LEM传感器在有源电力滤波器中的应用

合集下载

莱姆电流互感器的电路

莱姆电流互感器的电路

----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------莱姆(LEM )电流互感器的电路1、LEM 电流互感器的原理解析在智能化较高的电子设备上,应用最多的是电子式电流互感器,其突出优点在于把普通电流传感器与霍尔元件、电子电路有机地结合起来,既沿袭了普通传感器测量范围宽的长处,又发挥了电子电路反应速度快的优势。

而且大拓展了其应用范围,可用于交流、直流及脉动电流进行测量。

该类电子式传感器,有些为非标产品,系变频器生产厂家自行制作的,通用性较差。

近年来也有一些厂家专门生产通用性较好的电子式电流传感器,本机例所采用的是莱姆电流传感器(由瑞士LEM 公司推出的产品)。

其外型、内部电路板和原理框图如图1所示。

a )LEM 电流互感器外型b )LEM 电流互感器内部结构c )LEM 电流互感器内部原理框图图1 LEM 电流互感器外型、内部结构和原理框图LEM 有源电流互感器(以下简称LEM 电流互感器)为中间有透孔,三引线端的方形塑封器件,中间透孔供穿过变频器的输出电流引线,作为电流互感器的原边,穿绕匝数一般为1匝;三引线端,其中两引线为供电电源引入,一引脚为电流检测信号输出。

其内部结构含带空隙铁心(空隙处供放置霍尔元件)、副边线圈、电子电路板。

输出电流信号在外置负载电阻上,可以转化为表征着输出电流大小的线性电压信号。

LEM (LA108-P 型)电流互感器测绘电路,如图9-4所示。

注:为便于原理分析,图中元件序号为作者所添加。

图2 LEM (LA108-P 型)电流互感器测绘电路图LEM 电流互感器的工作原理(参见图9-3c )电路与图9-4电路):LEM 电流互感器的原理是磁场平衡式的,由闭环控制完成零磁通检测的任务。

即主电流回路所产生的磁场,通过一个次线线圈L1(1000匝,直流电阻99Ω)的电流所产生的磁场进行了补偿,使霍尔器件U1始终处于检测零磁通的工作状态。

当主回路有一大电流Ip流过时,在导体周围产生相应的电磁场Hp,穿过磁场的磁力线被聚集环聚集,并作用于霍尔器件,霍尔器件U1产生电流信号输出;此电流信号经信号放大器U2(差分放大器)放大,输入至功率放大电路(由VT1、VT2构成的互补放大器),从而产生一个流经L1的补偿电流Is。

LEM电流传感器

LEM电流传感器

LEM电流传感器在电梯门机专用变频器电流检测及过流保护中的应用张永红冯子龙金辛海曹叶楠(上海新时达电气有限公司研发中心,上海201802)摘要:介绍LEM电流传感器的工作原理、特性以及在电梯门机专用变频器电流检测及过流保护中的应用,给出了由LEM电流传感器组成的检测与保护电路结构。

关键词:电流传感器;检测;保护;电梯门机专用变频器Abstract: The function principle and characteristics of LEM current sensors and the application in the detection and protection of inverter for doors of elevator are introduced in this paper. Several practical detection and protection circuits are given also.Key words: current sensor; detection; protection; inverter for doors of elevator.1引言iAStar系列电梯门机专用变频器是根据电梯门机特点而精心设计,它具有效率高、重量轻、体积小等优点,主要应用于电梯自动门及各种自动门的控制场合。

随着变频调速的发展, PWM变频器应用日益广泛,对其可靠性要求也越来越高。

因此,在PWM变频调速中,驱动电路和过流保护电路的合理设计和周密的考虑是相当重要的。

2LEM电流传感器工作原理及特性当今,环境保护是世界范围内最重要的问题之一。

低成本、高性能、体积小、5V供电是环境保护对电力行业的基本要求。

LEM是电流测量控制、监控、保护领域的领导者,其在驱动、不间断电源、开关电源、功率变化电源等领域有着丰富的应用经验。

2.1 LEM电流传感器的工作原理LEM 电流传感器是一种模块化的有源电子传感器。

有源电力滤波器的设计原理

有源电力滤波器的设计原理

有源电力滤波器的设计原理有源电力滤波器是一种电力滤波器,它能够通过电源电压检测电路来实时调整输出电压,以消除电源中的谐波,降低电网污染,提高电力质量。

有源电力滤波器的设计原理主要包括三个方面:电源电压检测、控制算法和输出电压调整。

首先,电源电压检测是有源电力滤波器的核心。

它通常通过电流传感器和电压传感器来实时检测电源电压和电流波形。

电流传感器通常安装在电源输入端,用于检测电源谐波电流的大小和相位;而电压传感器通常安装在电源输出端,用于检测电源谐波电压的大小和相位。

通过电源电压检测,有源电力滤波器能够实时了解电网上的谐波特征。

其次,控制算法是有源电力滤波器的关键。

控制算法根据电源电压检测的结果,判断电网中的谐波特征,并通过控制器计算出相应的谐波电流。

控制算法中常用的方法有PI控制、谐波同步检测和谐波扫描等。

其中,PI控制是一种常用的控制算法,通过调节控制器的比例和积分参数,实现有源电力滤波器的稳定运行。

最后,输出电压调整是有源电力滤波器的最终目标。

通过输出电压调整,有源电力滤波器能够将谐波电流注入电网,与谐波电流相消,从而消除电网中的谐波。

输出电压调整一般通过功率放大器来实现,它将计算出的谐波电流转化为相应的电压信号,并通过功率放大器放大到合适的水平后注入电网,以实现滤波效果。

总的来说,有源电力滤波器的设计原理是通过电源电压检测,控制算法和输出电压调整来消除电网中的谐波。

由于有源电力滤波器具备自适应调整能力,可以根据电网谐波特征的变化实时调整输出电流,因此在电网谐波污染难以预测或变化较大的情况下,具有很好的滤波效果。

此外,有源电力滤波器还具备响应速度快、滤波精度高等优点,因此在电力系统的稳定运行和电力质量改善中得到了广泛应用。

lem应用场景1

lem应用场景1

LEM传感器应用代表性位置和型号LEM传感器应用于电力电子各种领域,如:1.工业电机驱动(使用自供电系列AK-50B)1)利用堵转方式判断管道堵塞用于工业自动化领域的电量传感器,提供瞬时值,RMS,真RMS信号可以直接输入PLC,二次仪表或其他仪器。

