電流傳感器的工作原理

電流傳感器：通過測量放置在電流路徑上的電阻兩端的壓降來監(jiān)控電流的電路(雖然還有其他技術，如磁相關技術，但這里的討論限于并聯(lián)電阻電流測量)。電流傳感器輸出與通過測量路徑的電流成比例的電壓或電流。電壓表測量電阻兩端的電壓降?？梢詼y量電流有利于廣泛的應用。傳統(tǒng)上，電流檢測主要用于電路保護和報告。然而，隨著技術的發(fā)展，電流傳感器作為監(jiān)控性能的手段變得越來越重要，監(jiān)控性能的目標是提高它。

一、工作原理：電流傳感器基于霍爾磁平衡原理(閉環(huán))和霍爾直接測量式(開環(huán))。

1.開環(huán)電流傳感器原理：一次電流IP產(chǎn)生的磁通量通過質優(yōu)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件固定在一個小的氣隙中，對磁通量進行線性檢測?；魻栐敵龅幕魻栯妷航?jīng)過特殊電路處理后，次級輸出跟隨與初級相同波形的輸出電壓，可以準確反映初級電流的變化。

2.磁平衡電流傳感器又稱為補償傳感器，即被測電流Ip在聚磁環(huán)處的主電路中產(chǎn)生的磁場經(jīng)過次級線圈，電流.產(chǎn)生的磁場被補償，使霍爾元件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。磁平衡電流傳感器的具體工作過程如下：當電流通過主電路時，導線上產(chǎn)生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感應到霍爾元件，產(chǎn)生的信號輸出用于驅動相應的功率管導通，從而獲得補償電流Is。該電流通過多匝繞組產(chǎn)生一個磁場，該磁場與被測電流.產(chǎn)生的磁場正好相反，從而補償了原始磁場，并逐漸減小霍爾元件的輸出。當Ip乘以匝數(shù)is產(chǎn)生的磁場相等時，Is不增加，此時霍爾元件起到指示零磁通的作用，此時可以用Is平衡。測量電流的任何變化都會破壞這種平衡。一旦磁場失去平衡，霍爾元件就會有信號輸出。功率放大后，相應的電流立即流過次級繞組，以補償不平衡的磁場。理論上，不平衡磁場再平衡需要不到1s的時間，是一個動態(tài)平衡的過程。

二、電流傳感器在風力發(fā)電中的應用：風能作為一種清理的可再生能源，越來越受到世界各國的關注。世界風能約為2.74109GW，其中可用風能為2107GW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量大10倍。風已經(jīng)被人們使用了很長時間——主要是通過風車抽水和碾磨表層。在新世紀，人們對如何利用風力發(fā)電以及如何盡大化發(fā)電量感興趣。電流傳感器作為主要的檢測元件，在其中起著至關重要的作用。