mostrada nas Figuras 1 e 2. A aparência do produto adota um design dividido. A Figura 1 é uma passagem redonda, adequada para passar pelo sistema CC quando o barramento primário é um cabo. , Fig. 2 passagem quadrada, adequada para o sistema CC quando o barramento primário é uma barra de cobre. De acordo com a faixa de medição de corrente primária e requisitos de perfuração, o tipo de produto correspondente pode ser selecionado. Esta série de sensores pode medir a faixa de corrente de 20A ~ 20000A, a forma principal do phi 20, 40, 60, 64 * 16, 85 * 27, 104 * 36, 140 * 50 e outras especificações, conforme mostrado na Figura 3, adequado para diferentes aplicações.

Fig. 1 padrão de passagem circular

Fig. 2 Padrão de passe quadrado

Figura 3 Sensor de corrente Hall tipo aberto série AHKC

2.2 Princípio de funcionamento

Sensor de corrente Hall baseado no efeito Hall, princípio da indução eletromagnética. O projeto do sensor pode ser dividido em modo de malha aberta (retilíneo) e modo de malha fechada (tipo de equilíbrio magnético). O sensor de corrente Hall aberto, em malha aberta tradicional (retilíneo), é aprimorado com base no sensor Hall, diferente do design tradicional de núcleo único e chip único. Para projetar uma estrutura dividida, o núcleo de ferro é separado e instalado simetricamente. O hardware adota entradas diferenciais complementares paralelas de chips Hall duplos. O princípio do sensor Hall aberto é mostrado na Figura 4:

Fig. 4 Diagrama esquemático do sensor Hall aberto

Quando a corrente IP do lado primário flui através de um fio longo, um campo magnético é produzido ao redor do fio. O campo magnético é proporcional à corrente que atravessa o fio. O campo magnético é coletado circularmente através de dois elementos Hall na medição do entreferro circular. As duas marcas dos elementos Hall são colocadas no mesmo campo. O sinal de saída possui características complementares de tensão de saída por meio da saída do amplificador diferencial. Além de suprimir a interferência de modo comum, também é possível detectar a influência do desvio de temperatura. A tensão de saída VS reflete com precisão a corrente IP do lado original. A saída nominal geral é calibrada como CC ± 5 V ou CC 4-20 mA.

2.3 Instalação do produto

Tomando como exemplo produtos com furos quadrados, como mostrado na Figura 5, abra o parafuso de montagem do sensor de corrente Hall de tipo aberto e remova o corpo inferior do sensor. O corpo superior do sensor de corrente Hall de tipo aberto é carregado no barramento primário do sistema de distribuição e o corpo inferior do sensor é fechado. Os parafusos de montagem e as juntas do sensor passam pelos furos de fixação dos corpos superior e inferior, e os corpos superior e inferior do sensor são fixados juntos.

Se for possível instalar sem energia no local, dois furos roscados correspondentes podem ser abertos na placa de bronze, de acordo com os requisitos de espaçamento do sensor, e o sensor é fixado no furo roscado da barra de barramento através do furo de fixação traseiro para concluir a instalação do sensor. Se o local exigir instalação elétrica contínua, a almofada de borracha de suporte pode ser embutida entre a carcaça e a placa de bronze para garantir que o sensor possa funcionar de forma confiável em condições de vibração. Todo o processo de instalação é relativamente rápido e simples.

Fig. 5 Diagrama de instalação do produto

2.4 Vantagens do sensor Hall de tipo aberto

Comparado com o método tradicional de medição de corrente CC geralmente adotado por derivação ou transformador, o sensor Hall do tipo aberto tem as seguintes vantagens:

1) Alta resistência de isolamento do lado primário e secundário, até isolamento CA 12KV;

2) Sem perda de inserção;

3) Bom desempenho dinâmico: o tempo de resposta é menor que 20uS e a velocidade de rastreamento Di /dt é maior que 20A/uS

4) Não há necessidade de desmontar o cabo lateral ou o barramento originais durante a instalação. É especialmente adequado para a transformação e construção de equipamentos que não podem perder energia.

3. Aplicação do produto

O sensor de corrente Hall de extremidade aberta é utilizado principalmente na transformação de sistemas de distribuição CC em fábricas, como na transformação de sistemas de energia CC em usinas de energia, na transformação de sistemas CC em subestações, na transformação de salas de comunicação, na transformação de locomotivas ferroviárias e em outros projetos. Ele pode converter o sinal de corrente CC da borda central do sistema em uma saída CC padrão ± 5 V ou 4-20 mA. Desempenha a função de monitoramento e isolamento elétrico e pode ser utilizado com instrumentos de monitoramento multiloop ou outros instrumentos de medição elétrica.

4. Conclusão

O sensor de corrente Hall de extremidade aberta desempenha um papel importante na aplicação do sistema CC devido à sua estrutura simples, instalação conveniente, operação confiável e outras boas aplicabilidades, especialmente em projetos de renovação.