2.电动汽车电池管理型号:DHAB S341)电动巴士3.起重机、电动车和电梯(LF305S)1)在电梯关门过程中,碰到人或物体后门会自动打开。

这种障碍物探测通常是通过电流传感器监测电机导线上的电流来实现的。

障碍物引起扭矩变大,因此电机产生大电流,当检测到电流突变时,触发器发出开门信号2)在电梯中,传感器提供的信号引起电机调整转矩,以便有效平稳加速和停车。

提供信号同时可以保证轿厢按照目的位置停止。

4.风电(LF 205S)为使风力涡轮机组达到最优化,必须对输送到电网的电能的频率和电压进行持续控制。

电流传感器是风力涡轮机中转换器的核心部件,他们能够做到最优控制为了确保机组高效工作,电机积极的确保机舱和转子在风中旋转。

有效功率控制系统调整转子的纵向轴,以便能尽可能将风能转换为电能。

.5.太阳能发电光电面板系统中,传感器控制能量流向电网,并通常用来确保设备和人员的安全(详见应用太阳能逆变器)6.铁路牵引1)HAR 1000 LT2005 350~1000A三相异步电机2)HXD3B型交流传动电力机车原边电流监测3)铁路计量专用表:电流ITC4000-S 电压传感器DV4200/ SP44)公网短路试验为铁路行业提供瞬时电流电压检测,主牵引和辅助变频的控制和保护。

5)地铁自动排流柜电流变送器(牵引变电所)地铁牵引供电整流器:BLFK2000-S2型电流传感器除了在逆流保护回路中使用电流传感器之外,在整流器直流输出电压、直流输出电流的检测中也使用到了LEM的传感器,正是由于其良好的隔离特性及精度,为盘面表计提供了准确的信号7.通风设备以及空调设备,8.精密医疗器械(CT)1)六通道电源测量(配在德国科比逆变器)IT-6002)CT光学成像系统步进控制型号:ITN 12-P9.电镀电解LF2005-S1)在汽车工业的金属镀膜系统中,测量阳极电流,确保材料厚度的平滑,确保镀膜的厚度和品质。

LEM推出Minisens电流传感器

LEM推出Minisens电流传感器

LEM推出Minisens电流传感器
佚名
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】LEM是全球电参数测量市场的领先者,专注于电流电压量的测量。

近日,LEM推出了Minisens小型化、集成化的可测量AC和DC电流传感器.频带范围可到100KHz。

这款新的传感器提供全面的绝缘(不需要光耦)和高灵敏度(每安培可以输出20my到200mV),并且没有插入损耗,可直接通过SMD固定在印制电路板,降低设备成本。

【总页数】1页(P11)
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.LEM电子率先推出适用于混合动力汽车电池管理系统的双量程非插入式电流传
感器 [J],
2.LEM电子率先推出双量程非插入式电流传感器 [J],
3.莱姆电子(LEM)推出HTT系列印刷线路板装电流传感器 [J],
4.LEM推出Minisens电流传感器可直接测量电流 [J],
5.LEM公司推出基于磁通量闸门技术的超小体积电流传感器 [J],
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

LEM传感器在有源电力滤波器中的应用

LEM传感器在有源电力滤波器中的应用
维普资讯
第9 卷
第l 期
电 子元 器 件 主 用
Elcr n cC mp n n & De ie Ap l ai n et i o o et o vc p i t s c o
Vo . o 1 I N . 9
2o年1 O 7 月
Jn O 7 a .2 O
LM传感器在有源电力滤波器中的应用 E
李建林 .高志刚
( 中国科 学 院电工研 究所 ,北京 10 8 ) 00 7

要 :根 据L M公 司基 于霍 尔效应 的 电流传 感 器的特 点 ,给 出了在 有 源 电力 滤波 器 ( P ) E A F
中应 用L M公 司的L 8 P E A5 一 电流传感 器的具体 实例 。试 验结 果表 明 :使 用基 于L m公 司传 感器 e
式 中 , 为霍 尔 常数 ( C ) 为待 测 电流 i ・ ;, n
( ) 为磁感 应强 度 A ;B


;d 为霍 尔元件 厚度 ( ) m;
半 称为霍尔元件的灵敏度 ( -。 i・ 1 n C)

供 电质量 。负序 电流会 引起 旋转 电机 和 变压 器 的
附加 发 热 和振 动 .并 危 及 其 安 全 运 行 和 正 常 使
由式 1 可知 .霍 尔 电势 的大小 与 电流, 磁感 和
应强 度曰 成正 比关 系 , 是 表 征在 单 位 磁感 应 是 强度 和单位 电 流时输 出 的霍 尔 电压 大小 的一 个重
用 .使 以 负序分 量 为起动元 件 的继 电保 护发 生误 动 作 ,增加 电 网损 耗 ,对 通信 系统 产生 干扰 ,影
输 出端之 间)将 会 产生 电动 势 ( 为 霍 尔 电势 称 或 霍尔 电压) ,且 表达式 为 :

