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科普知識
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電流傳感器

變頻伺服系統中不可或缺的電流傳感器(附電路圖)

發布日期:2022-10-09 點擊率:209

  在電機控制的變頻伺服系統中,電流傳感器的采樣精度和實時性很大程度上決定了系統的動、靜態性能。精確的電流檢測是提高系統控制精度、穩定性和快速性的重要環節,也是實現高性能閉環控制系統的關鍵。同時,當電機發生堵轉或負載過重時,系統通過電流傳感器檢測到線路上發生過流,可以驅動IPM模塊實現關斷保護功能。下圖一是用于電機控制的變頻伺服系統框圖:

 

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  圖一: 用于電機控制的變頻伺服系統框圖

  電流傳感器按照工作原理可以分為:霍爾電流傳感器、電流互感器、磁阻式電流傳感器、電阻式電流傳感器、光纖電流傳感器等。而在變頻伺服系統中,常見的電流傳感器主要有霍爾電流傳感器、電流互感器及電阻式電流傳感器。利用霍爾效應原理的霍爾電流傳感器可直接將電流(單向或雙向)信號變換為直流電壓信號,在經過獨立或集成在MCU中的A/D轉換器轉換為數字信號。作為系統控制參數之一,與其他的電壓、轉速等參數一起,實現系統的控制功能。現以MELEXIS的霍爾電流傳感器為例,做簡要介紹。

  MELEXIS的霍爾電流傳感器也分為傳統的霍爾電流傳感器方案以及MELEXIS獨有的專利技術的三軸平面霍爾電流傳感器方案,如下圖二中左邊的部分,傳統的霍爾電流傳感器方案需要額外的屏蔽磁環或屏蔽罩。其抗干擾性能很好,可以檢測較大的電流。下圖二中右邊的是三軸平面霍爾電流傳感器方案,內部集成了集磁片(IMC),集磁片具有很高的磁導率和低的磁滯特性。能將通電導體產生的磁力線會聚,使其垂直于芯片。因此不需要額外的屏蔽罩。使得產品尺寸很小、安裝和使用變得很簡單,可用于中小功率的變頻伺服系統中,做小電流檢測應用。

變頻伺服系統中不可或缺的電流傳感器

  圖二: 傳統霍爾電流傳感器方案及三軸平面霍爾電流傳感器方案

  MELEXIS的傳統霍爾電流傳感器主要有MLX91207,MLX91209,三軸平面霍爾電流傳感器主要有MLX91205,MLX91206,MLX91208,如下圖三所示:以及片內集成被測電流載體的MLX91210,這是MELEXIS第三代的電流傳感器產品,檢測電流范圍有±20A、±30A和±50A三種。非常適合用在中小功率的變頻伺服系統中,用來做電流檢測。

 變頻伺服系統中不可或缺的電流傳感器

 

  圖三:MELEXIS傳統霍爾及平面霍爾電流傳感器型號

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