選型達人必備:電流傳感器/互感器的原理
發布時間:2015-10-07 責任編輯:echolady
【導讀】電流傳感器/互感器一般用於實現隔離功能,或者把大電流轉換為同頻同相小電流,更加便於測量。根據電流傳感器/互感器不同的原理,電流傳感器/互感器通常有磁通門、電磁感應原理、霍爾效應等幾種技術種類。
一、電流互感器
電dian流liu互hu感gan器qi類lei似si於yu一yi個ge初chu級ji匝za數shu很hen少shao,次ci級ji匝za數shu較jiao多duo的de變bian壓ya器qi。理li想xiang情qing況kuang下xia初chu次ci級ji電dian流liu之zhi比bi與yu匝za數shu比bi成cheng反fan比bi,電dian流liu變bian換huan比bi例li以yi初chu次ci級ji額e定ding電dian流liu標biao注zhu,例li如ru“300A/5A”,表示被測電流為額定值300A時輸出電流為5A。由於初次級線圈均存在漏感和電阻,以及勵磁電流、鐵芯磁化曲線非線性,會導致互感器產生比值誤差和相位誤差。用於計量計費的互感器準確度一般為0.1~1級ji。由you互hu感gan器qi原yuan理li可ke知zhi,它ta是shi不bu能neng測ce量liang直zhi流liu電dian流liu的de,通tong常chang設she計ji為wei工gong頻pin測ce量liang,準zhun確que度du為wei工gong頻pin下xia的de參can數shu,帶dai寬kuan較jiao窄zhai,不bu適shi合he用yong於yu諧xie波bo分fen析xi和he非fei正zheng弦xian測ce量liang。使shi用yong電dian流liu互hu感gan器qi一yi定ding注zhu意yi不bu能neng將jiang次ci級ji開kai路lu,否fou則ze將jiang會hui產chan生sheng高gao壓ya危wei及ji人ren身shen和he設she備bei安an全quan。
二、電流鉗
電流鉗內的鐵芯分成兩部分,避免斷開被測回路,非常便於測量且使用很廣泛。有基於電磁感應原理和霍爾效應兩種類型。
基ji於yu電dian磁ci感gan應ying原yuan理li的de電dian流liu鉗qian與yu互hu感gan器qi一yi樣yang,鐵tie芯xin被bei分fen成cheng兩liang部bu分fen,閉bi合he時shi兩liang部bu分fen鐵tie芯xin需xu要yao緊jin密mi結jie合he,有you些xie電dian流liu鉗qian次ci級ji連lian接jie了le電dian阻zu輸shu出chu為wei電dian壓ya信xin號hao,沒mei有you內nei部bu電dian阻zu的de輸shu出chu為wei電dian流liu信xin號hao。受shou到dao兩liang部bu分fen鐵tie芯xin閉bi合he程cheng度du的de影ying響xiang,電dian流liu鉗qian精jing度du通tong常chang比bi互hu感gan器qi差cha。同tong樣yang地di基ji於yu電dian磁ci感gan應ying的de電dian流liu鉗qian也ye隻zhi能neng測ce量liang交jiao流liu。
基ji於yu霍huo爾er效xiao應ying的de電dian流liu鉗qian在zai鐵tie芯xin中zhong加jia工gong一yi個ge氣qi隙xi放fang置zhi霍huo爾er元yuan件jian。利li用yong霍huo爾er元yuan件jian測ce量liang氣qi隙xi中zhong的de磁ci感gan應ying強qiang度du,根gen據ju控kong製zhi方fang式shi不bu同tong,有you開kai環huan和he閉bi環huan兩liang種zhong類lei型xing。開kai環huan霍huo爾er型xing使shi用yong線xian性xing度du較jiao好hao的de霍huo爾er元yuan件jian,霍huo爾er元yuan件jian輸shu出chu電dian壓ya正zheng比bi於yu被bei測ce電dian流liu。閉bi環huan霍huo爾er型xing使shi用yong零ling磁ci通tong技ji術shu,鐵tie芯xin上shang有you補bu償chang線xian圈quan。當dang初chu級ji有you被bei測ce電dian流liu在zai鐵tie芯xin中zhong產chan生sheng磁ci通tong時shi,霍huo爾er元yuan件jian檢jian測ce鐵tie芯xin中zhong的de磁ci感gan應ying強qiang度du,通tong過guo負fu反fan饋kui將jiang此ci誤wu差cha電dian壓ya轉zhuan換huan為wei電dian流liu驅qu動dong補bu償chang線xian圈quan,抵di消xiao鐵tie芯xin中zhong的de磁ci通tong,最zui終zhong被bei測ce電dian流liu與yu補bu償chang線xian圈quan產chan生sheng的de磁ci通tong量liang大da小xiao一yi致zhi方fang向xiang相xiang反fan,通tong過guo測ce量liang補bu償chang線xian圈quan的de電dian流liu即ji可ke按an照zhao匝za數shu比bi換huan算suan出chu被bei測ce電dian流liu。
開(kai)環(huan)和(he)閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)型(xing)電(dian)流(liu)鉗(qian)都(dou)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)直(zhi)流(liu)和(he)交(jiao)流(liu)。開(kai)環(huan)霍(huo)爾(er)受(shou)鐵(tie)芯(xin)非(fei)線(xian)性(xing)和(he)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)溫(wen)度(du)特(te)性(xing)等(deng)影(ying)響(xiang),精(jing)度(du)和(he)線(xian)性(xing)度(du)都(dou)較(jiao)差(cha),但(dan)成(cheng)本(ben)低(di)。閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)對(dui)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)的(de)線(xian)性(xing)度(du)依(yi)賴(lai)較(jiao)小(xiao),鐵(tie)芯(xin)工(gong)作(zuo)在(zai)零(ling)磁(ci)通(tong)下(xia),因(yin)此(ci)精(jing)度(du)比(bi)開(kai)環(huan)的(de)高(gao)。但(dan)是(shi)電(dian)流(liu)鉗(qian)存(cun)在(zai)活(huo)動(dong)鐵(tie)芯(xin)閉(bi)合(he)程(cheng)度(du)不(bu)理(li)想(xiang)問(wen)題(ti),幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)等(deng)於(yu)優(you)於(yu)0.1%的,能夠做到1%已經是很高的指標。霍爾元件需要提供工作電壓,因此這兩種電流鉗都要供電,閉環霍爾需要驅動補償線圈耗電更大。
三、閉口式電流傳感器
通常與霍爾型電流鉗一樣,也有開環和閉環霍爾兩種類型,輸出為電流或電壓信號。由於閉口形式,比相同類型的電流鉗精度高。
另外有利用磁通門技術的電流傳感器,精度優於0.05%,甚至達到12ppm,但是這種類型傳感器非常昂貴並且很脆弱。在使用中一旦未給傳感器供電情況下,通有被測電流,會造成傳感器損壞。
四、電流傳感器/互感器與功率分析儀連接
PA5000功率分析儀電流測量有直接輸入和傳感器輸入兩組端口,當使用的傳感器/互感器輸出為電流信號時,接入到PA5000的電流直接輸入端口,根據所用傳感器/互感器正確設置PA的“CT”比例係數,如300A/5A,則CT=300A/5A=60。
當使用的電流傳感器/電流互感器輸出為電壓信號時,接入到PA5000的外部傳感器端口(BNC接口),根據所用傳感器/互感器正確設置PA的“傳感器比率”,單位為mV/A,如電流鉗參數為1000A轉換為1V,則傳感器比率設為1mV/A。
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