互感器，霍爾傳感器知識詳解！
小編先帶大家回顧一下之前推送過的文章：互感器知識詳解，看完頓時明白多了!
互感器，這十問你都知道嗎？
1.電流互感器有什么用途？
答案：電流互感器把大電流按一定比例變?yōu)樾‰娏?，提供各種儀表和繼電保護用的電流，并將二次系統(tǒng)與高電壓隔離。它不僅保證了人身和設備的安全，也使儀表和繼電器的制造簡單化、標準化，提高了經(jīng)濟效益。
2.為什么不允許電流互感器長時間過負荷運行？
答案：電流互感器長時間過負荷運行，會使誤差增大，表計指示不正確。另外，由于一、二次電流增大，會使鐵芯和繞組過熱，絕緣老化快，甚至損壞電流互感器。
3.什么原因會使運行中的電流互感器發(fā)生不正常音響？
答案：電流互感器過負荷，二次側(cè)開路以及內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生放電等，均會造成異常音響。此外，由于半導體漆涂刷得不均勻形成的內(nèi)部電暈以及夾鐵螺絲松動等也會使電流互感器產(chǎn)生較大音響。
4.為什么110kV及以上電壓互感器的一次側(cè)不裝設熔斷器？
答案：因為110kV及以上電壓互感器的結構采用單相串級式，絕緣強度大，還因為110kV系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)，電壓互感器的各相不可能長期承受線電壓運行，所以在一次側(cè)不裝設熔斷器。
5.電壓互感器一次側(cè)熔絲熔斷后，為什么不允許用普通熔絲代替？
答案：10kV電壓互感器為例，以一次側(cè)熔斷器熔絲的額定電流是0.5A。采用石英砂填充的熔斷器具有較好的滅弧性能和較大的斷流容量，同時具有限制短路電流的作用。而普通熔絲則不能滿足斷流容量要求。
6.什么故障會使35kV及以下電壓互感器的一、二次側(cè)熔斷器熔斷？
答案：電壓互感器的內(nèi)部故障，(包括相間短路、繞組絕緣破壞)以及電壓互感器出口與電網(wǎng)連接導線的短路故障、諧振過電壓，都會使一次側(cè)熔斷器熔斷。二次回路的短路故障會使電壓互感器二次側(cè)熔斷器熔斷。
7.停用電壓互感器時應注意哪些問題？
答案：(1)不使保護自動裝置失去電壓。(2)必須進行電壓切換。(3)防止反充電，取下二次鉛絲(包括電容器)。(4)二次負荷全部斷開后，斷開互感器一次側(cè)電源。
8.電壓互感器二次短路有什么現(xiàn)象及危害？為什么？
答案：電壓互感器二次短路會使二次線圈產(chǎn)生很大短路電流，燒損電壓互感器繞組，以至會引起一、二次擊穿，使有關保護誤動作，儀表無指示。因為電壓互感器本身阻抗很小，一次側(cè)是恒壓電源，如果二次短路后，在恒壓電源作用下二次繞組中會產(chǎn)生很大短路電流，燒損互感器，使絕緣損害，一、二次擊穿。失掉電壓互感器會使有關距離保護和與電壓有關的保護誤動作，儀表無指示，影響系統(tǒng)安全，所以電壓互感器二次不能短路。
9.電壓互感器故障對繼電保護有什么影響？
答案：電壓互感器二次回路經(jīng)常發(fā)生的故障包括：熔斷器熔斷，隔離開關輔助接點接觸不良，二次接線松動等。故障的結果是使繼電保護裝置的電壓降低或消夫，對于反映電壓降低的保護繼電器和反映電壓、電流相位關系的保護裝置，比如方向保護、阻抗繼電器等可能會造成誤動和拒動。
10.電壓回路斷線或電壓互感器故障時，應停哪些保護？
答案：應停保護：方向元件控制的電流、電壓保護;低電壓或復合電壓閉鎖過流保護;電流平衡保護;距離保護;橫差方向保護;反應電壓降低而跳閘的保護;低周波保護。因為上述保護都與電壓變化有關，為了防止電壓回路斷線或電壓互感器故障應立即脫離與電壓有關的保護。
霍爾傳感器知識詳解
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器，廣泛地應用于工業(yè)自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。
(霍爾效應的本質(zhì)是：固體材料中的載流子在外加磁場中運動時，因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。)
通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路，其外形較小。
許多人都知道，轎車的自動化程度越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機和雨刮器電機在開關時會產(chǎn)生浪涌電流，使機械式開關觸點產(chǎn)生電弧，產(chǎn)生較大的電磁干擾信號。
采用功率霍爾開關電路可以減小這些現(xiàn)象?；魻柶骷ㄟ^檢測磁場變化，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觯捎糜诒O(jiān)視和測量汽車各部件運行參數(shù)的變化。
例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等，并可將這些變量進行二次變換;可測量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等?；魻柶骷敵隽恐苯优c電控單元接口，可實現(xiàn)自動檢測。
