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    霍尔电流传感器在光伏直流柜中的应用

      摘要:分析了霍尔电流传感器的工作原理以及产品选型,浅谈其在光伏直流柜中的应用

      关键词:霍尔电流传感器 工作原理 选型 光伏直流柜

      1 引言

      光伏直流柜是对光伏汇流箱汇流后的直流电进行汇总四川快乐12-官网四川快乐12-官网、监控四川快乐12-官网、彼拇炖?2-官网四川快乐12-官网;さ墓δ芄?一般指汇总直流负荷的电柜),直流防雷柜可以将多路直流输入汇总成一路电流输出四川快乐12-官网,每路都有?四川快乐12-官网四川快乐12-官网;ぷ爸?断路器、熔断器等)、防反二极管等,而且可以对每路电压电流进行监控四川快乐12-官网,并可以实现远程通信,而霍尔电流传感器主要起到监测光伏汇流箱实时输出电流的作用四川快乐12-官网。

      2 工作原理

      霍尔电流传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器四川快乐12-官网四川快乐12-官网,按原理可分为开环(直放式)和闭环(磁平衡式),基于实际应用中开环(直放式)原理传感器结构相对紧凑四川快乐12-官网四川快乐12-官网、功耗小且成本较低四川快乐12-官网,光伏直流柜中普遍使用开环(直放式)原理霍尔电流传感器来配合光伏直流柜汇流采集装置四川快乐12-官网。

      霍尔电流传感器开环(直放式)原理:如图1所示四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,当原边电流IP流过一根长导线时,在导线周围将产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,产生的磁场聚集在磁环内四川快乐12-官网,通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,其输出电压VS准确的反映原边电流IP四川快乐12-官网。一般的额定输出标定为4V/5V四川快乐12-官网。

     

    图1

      3 选型

      3.1 产品介绍

      霍尔电流传感器结合了电流互感器和分流器的所有优点,克服了互感器和分流器的不足,如表1所示:

      表1 霍尔电流传感器优点对比表

      在传感器行业内四川快乐12-官网四川快乐12-官网,江苏安科瑞严格按照JB/T 7490-2007《霍尔电流互感器》行业标准规定的各项要求四川快乐12-官网,相对于同行采用插针式接线不同四川快乐12-官网, 一律采用绿色可插拔端子现场接线方便四川快乐12-官网、可靠四川快乐12-官网。一般情况下四川快乐12-官网四川快乐12-官网,可以根据输入信号、内孔尺寸来选择霍尔电流传感器 四川快乐12-官网?四川快乐12-官网?坊舳缌鞔衅餍秃叛⌒腿绫?所示:

      表2 开环霍尔电流传感器选型表

      3.2 产品外形

      常见开环霍尔电流传感器如图2所示:

     

    图2 开环霍尔电流传感器实物图

      3.3 技术指标

      ● 响应时间:≤10us

      ● 频宽:20kHz

      ● 失调电压:±15mV

      ● 工作温度:-25~70℃

      ● 存储温度:-40~80℃

      ● 输出负载:根据不同辅助电源四川快乐12-官网、输入信号、输出信号而定

      ● 输入过载能力:输入量程最大值2倍可恢复正常工作

      ● 耐压:3.5kV/50Hz/1min

      4 应用

      4.1 应用案例

      在实际应用中四川快乐12-官网,以光伏直流柜需要对8路光伏汇流箱输出电流电压进行监测为例四川快乐12-官网,鉴于光伏直流柜中一般汇流采用铜牌接入且柜体空间有限制,可推荐采用8个体积较小的AHKC-BS 200A/5V霍尔开环电流传感器(如图3四川快乐12-官网、图4所示)配合安科瑞直流柜汇流采集装置AGF-D四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,可计算出前级8路汇流箱的实时输出电流四川快乐12-官网四川快乐12-官网,同时可 配合1个直流高压电压传感器ACTDS-DV/V(输入范围DC 0-1500V)实现功率及电能测量四川快乐12-官网四川快乐12-官网。

     

    图3                                                           图4

      4.2 使用注意事项

      1)、为了得到较好的动态特性和灵敏度四川快乐12-官网,必须注意原边线圈和副边线圈的耦合,要耦合得好四川快乐12-官网,尽量用单根导线且导线完全填满霍尔传感器?四川快乐12-官网?榭拙?

      2)四川快乐12-官网四川快乐12-官网、使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈,且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路四川快乐12-官网,则其磁路被磁化四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网,而产生剩磁四川快乐12-官网,影响测量精度(故使用时要先接通电源和测量端M),发生这种情况时四川快乐12-官网,要先进行退磁处理。其方法是次边电路不加电源四川快乐12-官网,而在原边线圈中通过同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值;

      3)四川快乐12-官网四川快乐12-官网、在大多数场合四川快乐12-官网,霍尔传感器都具有很强的抗外磁场干扰能力,一般在距离乃拇炖?2-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网??-10cm之间存在一个两倍于工作电流Ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的,但当有更强的磁场干扰时四川快乐12-官网,要采取适当的措施来解决。通常方法有:

     ∷拇炖?2-官网四川快乐12-官网、?调整?四川快乐12-官网?榉较蛩拇炖?2-官网,使外磁场对?四川快乐12-官网四川快乐12-官网?榈挠跋熳钚?

     ∷拇炖?2-官网四川快乐12-官网、?在??樯霞诱忠桓隹勾懦〉慕鹗羝帘握?

     ∷拇炖?2-官网四川快乐12-官网、?选用带双霍尔元件或多霍尔元件的?四川快乐12-官网??

     ?、?测量的精度是在额定值下得到的四川快乐12-官网四川快乐12-官网,当被测电流远低于额定值时四川快乐12-官网,要获得准确精度四川快乐12-官网,原边可使用多匝,即:IpNp=额定安匝数。另外四川快乐12-官网,原边馈线温度不应超过80℃四川快乐12-官网四川快乐12-官网四川快乐12-官网。

      5 结束语

      随着社会的发展四川快乐12-官网四川快乐12-官网,传统的电流传感器四川快乐12-官网、分流计等产品已经不能胜任更多的工作四川快乐12-官网四川快乐12-官网,在此条件下,霍尔电流传感器的产生可以使更多的行业设备在监控下正常工作四川快乐12-官网,减少人员及设备维护的投入成本?四川快乐12-官网;舳缌鞔衅饕蚱渲诙嘤诺闼拇炖?2-官网四川快乐12-官网,被广泛应用于各个领域四川快乐12-官网,在各种需要电流检测的系统中四川快乐12-官网四川快乐12-官网,已成为不可缺少的一部分四川快乐12-官网四川快乐12-官网。

      参考资料:

      (1)安科瑞电气股份有限公司.电量传感器选型手册,201407版

      (2)谢文和.传感器及其应用[M].北京:高等教育出版社,2003.