变频器维修中霍尔传感器的使用技巧

变频器维修中霍尔传感器的使用技巧

霍尔传感器，是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，并且半导体的霍尔效应比金属强得多。利用这现象制成的各种霍尔元件，被广泛应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

霍尔传感器的优势

1、霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流可以准确地反应原边电流的波形。而普通互感器一般只适用于测量50Hz正弦波。

2、霍尔传感器的原边电路与副边电路之间完全电绝缘，绝缘电压一般为2KV至12KV，特殊要求可达20KV至50KV。

3、霍尔传感器精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器一般精度为3%至5%，且只适合50Hz正弦波形。

4、霍尔传感器线性度好，优于0.1% 。

5、霍尔传感器动态性能好：响应时间小于１μs，跟踪速度di/dt高于50A/μs 。

6、霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms，它已不能适应工作控制系统发展的需要。

7、霍尔传感器工作频带宽：在0-100kHz频率范围内精度为１％，在０－５kHz 频率范围内精度为0.5%。

8、霍尔传感器的测量范围大：霍尔传感器模块为系统产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。

9、霍尔传感器过载能力强：当原边电流超负荷，模块达到饱和，可自动保护，即使过载电流是额定值的２０倍时，模块也不会损坏。

10、模块尺寸小，重量轻，易于安装，它在系统中不会带来任何损失。

11、模块的初级与次级之间的“电容”是很弱的，在很多应用中，共模电压的各种影响通常可以忽略，当达到几千伏/μs的高压变化时，模块有自身屏蔽作用。

12、模块的高灵敏度，使之能够区分在“高分量”上的弱信号，例如：在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。

13、可靠性高：失效率：λ=0.43╳10-6/小时

14、抗外磁场干扰能力强：在距模块5-10cm处有一个两倍于工作电流(2Ip)的电流所产生的磁场干扰而引起的误差小于0.5%，这对大多数应用，抗外磁场干扰是足够的，只是对很强磁场的干扰才需要采取适当的措施。

如今，霍尔传感器在变频器中的应用已经十分普遍了。北京凌坤电气的资深变频器维修工程师，根据自己多年的变频器维修经验，总结了一些霍尔传感器在变频器维修中的使用及检测注意事项，希望能给广大的变频器用户及维修人员提供一些有价值的参考。

一、变频器维修中霍尔传感器的使用

1、为能使霍尔传感器得到较好的动态特性和灵敏度，必须注意原边线圈和副边线圈的耦合，要耦合得好，最好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径。

2、霍尔传感器使用中，当大的直流电流流过传感器原边线圈，且次级电路没有接通电源、稳压器或副边开路，则其磁路被磁化，而产生剩磁，影响测量精度（故使用时要先接通电源和测量端M）。发生这种情况时，要先进行退磁处理。其方法是次边电路不加电源，而在原边线圈中通一同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值。

3、霍尔传感器在大多数场合都具有很强的抗外磁场干扰能力。一般在距离模块5-10厘米之间有一个两倍于工作电流Ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的，但当有更强的磁场干扰时，要采取适当的办法来解决这个问题。在变频器维修时，通常可以

采用下列方法：

①调整模块方向，使外磁场对模块的影响最小；

②在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩；

③选用带双霍尔元件或多霍尔元件的模块。

4、霍尔传感器测量的最佳精度是在额定值下得到的，当被测电流远低于额定值时，要获得最佳精度，原边可使用多匝，即：IpNp=额定安匝数。另外，原边馈线温度不应超过８０℃。

二、变频器维修中霍尔传感器的检测

很多人对霍尔传感器的检测不太熟悉，但在变频器维修的时候，经常需要判断霍尔元件是否损坏。霍尔元件有电源，信号输出端，据凌坤电气工程师变频器维修的经验，最好测量其输出电压。变频器在STOP状态下，电流应该是0，这时霍尔输出电压也应该是0 V，如果测得的电压不是0 V，那么可以判断这只霍尔元件已经损坏。

将测量电阻阻值和正常的霍尔对比也是一个方法，但实际上，坏的霍尔和好的电阻都差得不多。霍尔元件的损坏，其实一般是上面的电位器阻值变化所致，导致取样电压点变化，使得CPU误检测出现保护。切记千万不要试着修霍尔，因为弄不好，会把模块炸了，最好的方法是在路检查输出电压。

变频器维修实例：有一台台达A系列22KW变频器显示代码CFF，按照用户手册的解释是“线路异常”。但检查变频器没有什么是坏的，分析是检测部分的故障，变频器在STOP状态下，检查霍尔的输出电压，发现有只霍尔输出有１V，换掉这个霍尔元件后，变频器正常工作。

霍尔元件的输入和输出是个比例关系,它检测对象是电流。比如1000:1的霍尔,变频器输出是50A的电流,霍尔输出50MA电流，同时检测电压也要变化，变化的大小与电流是正比关系,同时和器件的阻抗有关系。变频器维修时，检查输出电流是很麻烦的,一般检查电压很方便。霍尔元件一般有4个脚，2个脚是霍尔的电源端，另外2个脚是检测的输出端。只要明白了它工作的原理,就好判断其好坏了。

一般霍尔传感器的输出电压范围是多大？

变频器的额定电流对应的2.2v,过载点为3.3v,过电流电为4.4v,变频器的电流传感器一

般按上述用要求配制。100Aat4v是100安时对应正负4伏，若有放大电路再进行折算。代换电流传感器应按上述要求实施。

比如在变频器维修时，台达15KW的变频器霍尔传感器损坏后,可以用200A/4V的国产替换，应注意的是电源接线为±15V。