目前的霍爾器件都可承受一定的振動，可在零下40℃到零上150℃范圍內(nèi)工作，全部密封不受水油污染，完全能夠適應汽車的惡劣工作環(huán)境。
霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms;
精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測量;霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高(可達μm級)。
寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs;但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內(nèi)，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。
測量范圍廣泛：電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高(可達1MHZ)，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
上圖即是一種典型的霍爾傳感器實現(xiàn)定位應用---一個輪上的兩個磁鐵經(jīng)過霍爾效應傳感器。圖示中的輪子，帶有兩個等距的磁鐵，傳感器上的電壓在一個周期內(nèi)將兩次達到峰值。
通常被用于計量車輪和軸的速度，例如在內(nèi)燃機點火定時(正時)或轉(zhuǎn)速表上。其在無刷直流電動機的使用，用來檢測永磁鐵的位置。
霍爾傳感器廣泛應用在變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、UPS電源、通信電源、電焊機、電力機車、變電站、數(shù)控機床、電解電鍍、微機監(jiān)測、電網(wǎng)監(jiān)測等需要隔離檢測電流的設施中以及新興的太陽能、風能和地鐵軌道信號、汽車電子等領域。
前面介紹過了霍爾傳感器是一種根據(jù)霍爾效應制作的磁場傳感器，它的主要特性參數(shù)有以下幾類。
(1)輸入電阻R
霍爾傳感器元件兩激勵電流端的直流電阻稱為輸入電阻。它的數(shù)值從幾歐到兒百歐，視不同型號的元件而定。
溫度升高，輸入電阻變小，從而使輸入電流變大，最終引起霍爾傳感器電勢變化。為了減少這種影響，最好采用恒流源作為激勵源。
(2)輸出電阻R
兩個霍爾傳感器電勢輸出端之間的電阻稱為輸出電阻，它的數(shù)位與輸入電阻同一數(shù)量級。它也隨溫度改變順改變。選擇適當?shù)呢撦d電阻易與之匹配，可以使由溫度引起的程水電勢的漂移減至最小。
(3)最大激勵電流I---霍爾傳感器參數(shù)
由于霍爾傳感器電勢隨激勵電流的增大而增大，故在應用中總希望選用較大的激勵電流1M但激勵電流增大，程爾元件的功耗增大，元件的溫皮升高，從而引起霍爾傳感器屯勢的溫漂增大，因此每種型號的幾件均規(guī)定了相應的最大激勵電流，它的數(shù)值從幾毫安至幾百毫安。
(4)靈敏度K
靈敏度KH=EH/IB，它的數(shù)值約為10MV(MA.T)左右。
(5)最大磁感應強度BM---霍爾傳感器參數(shù)
磁感應強度超過BM時，霍爾傳感器電勢的非線性誤差將明顯增大，特斯撿(T)成幾千高斯(Gs)(1Gs=104T)。
(6)個等位電勢
在額定激勵電流F，當外加磁場為零時它是由于4個屯極的幾何尺寸不對稱引起的誤差。
(7)霍爾傳感器屯勢溫度系數(shù)
6M的數(shù)值一般為零點刀霍爾傳感器輸出端之間的開路電壓稱為不等位電勢，使用時多采用電橋法來補償不等位電勢引起日在一定磁感應強度和激勵電流的作用下，溫度每變化1攝氏度時，霍爾傳感器電勢變化的百分數(shù)弱為霍爾傳感器電勢溫度系數(shù)，它與霍爾傳感器元件的材料有關。
霍爾傳感器的分類
1)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。
2)開關型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，它輸出數(shù)字量。
按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場。
霍爾傳感器在各大領域的應用
按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量。
(一)線性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測量。
1.電流傳感器
由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測量出磁場，從而確定導線中電流的大小。
利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。
霍爾電流傳感器工作原理如圖所示：
標準圓環(huán)鐵芯有一個缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當電流通過線圈時產(chǎn)生磁場，則霍爾傳感器有信號輸出。
2.位移測量
