请问电机缺相保护怎么做？ - 维库电子市场网
请问电机缺相保护怎么做？
作者：monsterchp　栏目：
请问电机缺相保护怎么做？电机的三相如果其中有一相一直没有电流通过那么判断电机缺相可不可以？ 三相接三个电流互感器行不行？TX
作者： 南方的老树 于
9:32:00 发布：
工控论坛有个帖子缺相，就是缺一相以上，赶紧保护。使用3个光耦，串接33K8W电阻，一相一个，在相线和零线之间，输出接单片机；光耦选用这种高隔离电压的；光耦反接一个保护单片机扫描3个输入，就可以了。电流互感器贵了。这个用法，是最成熟、最便宜、最可靠的。做产品，要得就是可靠、成熟、便宜。 * - 本贴最后修改时间： 9:46:54 修改者：南方的老树
作者： china_fog 于
9:57:00 发布：
缺相监测到玩过，呵呵&
作者： hexiaoxiao 于
10:27:00 发布：
南方的老树实用性比较强.顶你了
作者： chunyang 于
11:19:00 发布：
老树说的对不过8W电阻恐怕是笔误，用1W100K的限流电阻即可。
作者： 南方的老树 于
11:26:00 发布：
提醒了我，那个电路是电机软起动器的对检测的脉宽和相位有要求，因为要靠这个脉冲，找到触发可控硅的时间，所以电阻选的比较大。chunyang说得对，仅仅是缺相保护，只要能检测到脉冲就行了，电阻的确可以小。功耗小，发热小，更可靠。软起动器实际使用的时候，电阻和光耦还是有坏的时候，跟现场的震动有关，看来当时的这个值需要优化。
作者： wqne 于
11:43:00 发布：
有成品的冬冬！好像也不贵！
作者： monsterchp 于
11:02:00 发布：
多谢！to&&南方的老树：&&能不能给个电路图呀？ 这样清楚点。。哈to&&wqne：能不能给个具体的型号和在那里有的卖？TX
作者： monsterchp 于
11:28:00 发布：
电机只有4条线出来！其中3条是所需的3相。还有一条是接地的。零线在那里接呢？注： 所有的为直流无刷电机。
作者： 南方的老树 于
11:49:00 发布：
配电室没有零线吗？你的缺相保护的设备应该是放在配电室，控制交流接触器，或者其它给这个电机供电的开关，在开关后取样。配电室没有零线吗？即使在现场，地线等同于零线，2者之间一样是，你拿万用表一量就知道了。不要告诉我接地都没有。供电规范就是3＋2。 * - 本贴最后修改时间： 11:51:38 修改者：南方的老树
作者： 南方的老树 于
12:17:00 发布：
不过，在相与相之间接光耦，缺1相，有2个没有形成回路也可以检测到缺相。
作者： meng730507 于
13:13:00 发布：
是有很多。几十块钱就有的买吧。到网上一搜，多的是。不过都是模拟电路的。高档点的，有缺相，过流，反时限功能。注：前边几位的方法，可能没考虑到电机有两种接法。因此，还是用电流最牢靠。
作者： mamingjie 于
19:12:00 发布：
老树的办法好 即经济又好用&
作者： 南方的老树 于
8:19:00 发布：
买一个8个脚的单片机，可以做成一个小产品，模块&
作者： 南方的老树 于
8:37:00 发布：
异步电机起动的时候有星三角的切换直流电机不知道，但是，如果你从三相那里采样，跟接法没有关系。电流传感器的做法，就缺相保护而言，成本太高了。玩玩可以，做产品，除非你要过流保护，否则是浪费了模拟量传感器了。缺相，顾名思义，就是开关量的检测。
作者： tangqin 于
6:47:00 发布：
无题分析：缺相时转不起来，速度方面有特征；缺相时有至少一相没有电，而其它相明显电流大；
作者： lrfbjx 于
8:36:00 发布：
给电机加变频器&
作者： xl1617 于
13:40:00 发布：
还要用单片机吗？搞2个继电器搞搞不就玩乐吗&
作者： liudewei 于
17:19:00 发布：
南方的办法可以简化，用，不接就行输出是占空比很高（或很低）的方波，再自己软件处理