LEM传感器在交错Boost型PFC电路中的应用

LEM传感器在交错Boost型PFC电路中的应用
动势 为 :
7 电子无 嚣 件 主 用 0
2O. m vca n O 75 u n. d. e c
维普资讯
第9 卷
2o年5 07 月
第5 期
各 函
V1 o o N. . 5 9
Ma .2 0 v 07
r _ l

L 2
器 电路 由于 与被 测 电路 没有 电联 系 ,因此 ,L M E 传 感 器 的接人 对被 测 电路 的影 响可 降 到最小 。同 时 又 具有 较快 的动 态 响应 和较 高 的精度 。不论 是
地得 到众 多参 数 。为此 。本文 介绍 了L M传 感器 E 的原 理 、特 点及其 在交错 B ot F os型P C电路 中的应
用L M传 感 器具有 测 量频 率 范围 宽、反 应速 度 快 、准确 度和 线性 度 高等特 点 ,给 出 了其在 交 E
错 B ot F os型P C电路 中进行 直流 、不 同频 率的 交流 以及脉 动 电流 电气参数 测试 的具 体方 法 。
关键 词 :L M传 感 器 ;交错B s;升压 ;P C E ot F
D2
/ - , 、


-.. ^ 、 I. , = 、v



_




SI 卜 - S2




风力机 永磁 同步发电机
不控整流桥
交叉型B ot o s电路
电压型交流器
电网
图1 直接 驱 动 型 风 力发 电 系统 框 图
I2 i t
霍 尔 效 应 原 理 图
图4 双 重 并 联 交 错 B o t P C电 路 o s型 F

lem电流传感器原理

lem电流传感器原理

lem电流传感器原理LEM电流传感器原理引言:电流传感器是一种用于测量电流的装置,它能够将电流信号转换为与之成正比的电压信号或电流信号。

而LEM电流传感器则是一种采用霍尔效应的非接触式电流传感器,其原理简单而高效。

一、LEM电流传感器的基本原理LEM电流传感器采用了霍尔效应原理,通过测量磁感应强度的变化来间接测量电流。

它由一个铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。

当电流通过线圈时,会产生磁场,进而使铁芯磁化。

当铁芯磁化时,铁芯上的霍尔元件会感应到磁场的变化,并产生相应的电压信号。

通过测量这个电压信号的变化,我们可以推算出通过线圈的电流大小。

二、LEM电流传感器的工作原理LEM电流传感器可以分为闭环式和开环式两种。

闭环式电流传感器是指将被测电流通过主回路和次回路连接在一起,形成一个闭合的回路。

主回路中的电流通过线圈产生磁场,而次回路中的霍尔元件感应到这个磁场并产生相应的电压信号。

这个电压信号经过放大和处理后,就可以获得准确的电流值。

而开环式电流传感器则是指将被测电流通过线圈产生磁场,而霍尔元件直接感应到这个磁场并产生电压信号。

这个电压信号经过放大和处理后,也可以获得准确的电流值。

开环式电流传感器相对于闭环式电流传感器更加简单和便捷,但在一些特殊场合可能不太适用。

三、LEM电流传感器的优势LEM电流传感器具有以下几个优势:1. 非接触式测量:LEM电流传感器不需要与被测电流直接接触,减少了电路的复杂性和安全风险。

2. 高精度:LEM电流传感器采用了先进的霍尔效应原理,具有高精度和稳定性。

3. 宽频率范围:LEM电流传感器可适用于不同频率范围的电流测量,具有很高的通用性。

4. 快速响应:LEM电流传感器的响应速度非常快,可以实时监测电流的变化。

5. 低功耗:LEM电流传感器的功耗较低,适用于长时间运行的应用场景。

结论:通过对LEM电流传感器的原理和工作原理的介绍,我们可以看到它作为一种非接触式电流传感器具有很多优势。

LEM传感器电源制作指导

LEM传感器电源制作指导

广州致远电子股份有限公司LEM 传感器电源制作指导修订历史目录1. 概述 (1)2. 物料准备(仅供参考) (2)3. 套件安装 (6)4. 电源测试 (14)5. 使用高精度LEM传感器时的建议 (15)6. 免责声明 (16)1. 概述本文主要讲述LEM传感器系列配套电源的制作指导,文档仅提供通用的制作方法,实际制作时可以使用手头现有的材料进行制作。

由于LEM传感器型号众多,制作电源前请先详细阅读LEM传感器的数据手册,并熟悉传感器的使用方法。

在选择LEM传感器的供电电源前请先参考传感器的数据手册,确定电源的供电电压(下文使用±15V电源进行演示)和最大电流,电源最大输出电流应大于传感器最大电流1.5-2倍,如IT1000-S/SP1应选择1.5A以上的电源,相关的参数如图1-1所示。

当电源电流不足时会造成传感器输出信号失真甚至损坏传感器。

使用高精度LEM传感器时建议选择线性电源为其供电,并参考第5章的建议使用。

图1-1 传感器数据手册2. 物料准备(仅供参考)2.1 DB9接口LEM传感器电源套件建议准备以下物料(使用三个LEM传感器时部分物料需×3):2.2 3PIN 接口LEM 传感器电源套件建议准备以下物料(使用三个LEM 传感器时部分物料需×3):3. 套件安装3.1 DB9接口LEM传感器电源套件制作DB9接口LEM传感器电源套件接线图:图3-1 DB9电源套件接线图a)截取若干长度的五芯电缆(长度取决于需求),用剥线钳将其一端剥去约1.5cm,并将长约1cm的Φ2mm,蓝色热缩管套在5根线上,如图3-2所示:图3-2 截取线缆b)将电缆里的五根线按照DB9电源套件接线图分别连接起来,每焊接好一个引脚就要将热缩管套好,连接后用上面对应的热缩管将引脚包住,以免引脚之间发生短路,之后使用热风枪吹紧。