兩塊永久磁鐵同極性相對放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應強度為零，這個點可作為位移的零點，當霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時，傳感器有一個電壓輸出，電壓大小與位移距離大小成正比。
如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移距離，便可測出拉力及壓力的大小，如下圖所示，是按這一原理制成的力矩傳感器。
(二)開關型霍爾傳感器主要用于測轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。
1.測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)
在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個脈沖，從而可測出轉(zhuǎn)數(shù)(計數(shù)器)，若接入頻率計，便可測出轉(zhuǎn)速。
如果把開關型霍爾傳感器按預定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當裝在運動車輛上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。
2.各種實用電路
開關型霍爾傳感器尺寸小、工作電壓范圍寬，工作可靠，價格便宜，因此獲得極為廣泛的應用。
霍爾傳感器與互感器的區(qū)別
傳統(tǒng)的電流、電壓互感器是利用電磁感應原理對電流、電壓進行測量的特種變壓器，提供的是物理量或模擬量?；魻栯妷?、電流傳感器是利用霍爾效應的原理對電壓、電流、功率、頻率、阻抗或波形等電參數(shù)方面進行測量。
傳統(tǒng)的電流、電壓互感器是利用電磁感應原理對電流、電壓進行測量的特種變壓器，提供的是物理量或模擬量?；魻栯妷骸㈦娏鱾鞲衅魇抢没魻栃脑韺﹄妷?、電流、功率、頻率、阻抗或波形等電參數(shù)方面進行測量。與光電技術及數(shù)字技術結合可實現(xiàn)對電氣參數(shù)的數(shù)字化控制。
霍爾電流傳感器，直流和交流電流都可以測量，普通電流互感器只能測量交流電流，普通電流互感器，使用時，二次側(cè)不能開路，霍爾電流傳感器可以開路?；魻栯娏鱾鞲衅鬏敵鲭妷号c流過一次側(cè)電流大小成正比,一次側(cè)電流方向改變輸出極性也改變，所以可以測量交流電和直流電，對波形也沒有特別的要求;適用頻率范圍也較寬。一般應用在電子電路，如變頻器上。交流互感器只能夠測量交流，而且頻率必須是額定頻率，如50Hz互感器測量60Hz誤差比較大，輸出信號不能夠直接進電子檢測電路。
教你診斷霍爾傳感器的好壞.
霍爾傳感器的其他優(yōu)點還有：
精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50Hz正弦波形。
線性度好：優(yōu)于0.1%。
動態(tài)性能好：響應時間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs，霍爾傳感器模塊這種優(yōu)異的動態(tài)性能為提高現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關鍵的基礎。與此相比普通的互感器響應時間為10~12ms，它已不能適應工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。
工作頻帶寬：在0~100 kHz頻率范圍內(nèi)精度為1%。在0~5 kHz頻率范圍內(nèi)精度為0.5%。
測量范圍大：霍爾傳感器模塊為系統(tǒng)產(chǎn)品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
過載能力強：當原邊電流超負荷，模塊達到飽和，可自動保護，即使過載電流是額定值的20倍時，模塊也不會損壞。
此外，霍爾傳感器還具有體積小、重量輕、靈敏度高、抗電磁干擾能力強的優(yōu)點。這使得霍爾傳感器在工業(yè)領域應用越來越多，市場空間逐步增大。
如果大家覺得文章還有什么遺漏或是內(nèi)容有疑問，歡迎大家留言交流。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關于互感器的知識技巧了，學習以上的互感器，霍爾傳感器知識詳解！知識，對于互感器的幫助都是非常大的，這也是新手學習機電專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側(cè)人工服務，我們會有專業(yè)的人士來為您解答。
本站在轉(zhuǎn)載文章時均注明來源出處，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，未用于商業(yè)用途。如因本站的文章、圖片等在內(nèi)容、版權或其它方面存在問題或異議，請與本站聯(lián)系(電話：0592-5551325，郵箱：help@onesoft.com.cn)，本站將作妥善處理。
向客服提問互感器課程推薦
機電專業(yè)熱門資料
機電專業(yè)技術文檔
推薦閱讀
