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新型电流传感器和电流传感器的应用

  为了使驱动器能达到最好的工作状态,需要对工作中的电流进行不间断的测量,电流传感器的性能直接影响着电路控制的质量和响应时间,这也是它能够在风电行业得到广泛应用的原因。

  城市用电量的增加,使得供电设备经常处于超负荷预装状态,电源设备面临的考验也越来越大,电子设备60%的故障都来自电源,随着电源问题日益突出的严重性,电源技术渐渐被广大厂商重视,具有传感检测,传感采样,传感保护的电源技术渐成趋势,保护电源的设备也随之诞生,检测电流或电压的传感器应运而生,电流传感器是指能感受被测电流并转换成可用输出信号的传感器,在国内外的用途非常广泛。

  随着新能源技术的开发和发展,电流传感器在风电行业的应用尤为重要,它是风能涡轮机中转换器必不可少的元件。

  在转换器中,需要装有非常多的小型或PCB电流传感器,它属于一个闭环控制系统,确保逆变器能够迅速响应,逆变器与发电机的同时作用,可以确保在风能涡轮机启动之后在一个很宽的风速范围内为电网提供持续功率,直到涡轮机在上限风速时停机为止。

  为了使驱动器能达到最好的工作状态,需要对工作中的电流进行不间断的测量,电流传感器的性能直接影响着电路控制的质量和响应时间,这也是它能够在风电行业得到广泛应用的原因,同时,闭环电流传感器不仅带宽高,响应时间快,它还具有线性度好和精确度高等优点。

  新型光纤电流传感器就是智能电网快速发展的科技产物,我国推出了XDGDL-1光纤电流传感系统,实现了管线电流传感系统的全数字闭环控制,具有稳定性和线性度好,灵敏度高等特点,电流传感器满足了大量程范围的高精度测量要求。

  同时,该系统开发了一种可现场绕制的伸缩结构,安装方便,可避免杂散磁场的干扰,母线偏心的测量误差小于正负0.1%,实现了一种高精度信号转换方案,为整流器控制设备提供高精度模拟信号和标准数字通信接口。

  流入电网的逆变器输出电流(15-50ARMS)由一台传感器进行测量,以便反馈回至控制器进行脉宽调制(PWM)正弦波控制,控制器主要基于供有+5V电压并与电子控制系统其他有源元件共享基准电压的微处理器或DSP(数字信号处理器),LEM公司的HMS电流传感器通过一个+5V电源来运行,其内部基准电压(2.5V)由一个单独的端子提供,允许通过DSP或微处理器轻松使用传感器,但是,传感器还能接受来自这些相同DSP的外部基准电压(2V到2.8V之间),传感器从这些DSP上获得其自身基准电压,控制系统所有电子元件之间的这种共生使得整个应用效率更高(错误计算中的基准漂移消除),HMS电流传感器非常适合太阳能逆变器所需要的所有电流测量。

  电流传感器可用于峰值电流检测,用于真实值与设定点的对比,逆变器还在控制输出频率的系统中使用电流传感器,实际上,无论频率何时移出预选范围,逆变器都会停止运行一会儿(短于两秒)。

  尽管各国都有自己各自不同的接受值,但是共同要求都是标称输出电流的0.5%或1%,或者在一些国家是一个限定值(英国为20mA,德国和比荷卢三国关税同盟为1A,日本为100mA,中国和美国为50mA),如果直流电流大于这个限定值,则必须将系统与电网断开,对于是否需要测量直流电流霍尔电流传感器或只是检测临界值,现在还没有清晰的界定。

  在未来的太阳能设计中,该电流可能会予以补偿,直流元件会通过测量交流电流的平均值来计算,这代表直流元件,因此,逆变器控制环路中所使用的电流传感器直流偏移应该尽可能的低,而且,应避免由于逆变器IGBT切换延迟而产生的直流偏移或使其尽可能的小,该直流偏移可导致网络分配变压器产生饱和,为了减小这个直流偏移,正在开发新的逆变器拓扑技术。

  HMS电流传感器外形尺寸仅仅为16(长)x13.5(宽)x12(高)mm。

  而且,当印刷电路板上用于电流测量的空间很紧张时,理想情况是将初级导体进行集成,将这些模块直接表面贴装到印刷电路板上,从而降低制造成本,同时也避免混淆各种焊接工艺,除了外形尺寸小之外,HMS设计还实现了8mm漏电和间隙距离,通过一个600CTI对其塑料管壳进行累积,使得HMS具有高隔离性能(测试隔离电压:4.3kVRMS/50Hz/1分钟)。

  可提供涵盖标称交流,直流,脉冲和混合隔离电流测量的四种标准模块,这些模块可在宽至±3xIPN的测量范围内测量高达50kHz的5,10,15或20ARMS电流,四种模块的机械设计完全相同,因此这些模块可用于测量整个最终产品范围的电流,增益和偏移为固定值并进行了设定,因此,在lpn,输出电压等于输入或输出基准电压±0.625V.。

  设计与开环效应技术共同使用的独特LEMASIC已经用于改善性能,除了与传统离散技术相比更宽的工作温度范围(-40到+85°C)之外,这些性能改善还包括更好的偏移和增益漂移以及线性度。

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