如图3-3所示:图3-3连接DB9端子c)将DB9插头带金属外壳里的两个金属外壳取出,去掉金属外壳自带的两颗螺丝,将一对塑料线槽分别放入两个金属外壳尾部的槽内,然后将上一步做好的DB9接头卡在一个金属外壳上,将2根长螺丝放入DB9接头左右两边的孔中,如图3-4所示:图3-4 将DB9插头放入金属外壳中d)将另外一个金属壳盖在上一步已做好的外壳上面,压紧,再用2颗M3×10mm螺丝将2个金属外壳固定好,尤其是尾部要压紧,压紧之后稍微用力拉一下电缆,看线缆是否有松动,有松动的话要继续用螺丝锁紧,完成之后DB9接头就制作完毕,如图3-5所示:图3-5 锁定金属外壳e)如果同时使用3个LEM传感器,则按照步骤1~4再做两根相同的电缆,共计3根电缆。

LEM传感器在电气参数测试中的应用

LEM传感器在电气参数测试中的应用

LEM传感器在电气参数测试中的应用李靖,黄绍平,张深基X(湖南工程学院电气与信息工程系,湖南湘潭411101)摘要:随着现代测试手段的发展和变频技术的应用,传统的电气测试设备已不能满足变频线路电气参数测试的要求.在简要介绍LEM传感器原理的基础上,利用LEM传感器具有测量频率范围宽、反应速度快、准确度和线性度高等特点,对其在低压开关电器通断能力试验和高速中频振动电机的电气参数测试中的应用进行了介绍.该类传感器可广泛应用于直流、不同频率的交流以及脉动电流的电气参数测试系统中.关键词:LEM传感器;电气参数测试;低压开关电器;中频振动电机中图分类号:T P212.9文献标识码:A文章编号:1671-119X(2004)02-0012-04LEM传感器的作用与传统的电流互感器相同,它将普通互感器与霍尔器件、电子电路有机结合起来,既有普通互感器测量范围宽的特点,又有电子电路反应速度快的优点,它可以不失真地传递自直流至100kH z频带内的任何波形电流,加上是补偿式测量,所以具有很高的准确角和线性度,可完成对直流、不同频率的交流以及脉动电流的测量,结合虚拟仪器可直观地得到众多的参数.本文就LEM传感器的原理、特点及其在低压开关电器型式试验和高速中频振动电机参数的电气参数测试中的应用作一介绍.1工作原理与特点LEM传感器是霍尔效应闭环电流传感器,是一种模块化的有源电子传感器.它将普通互感器与霍尔器件、电子电路有机结合起来,既有普通互感器测量范围宽的特点,又有电子电路反应速度快的优点,能完成对直流、不同频率的交流以及脉动电流的测量工作,可广泛应用于变频调速装置、逆变装置、中频电源、逆变焊机、变电站、数控机床和其它需要检测大电流的各个领域.111LEM电流传感器LEM电流传感器采用磁补偿原理,即主电路电流产生的原级磁场利用一个次级线圈电流产生的磁场进行补偿,使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态.霍尔电流传感器具有如下特点:(1)霍尔电流传感器实质是一个/电流v磁v电压0变换器,其作用与传统的电流互感器相同.它的输入和输出间具有良好的电隔离,原级电路与次级电路之间的绝缘电压一般为2~12kV,可以有效地保护副边的测量设备和人身安全.(2)传感器是一个大的闭环系统,可以不失真地传递自直流至100kHz频带内的任何波形电流,响应速度快(小于1L s).可以测量任意波形的电流,如交流、直流、脉动电流等,也可完成各种中高频电路电气参数的测量.(3)因为是补偿式测量,所以具有很高的准确度和线性度.测量精度优于1%原级额定电流,其线性度优于011%.(4)传感器磁路几乎是零磁通工作,动态变化时又是快速补偿,所以传感器是无电感性器件.用电流传感器测量电流的接线图如图1所示.图1用电流传感器测量电流的接线第14卷第2期2004年6月湖南工程学院学报Journal of H unan Institute of EngineeringVo1.14.No.2June2004X收稿日期:2004-02-18作者简介:李靖(1967-),男,硕士,高级实验师,研究方向:电器智能化及其应用.112 LEM 电压传感器LEM 电压传感器也是一种应用霍尔原理的闭环电流传感器.用电压传感器测量电压时,原边电流与被测电压的比一定要通过一个由用户选择的外部电阻确定,并将其串联在传感器原边回路上.电压传感器具有以下特点:(1)高精度,总精度?016%;(2)线性度<012%;(3)低温漂,0至25时,TYP ?0130mA,MAX ?0130mA;(4)抗外界干扰能力强;(5)共模抑制比高;(6)反应速度快;(7)频带宽.其应用对象包括交流变频调整、伺服电机牵引,直流电机牵引的电压转换,不间断电源,电焊机电源,电池电源等.用电压传感器测量电压的接线图见图2所示.图2 用电压传感器测量电压的接线2 应用实例211 在低压电器通断能力试验中的应用过去曾先后采用多种测试设备来完成/低压电器通断能力试验0中的主电路多路电压、电流信号的检测与分析[4].本文以一种开关电器额定通断能力试验为例,采用瑞士LEM 公司生产的传感器和虚拟仪器完成上述测试任务.其中,虚拟仪器采用WH 5100型双通道数字式虚拟示波器,功能包含数据存储、示波器、频谱分析等功能.21111 测试对象和主要技术参数测试对象为交流接触器.其主要技术参数:三相额定电压380V,额定电流10A,电源频率50Hz,功率因数0165.接通能力试验电流为120A,接通时间011s.根据上述参数,采用瑞士LEM 公司的LT108-S7型电流传感器和LV28-P 型电压传感器.现简要介绍LT108-S7电流传感器和LV28-P 电压传感器.LT108-S7型电流传感器的电气参数有:¹原边额定电流有效值100A,原边电流测量范围0~?150A;º副边输入的工作电压:?(12~15)V,允许偏差?5%;»副边测量电阻R 1在70e 、?15V 、?100A 情况下的范围为(0~110)8;¼副边额定电流有效值50mA;½70e 时副边线圈电阻为1208.计算电流传感器的取样电阻时应考虑管压降值和传感器的内阻值,这样可以减小测量波形的畸变.LV28-P 型电压传感器的电气参数:原边线圈电阻250,副边线圈电阻110;原边电压测量范围V PN =10~500V;额定电流有效值I PN =10mA,副边额定电流有效值I S N =25mA,10mA 时的测量电阻R 2为(100~350).对于电压测量,原边电流与被测电压的比一定要通过一个由用户选择的外部电阻R 1确定,并串联在传感器原边回路上.21112 测试电路与测试结果利用LEM 传感器完成开关电器通断能力试验主电路原理框图如图3所示,被测的电压波形和频谱分析如图4所示.图3 低压电器通断能力试验主电路原理框图13第2期 李 靖等:LEM 传感器在电气参数测试中的应用图4 电压波矿与频谱分析图212 高速中频振动电动机电气参数测试高速中频振动电动机由于主电路电源是交流、低压、中频,因此在测量高速振动电机的起动、运行和停止过程中的电流、电压波形和进行FFT 分析时,在中频情况下,电流信号和电压信号的测量不能再由电流互感器和电压互感器直接测量,而需要采用具有宽频带的传感器来完成.测试对象和主要技术参数测试对象:高速中频振动电动机.其主要技术参数:三相额定电压42V,额定电流12A,电源频率200H z,电动机转速12000rps.利用传感器结合虚拟仪器对高速中频振动电机进行电气参数测试的原理框图如图5所示.图5 测试原理框图测量数据按照/中频电机、变频器和断路器0不同电器的动作次序,分别记录下相应的波形并对它们进行数据测量读取和分析,具体包括:变频器的变频调压;用虚拟仪器测取200Hz 振动电机的电压、电流波形及其频谱分析。

