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

Tóm tắt: Dựa trên nguyên lý, đặc điểm và chế độ lắp đặt của cảm biến dòng điện Hall loại hở, chúng tôi phân tích ứng dụng của cảm biến dòng điện Hall loại hở trong hệ thống biến đổi và phân phối của nhà máy, nhằm cung cấp giải pháp giúp người dùng hiện thực hóa hệ thống phân phối DC thông minh một cách nhanh chóng.

1. Tổng quan

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 điều khiển, tín hiệu, bảo vệ rơle và các thiết bị tự động, chiếu sáng sự cố, v.v. trong hệ thống DC. Nó có yêu cầu cao về độ tin cậy, tính ổn định và chất lượng của nguồn 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 rất khó khăn và cảm biến dòng điện Hall đóng truyền thống hoặc shunt 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 DC trong dự án chuyển đổi, để đảm bảo quá trình chuyển đổi hoạt động 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 dựa trên cảm biến dòng Hall miệng đóng truyền thống. Nó có cấu trúc mới lạ và vẻ ngoài đẹp mắt. Toàn bộ bao gồm vỏ, lõi sắt, bảng mạch lấy mẫu và nhựa cố định. Vật 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 silic liên kết nguội định hướng, có đặc tính hiệu suất ổn định, độ bền cơ học cao và độ dẫn từ cực cao. Đầu cuối 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 thể hiện trong Hình 1 và 2. Ngoại hình của sản phẩm áp dụng thiết kế chia tách. Hình 1 là một đường tròn, phù hợp để đi qua hệ thống DC khi bus chính là cáp. , Hình 2 đường vuông, phù hợp với hệ thống DC khi bus chính là thanh đồng. Theo phạm vi đo lường của yêu cầu về dòng điện chính và độ đục lỗ, có thể chọn loại sản phẩm tương ứng. Dòng cảm biến này có thể đo phạm vi dòng điện 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 thể hiện trong Hình 3, phù hợp cho các ứng dụng khác nhau.

Hình 1 mô hình chuyền tròn

Hình 2 Mẫu chuyền vuông

Hình 3 Cảm biến dòng điện Hall loại hở AHKC series

2.2 Nguyên lý hoạt động

Cảm biến dòng điện Hall dựa trên hiệu ứng Hall, 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 Hall mở nằm trong vòng hở truyền thống (thẳng) được cải tiến trên cơ sở cảm biến Hall, khác với thiết kế Hall lõi đơn, chip đơn truyền thống, Để thiết kế cấu trúc tách, lõi sắt được tách ra và lắp đặt đối xứng. Phần cứng áp dụng đầu vào vi sai bổ sung song song của chip Hall đôi. Nguyên lý của cảm biến Hall loại mở được thể hiện trong Hình 4:

Hình 4 Sơ đồ cảm biến Hall mở

Khi dòng điện bên sơ cấp IP chạy qua một dây dài, sẽ tạo ra một từ trường xung quanh dây, kích thước của từ trường và tỷ lệ thuận với dòng điện qua dây, từ trường tập trung trong hình tròn, thông qua hai phần tử hall trong phép đo khe hở không khí hình tròn, hai dấu phần tử hall thay vào đó được đặt trong cùng một trường, tín hiệu đầu ra có đặc điểm bổ sung của điện áp đầu ra bằng đầu ra bộ khuếch đại vi sai, Không chỉ có thể ngăn chặn nhiễu chế độ chung mà còn ảnh hưởng đến sự trôi nhiệt độ, điện áp đầu ra VS phản ánh chính xác dòng điện bên ban đầu IP. Đầu ra định mức chung được hiệu chuẩn là DC±5V hoặc DC4-20mA.

2.3 Cài đặt sản phẩm

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

Nếu có thể lắp đặt tại chỗ khi mất điện, có thể mở hai lỗ ren tương ứng trên tấm đồng theo yêu cầu khoảng cách cảm biến và cố định cảm biến trên lỗ ren của thanh cái thông qua lỗ cố định lắp phía sau để hoàn tất việc lắp đặt cảm biến; Nếu địa điểm yêu cầu lắp đặt điện liên tục, có thể nhúng miếng đệm cao su hỗ trợ giữa vỏ và tấm đồng để đảm bảo cảm biến có thể hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện rung động. Toàn bộ quá trình lắp 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 DC truyền thống thường được áp dụng bằng mạch phân lưu hoặc máy biến áp, cảm biến Hall loại hở có những ưu điểm sau:

1) Độ cách điện cao của mặt sơ cấp và mặt thứ cấp, cách điện lên tới AC 12KV;

2) Không có suy hao chèn;

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

4) Không cần phải tháo rời cáp bên hoặc bus ban đầu 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 đầu hở chủ yếu được sử dụng trong quá trình 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 xe lửa 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 thiết bị giám sát nhiều vòng hoặc các thiết bị 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, hoạt động đáng tin cậy và khả năng ứng dụng tốt khác, đặc biệt là trong dự án cải tạo.