霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件,如果在输入端通入控制电流IC,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端出现霍尔电势VH,霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比,即:VH=KHICBsinΘ,霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成,对安培定律加以应用,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场,因此,使电流的非接触测量成为可能,通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小,因此,电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。
开环式霍尔电流传感器也称直放式霍尔电流传感器。
由于环形磁芯中的磁感应强度与原边电流成正比,只要原边电流足够大,环形磁芯必然饱和。
闭环式霍尔电流传感器也称零磁通互感器或磁平衡电流传感器,原边电流Ip在磁芯中所产生的磁场通过副边补偿线圈电流所产生的磁场进行补偿,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态,其补偿电流Is按比例的反映原边电流Ip。
这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用,此时可以通过Is来测试Ip,当Ip变化时,平衡受到破坏,霍尔器件有信号输出,即重复上述过程重新达到平衡,被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。
由于太阳能具有清洁,可再生的特点,我国又出台的新能源政策促使光伏产品质量与数量齐升,面临的首要问题是对光伏发电组件进行检测与维护,而光伏系统主要采用直流电源,可以依据输出端电压,电流来判断光伏组件运行状态,因此,监测光伏组件的输出端电压,电流具有重要意义。
监测系统主要是采集光伏组件输出电压,电流信号,但是,阵列中的电压,电流值较高且电池板间具有电位联系,导致目前实现直接测量比较困难。
因此,针对光伏发电系统的特殊性并结合目前的测量方法,采用依据霍尔效应制作的一种磁场传感器——霍尔传感器来测量光伏阵列的电压,电流,采用CAN总线,实时上传数据至上位机,设计了一种方便操作且结构简单的可以实现实时监测光伏发电组件工作状态的装置,相比于其他单一的光伏发电监测系统,它可以克服目前测量方法存在的不足,而且具有两大优势:一是可以实现同时监测发电组件的电压,电流,二是可以实现数据的实时上传。 |