LEM电流传感器的应用探讨

LEM电流传感器的应用探讨

业领域,由于受到传统方法限制,其技术成本较高。 随着科学技术的发展与进步,新型的基于霍尔
效应电流传感器应运而生,它可以实现零到数十安培甚至高达数千安培的电流动态检测,不但在
检测电流范围上实现了突破,而且在动态性能上也有显著的提高,同时还对检测回路与主回路进
行了完全隔离。 因而,在电力电子行业电流检测中得到越来越广泛地应用。
(The 45th Research Institute of CETC, Beijing East Yanjiao, 101601, China)
Abstract: This paper introduces the features and the application experience of the LEM current transducer. The real-time current measurement technology is widely used in industrial control area, but due to restrictions on traditional methods, technology costs are high. As the development of science and technology, the new current transducer has emerged, it is based on Hall-effect principle, the current transducer can measure dozens of amps and even higher current, it has had a very large improvement in dynamic measurement, and achieved a complete separation between the main circuit and detection circuit. Thus, the current transducer is widely used for current detection area in the power electronics industry. Keywords: Current Transducer; Main Circuit; Detection Circuit; Hall-effect

LEM电流传感器在开关电源电流检测及保护中的应用

LEM电流传感器在开关电源电流检测及保护中的应用

0
结束语
以上介绍了 ()* 电流传感器的工作原理和主
要特性, 并介绍了它在开关电源电流检测及过流保 护中的应用。实际上, 凡是需要检测直流、 交流、 脉 动电流及其用这些测量值进行控制的系统, 均可采 用 ()* 电流传感器, 因此, ()* 电流传感器在开关 电源、 变频器、 电机控制系统等电气设备中有广泛 的用途, 是一种很有应用前景的新型器件。
-.<-=>;
A;B ?/>-.<-=>; >9 CE=-<8=;F ?>E./ C:??@G A/. =;-/>B:<.B =; -8=C ?A?./H <=/<:=-C A/. F=I.; A@C>H
2.I./A@ ?/A<-=<A@ B.-.<-=>; A;B
?/>-.<-=>;
【 ./0 12+3) 】 <://.;- C.;C>/C; B.-.<-=>;; ?/>-.<-=>;; CE=-<8=;F ?>E./ C:??@G
参考文献 国防工业出版社, B#C 叶慧贞等编 - 开关电源 - 北京: #;;’-
679,79/,必须保证每个放电途径上都有 ()* 电流
传感器监视( 检测) 。
#;;D , B,C 沈 旭 - 高 频 电 压 型 逆 变 器 的 短 路 保 护 - 电 气 传 动 ,
( : 1) 10211-
B/C 何 益 宏 - 全 桥 式 开 关 电 源 的 一 种 切 断 式 过 流 保 护 电 路 电测与仪表, ( : #;;0, #,) ,D2,;-
’() 电流传感器组成的几种检测与保护电路结构。

LEM传感器在变频器检测与保护电路中的应用

LEM传感器在变频器检测与保护电路中的应用

ElectronicComponent&DeviceApplicationsFeb.20072007年2月0引言在通用变频器中,检测电路的主要作用是将变频器和电动机的工作状态反馈至微处理器,并由微处理器按照规定的算法处理后为各部分电路提供控制或保护信号,以达到控制变频器输出和保护变频器及电动机的目的。

