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变频器专用电流传感器存在的问题分析及解

变频器专用电流传感器存在的问题分析及解

点击数:7369 次   录入时间:03-04 12:03:21   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
电流传感器的作用
       非矢量控制型的变频器中的电流传感器的主要作用是提供显示信号及根据测量信号对大功率开关器件(如IGBT)起到保护作用,而在矢量控制型的变频器中,电流测量的作用更为重要,电流传感器的测量信号将直接参与控制量的运算中,即直接决定变频器的性能。
开环霍尔型电流传感器测量原理及存在的问题
        目前变频器中的电流传感器一般采用开环霍尔型电流传感器。用霍尔元件直接测量被测电流产生的磁场时,由于被测电流在空气中产生的磁场很弱,为了加大磁场信号,一般采用在导线上套一开有气隙的软磁环,将磁力线集中在环内,利用该磁环收集磁场,增大信号。一般认为磁环在励磁电流为零时,剩磁很小,可忽略。理论上假设气隙中的磁场近似为均匀磁场,利用霍尔传感器测量气隙中的磁场,从而间接地反映电流大小。
        它的主要缺点是:
        1、输出线性度不够高,一般为±1%以内。当被测电流下降到额定测量电流的10-5%左右时,输出信号的线性度变差。有的产品可能在被测电流下降到额定测量电流的20%时,误差就较大了。究其原因,信号小时,除了性噪比下降外,从测量原理上来说,某些理论上的假设可能也带来影响。此外,霍尔元件一般都存在不平衡电压,也直接影响测量结果。
        2、由于集磁环的涡流损耗及磁滞损耗影响,频响特性受限。
        3、温度特性较差。众所周知,由器件的构成材料特性决定,半导体器件的温度特性一般都比较差,而霍尔器件也不例外。虽然理论上可以采取措施补偿,但在生产中是难于实施并取得较好效果的,所以其输出温度特性一般为:±0.1%/℃以内,即在-10℃-+80℃的工作温度范围内,测量误差可能达到±9%。
         本公司提供的解决方案
         本公司通过多年的潜心研究,现推出变频器专用的高精度空芯线圈电流传感器。
         空芯线圈的测量原理
         空芯线圈又称Rogowski线圈,是在1912年由俄国科学家首先提出。与传统CT不同,空芯线圈是将漆包线均匀的绕制在一个非磁性骨架上而制成,由于骨架为非铁磁材料,没有任何涡流损耗及磁滞损耗,使传感器在几A到几百千安的范围内仍然具有优良的线性。同时,动态响应及其优良,可测量高达上千兆赫兹的高频电流信号。
        本公司的独创之处
        空芯线圈的测量准确度取决于一个稳定的互感常数M。为了获得理想状态下的空芯线圈,制作时必须遵循以下3个条件:
       1、单位骨架长度上的线圈密度恒定;(难易程度:较难达到)
       2、每一匝线圈的横截面与中心线垂直;(难易程度:极难达到)
       3、骨架截面积恒定;(难易程度:选用温度系数好的骨架材料,一般可以达到)
      上述条件对绕制工艺提出了极高的要求。实际上,即使采用自动化程度很高的绕线机,也难以满足上述条件。

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