而用于采集反馈信号的传感器的性能和精确度,很大程度上决定了控制系统的品质,测量精度的提高将提高整个系统的控制性能。

因此,各种信号的传感器是变频调速系统的重要组成部分,它相当于系统的“眼睛和触觉”。

虽然不同场合对通用变频器的性能要求不同,但均体现出高性能化的趋势。

如新一代的高性能矢量控制变频器具有极强的功能,能实现快速动态响应,而它的实现依赖于变频器各检测电路中传感器的性能。

传统的传感器在某些场合下已无法胜任。

LEM传感器的作用与传统的电流互感器相同,但它将普通互感器与霍尔器件、电子电路有机结合起来,因而既有普通互感器测量范围宽的特点,又有电子电路反应速度快的优点,因而在通用变频器检测与保护电路中有助于提高调速系统的控制性能及可靠性。

1LEM传感器的原理特性1.1LEM电流传感器LEM电流传感器是基于霍尔效应的闭环电流传感器,是一种模块化的有源电子传感器,它把普通互感器与霍尔器件、电子电路有机地结合起来,既发挥了普通互感器测量范围宽的优势,又利用了电子电路反应速度快的长处,故可对直流、交流、脉动电流进行测量。

图1是LEM电流传感器的原理图。

LEM模块的工作原理是磁场平衡式的,它通过次级线圈的电流所产生的磁场来补偿被测电流LEM传感器在变频器检测与保护电路中的应用李珂1,侯传晶2,张承慧1(1.山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061)(2.中国石油大学信息与控制工程学院,山东东营257061)摘要:随着不同工艺场合对现代通用变频器性能需求的不断提高,其控制和保护电路对检测反馈信号的要求也越来越高。

LEM公司磁平衡式霍尔检零电流传感器的工作原理和应用

LEM公司磁平衡式霍尔检零电流传感器的工作原理和应用
邻近电流传感器的导电母线排所产生的外部 磁场会对磁平衡式霍尔检零电流传感器的准确测 量 有 一 定 影 响 。LEM公 司 所 采 取 的 办 法 是 用 补 偿 线圈进行补偿, 消除其影响。图2 所示为磁平衡 式霍尔检零电流传感器原理图。
图1 霍尔器件工作原理图
2.1 直测式电流传感器
众所周知, 当电流通过一根长导线时, 在导 线周围将产生一磁场, 这一磁场的大小与流过导 线的电流成正比, 它可以通过磁芯聚集感应到霍 尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经功率 放大器放大后可以直接输出, 一般的额定输出标 定为4 V。
参考文献
[1] 吴 金 宏 , 倪 向 阳 , 吴 昊. 霍 尔 电 流 电 压 传 感 器/变 送 器 模块的性能及应用[J].市场研究, 2001, ( 01) : 12- 15.
[2] 吴士普. 激光供电的光电电流互感器研究[D]. 华中科 技大学硕士学位论文, 2004.
60
2006.10 www.ChinaECD.net
(2. 西安西电电力整流器有限公司, 陕西 西安 710077)
摘 要: 霍尔电流传感器是当今电子测量领域中应用最多的传感器之一, 广泛应用于电力、 电子、交流变频调速、逆变装置、电子测量和开关电源等诸多领域, 可完全替代传统的互感 器和分流器, 并具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失测量电路能量 等 优 点 。 文 中 着 重 介 绍 了LEM公 司 生 产 的 磁 平 衡 式 霍 尔 检 零 电 流 传 感 器 的 性 能 、 特 点 、 工 作 原理和应用注意事项, 给出了该传感器几种典型应用举例。 关键词: 霍尔传感器; 测量; 直流电流
www.ChinaECD.net 2006.10

lem电流传感器原理

lem电流传感器原理

lem电流传感器原理LEM电流传感器原理引言:LEM电流传感器是一种常用的电流测量设备,它能够将电流转化为电压信号输出,并广泛应用于工业控制、电力系统、电子设备等领域。

本文将详细介绍LEM电流传感器的原理及其工作机制。

一、LEM电流传感器的基本原理LEM电流传感器采用了霍尔效应原理,通过在导体上加上外加磁场,使得电流产生磁场,进而通过霍尔效应感应出电流的大小。

具体原理如下:1.1 霍尔效应霍尔效应是指当电流通过导体时,垂直于电流方向的磁场作用下,导体的一侧会产生电势差。

这种现象是由于磁场作用下的洛伦兹力使电子偏转而产生的。

1.2 磁场感应当电流通过导体时,根据右手定则,电流产生的磁场方向垂直于电流方向。

而磁场的大小和电流成正比。

1.3 霍尔元件为了感应电流产生的磁场,LEM电流传感器中使用了霍尔元件。

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁敏元件,能够将磁场转化为电压信号输出。

二、LEM电流传感器的工作机制基于以上原理,LEM电流传感器的工作流程如下:2.1 封装和连接LEM电流传感器通常采用封装的形式,方便安装和连接。

它通常由传感器主体、输入输出端子和电源端子组成。

2.2 磁场感应当待测电流通过传感器主体时,会产生磁场。

传感器主体中的霍尔元件感应到这个磁场,并将其转化为电压信号。

2.3 信号处理通过对电压信号的处理,可以得到与电流大小成正比的输出信号。

通常,该信号经过放大、滤波等处理,以提高测量精度和减小噪声干扰。

2.4 输出结果经过信号处理后,LEM电流传感器将输出一个与待测电流大小成正比的电压信号。

用户可以通过测量该电压信号来得到电流的准确值。

三、LEM电流传感器的优势和应用LEM电流传感器具有以下优势:3.1 非接触式测量LEM电流传感器采用非接触式测量,不需要与被测电流直接接触,避免了测量过程中的安全隐患。

3.2 宽量程LEM电流传感器具有宽范围的量程选择,可以满足不同应用场景的需求。

3.3 高准确度LEM电流传感器采用高精度的霍尔元件和信号处理技术,具有较高的测量精度和稳定性。

lem电流传感器原理

lem电流传感器原理

lem电流传感器原理LEM电流传感器原理引言:LEM电流传感器是一种常用的电流测量设备,广泛应用于电力系统、工业自动化和电子设备中。

本文将详细介绍LEM电流传感器的原理和工作方式。

一、电流传感器的基本原理电流传感器是一种用于测量电流的装置,它通过感应电流产生的磁场来测量电流的大小。

LEM电流传感器采用了霍尔效应,基于洛伦兹力的原理来实现电流的测量。

二、霍尔效应的原理霍尔效应是指当电流通过导体时,在导体两侧产生一种电场,这种电场会使导体中的电子受到一种力的作用,从而引起导体的电压差。

利用这种效应,可以实现电流的测量。

三、LEM电流传感器的结构LEM电流传感器通常由铁芯、感应线圈和霍尔元件组成。

铁芯用于增强电流产生的磁场,感应线圈将电流转化为磁场,并通过霍尔元件测量磁场的强度。

四、LEM电流传感器的工作原理当电流通过感应线圈时,感应线圈产生的磁场会使铁芯饱和。

饱和后的铁芯会形成一个稳定的磁场,该磁场与电流成正比。

霍尔元件安装在铁芯上,可以感应到磁场的强度。

通过测量霍尔元件输出的电压,就可以得到电流的大小。

五、LEM电流传感器的特点1. 非接触式测量:LEM电流传感器与被测电路之间没有电气连接,可以避免安全隐患。

2. 高精度:LEM电流传感器具有较高的测量精度,可以满足工业自动化和电力系统的要求。

3. 宽测量范围:LEM电流传感器的测量范围通常较宽,可以满足不同应用场景的需求。

4. 快速响应:LEM电流传感器的响应速度较快,可以实时监测电流的变化。

六、LEM电流传感器的应用1. 电力系统:LEM电流传感器广泛应用于电力系统中的电流测量和保护装置中,例如电能计量、断路器和接触器。

2. 工业自动化:LEM电流传感器用于工业自动化中的电机控制、变频器和电力负载监测等领域。

3. 电子设备:LEM电流传感器也用于电子设备中的电流测量和控制,例如电源管理、电池充放电控制等。

结语:LEM电流传感器是一种重要的电流测量装置,基于霍尔效应实现了电流的非接触式测量。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2007.1www.ChinaECD.net
ElectronicComponent&DeviceApplications
Vol.9No.1
Jan.2007第9卷第1期
2007年1月
1电流传感器的工作原理
在与电气工程相关的科研活动中,不可避免
的要对电流信号进行测量或感知。

LEM公司的电
流传感器可以测量各种类型的电流,其主要工作
原理是基于电磁效应-霍尔效应。

霍尔效应的原
理如图1所示,当电流I流过金属或半导体薄片,
并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁
场时,那么垂直于电流和磁场的方向上(即霍尔
输出端之间)将会产生电动势UH(称为霍尔电势
或霍尔电压),且表达式为:





IB

=K

IB(1)
式中,RH为霍尔常数(m3・C-1);I为待测电流
(A);B为磁感应强度(T);d为霍尔元件厚度(m);






称为霍尔元件的灵敏度(m2・C-1)。

由式1可知,霍尔电势的大小与电流I和磁感
应强度B是成正比关系,KH是表征在单位磁感应
强度和单位电流时输出的霍尔电压大小的一个重
要参数,一般希望它越大越好。

霍尔元件的灵敏
度与元件材料的性质和几何参数有关。

由于半导
体(尤其是N型半导体)的霍尔常数要比金属大得
多,所以实际中常采用N型半导体。

此外,元件
厚度d越小,灵敏度也越高[1]。

2电网中的有源电力滤波器
高次谐波对电网和用电设备造成的危害日趋
严重,世界各国都对谐波问题十分关心和重视,
不少国家己制定了电力系统和用电设备谐波、波
形畸变的国家标准或电力部门的规定。

此外,还
有无功功率和负序电流等问题也严重危害着电网
和用电设备的安全。

无功功率的存在会增加设备
容量、增加设备及线路损耗、引起电网电压的波
动,从而使一些用电设备无法正常工作,降低了
供电质量。

负序电流会引起旋转电机和变压器的
附加发热和振动,并危及其安全运行和正常使
用,使以负序分量为起动元件的继电保护发生误
动作,增加电网损耗,对通信系统产生干扰,影
响正常通信质量[6]。

不论是谐波、无功还是负序电流,从物理本
质上看,都可以归结为波形的问题。

谐波是由于
工频正弦波畸变;无功主要是电压、电流波形相
位不同引起的;负序电流则是因为三相电流波形
不对称。

正是由于这种物理本质上的统一性,从
而可以对电力系统中的谐波、无功和负序电流进
行综合补偿[7]。

有源电力滤波器(ActivePowerFilter,APF)收稿日期:2006-09-07
LEM传感器在有源电力滤波器中的应用
李建林,高志刚
(中国科学院电工研究所,北京100087)
摘要:根据LEM公司基于霍尔效应的电流传感器的特点,给出了在有源电力滤波器(APF)中应用LEM公司的LA58-P电流传感器的具体实例。

试验结果表明:使用基于Lem公司传感器的有源电力滤波器补偿后,该电网电流正弦度高、基本可达到单位功率因数。

关键词:电流传感器;有源电力滤波器;LEM公司;LA58-P
图1霍尔效应原理
70
www.ChinaECD.net
2007.1
Vol.9No.1Jan.2007
第9卷第1期
2007年1月
图6
电流检测与偏置电路
是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的新型电路电子装置,它可对大小和频率都变化的谐波和无功分量进行实时的补偿[2,3]。

作为柔性交流输电系统(FACTS)中的元件,APF的研究受到了各国学者的高度重视。

APF以其优异的运行特性和广阔的应用前景使世界各国学者的研究兴趣方兴未艾。

在不远的将来,APF定会成为电力系统谐波治理的主流。

按APF在系统中的连接方式可将其分为图2所示的串联型、并联型、与LC滤波器混合使用型以及串并混合使用型等几种基本拓扑结构,具体工作原理见参考文献[2][3]。

3LEM电流传感器在APF中的应用
APF系统的流程图如图3所示,电网在拖动
非线性负载后,电流中的谐波含量会增大,依据“补偿为标准正弦波”的指导思想可以求得需要输出的补偿电流,DSP则根据该参考信号发出适当的脉冲驱动逆变起工作,最终起到补偿电网电流的作用。

在APF技术的应用过程中,需要对APF输出的补偿电流信号进行测量,试验中该补偿电流信号是通过LEM公司电流传感器来获得,然后再转换到DSP的AD转换口的输入范围之内,才能进行
AD转换[4]。

LEM公司的电流传感器LA58-P的额定电流
为50A,原边和副边之间是绝缘的,可测量直流、交流和脉冲电流等,该电流传感器广泛应用于交流变频调速、伺服电机、直流电机牵引的静电转换、电池电源、不间断电源、开关电源、电焊机电源等场合。

LA58-9基于霍尔原理,并采用符合UL94-V0标准的绝缘外壳,因此其性能优秀。

同其他同种类型传感器相比,它具有出色的测量精度、良好的线性度、低温漂等特点,此外,它还有反应时间短、频带宽、无插入损失、抗干扰能力强、电流过载能力强等诸多优点[5]。

APF试验中用到的电流检测与偏置电路如图4
所示,电流传感器为LEM公司的LA58-P,额定电流为50A,电流变比为1000:1。

当外接100Ω的采样电阻R时,电流与采样电压的比例为10A:1
V。

通过图6的电流检测与偏置电路,可将检测信
号抬高3.3V/2=1.65V,则输出电压VO=Isence+1.65=
I/10+1.65,因为VO≤3.1V,所以可以检测的最大
电流为13.5A。

将此采样信号送入DSP的A/D口,就可以进行A/D转换,然后再进行运算。

试验中对一非线性负载进行APF补偿,APF输出的补偿电流是通过五电平多路PWM调制逆变产生,试验波形如下图5所示。

由图5可知,负载电流在补偿前谐波含量很高,且无功功率明显;补偿后的电流波形很好,
(a)串联型APF(b)并联型APF(c)串联混合型APF
(d)并联混合型APF
(e)串并联混合APF(f)直流用APF
图2
APF的基本拓扑结构图
图3APF系统流程图
名企产品推介
71
2007.1www.ChinaECD.net
ElectronicComponent&DeviceApplications
Vol.9No.1Jan.2007
第9卷第1期
2007年1月非常接近正弦,且基本与电压同相位。

由此可知,APF的补偿作用非常明显,它改善了波形的状况、大大削弱了电流中的谐波含量、改善了电网电流质量、较好地实现了谐波和无功补偿功能。

而APF补偿电流的测量正是因为采用了LEM公司LA58-P电流传感器,该传感器高精度、高实时性的测量结果给DSP系统提供了正确的动作依据,从而取得了良好的电流补偿效果。

4结束语
传感器技术应用遍布科研活动和生产、生活
的各个方面,人类社会的发展离不开传感器技术的进步,传感器技术水平的高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。

笔者将LEM公司的LA58-P电流传感器应用在APF场合,试验结果证明该传感器测量准确度高、可靠性高、工作稳定。

LA58-P电流传感器准确的测量能力是整个APF系统正确工作的前提,LEM公司的众多传感器产品也以质量可靠、准确度高、性价比高而广受好评,必将会在广大科技工作者的科研活动
以及工业生产中发挥巨大的作用。

参考文献
[1]樊尚春.传感器技术及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.
[2]
Soto,D.Pena,R.Reyes,L.Vasquez,M.Anovelcascad-edmultilevelconverterwithasinglenonisolatedDClink[R].PowerElectronicsSpecialist,2003.PESC'03.IEEE34thAnnualConferenceon,2003,(4):1627-1632.
[3]ZhiguoPan,Peng,F.Z,Stefanovic,V.Leuthen,M.A.diode-clampedmultilevelconverterwithreducednum-berofclampingdiodes[R].AppliedPowerElectronicsConferenceandExposition,2004.APEC'04.NineteenthAnnualIEEE,2004,(2):820-824.
[4]
李建林.载波相移级联H桥型多电平变流器及其在有源电力滤波器中的应用研究[C].浙江大学博士学位论文,2005.
[5]http://www.lem.com.cn.
[6]王兆安,杨君等.谐波抑制和无功功率补偿[M].机械工业出版社,2002.
[7]张崇巍,张兴.PWM整流器及其控制[M].北京:机械工业出版社,2003.
(a)负载电流波形(t/5ms/div)(b)补偿后网侧电流波形(t/5ms/div)
(c)补偿前电压电流波形(t/10ms/div)
(d)补偿后电压、电流波形(t/10ms/div)
图5
系统静态响应实验波形
72。

相关文档
最新文档