作者： LSM428428 于
14:23:00 发布：
可以判断电机缺相回复：电机的三相如果其中有一相一直没有电流通过那么判断电机缺相可不可以 回答：可以判断电机缺相。
作者： pcbandmcu 于
15:41:00 发布：
专门的芯片直接处理专门的芯片直接处理，或采用双D触发器也可！
作者： lxbwindows 于
16:02:00 发布：
省钱有个超省钱的方法：用电阻取样，运放比较器可解决
作者： yzqok 于
21:01:00 发布：
网上找一下,可能会有收获,有缺相保护电路.&
作者： lzqok 于
10:46:00 发布：
我敢保证依南方老树的方法做出来没有市场！首先这种方法只是从表面去论断。实际上不可行我做了好几个类似产品且都有生产了上百K市场使用了4年以上。单是这一个小玩意儿不是想象的那么容易南方老树，有没有测过电机运行时要是缺了一相会是怎样？？
作者： qinchang 于
13:24:00 发布：
有一点不明白不知所谓缺相是指电源缺相还是指电动机缺相?以前见过一款的三相相序继电器仅用了两个电阻,一个电容和一个继电器(大致映像),可以防止电源反相和缺相.
作者： 南方的老树 于
13:55:00 发布：
电机应该是要被烧掉，所以需要缺相保护&
作者： 路过看看 于
23:40:00 发布：
作者： 路过看看 于
23:54:00 发布：
我来告诉你几个方案1　第一个跟帖说的可以参考。但电路应当分析一下，有的电路看起来可以，但不一定是理想的，有的方案就存在电路过于复杂的问题。2　有专用一缺相检测电路，不记得了。我记得是在北航的《单片机与嵌入式系统》或者《国外电子元器件》上（哪一期也记不得了）看到过的。3　使用零序电流互感器：当三相平衡时，三相电源的电源之和为零，没有信号输出，如果缺相，三相电流之和就不会为零，（或严重不平衡时，也不为零）。零序电流互感器一般用于电流较大（功率较大）的情况。
作者： 89LPC901 于
12:16:00 发布：
电机运行之后再发生缺相的情况，电机的3个端子仍然是有电压的电机在运转的时候同时也是发电机
作者： cq.zhq 于
21:50:00 发布：
如果电机在运行过程中发生缺相,用光电隔离检测电压方法可不行.&
作者： iQanolog 于
22:01:00 发布：
注意：在几种方法之间，电压法不能正确反应检测点之后的情况考虑到电机内缺相后线路电压仍然存在的情况品，那么，...只得用电流检测的方法了，实际上，也是电流检测的方法最可靠，最全面。电压检测的方法，虽然可行，但还是有缺陷的，方法上是存在固有的不足的，－－对检测点之后的情况，无法反映出来。
作者： meng730507 于
8:07:00 发布：
有人想到了零序电流法有些进入专业的的门了。路过看看&&是搞继保的吗？我看过一个电路，用了四个线圈，一片556（两个555），就有过流和缺相保护。
作者： 路过看看 于
18:55:00 发布：
呵呵，电机缺相和电源缺相是很不同的监控电机缺相最好的办法当然是零序电流法---有没有电，或有电而不接通它不管。管的就是接通电源后会不会发生问题。监控电源缺相则是电压法---它不管后面只管前面的事，应该是这样吧。我不是搞继保，许多简单的继电程序我也看不懂啊，但偏偏这事我研究过一次......
作者： 89LPC901 于
19:11:00 发布：
电压法的问题在于,它也管不了前面的事&假设保护装置接在接触器与电机之间,当电机启动之后,接触器再发生缺相输出的时候,你测量电机的3个接线端,仍然存在足够的电压,使保护装置失效.&
作者： xwj 于
19:24:00 发布：
检测电压不可靠，还是得检测电流&
作者： lzqok 于
8:41:00 发布：
monsterchp是不指无刷电机?如果时无刷电机可能不同了?我没做过.我看社区兄弟们讲的是三相异步电机:如果是指异步电机则电机绕组缺相(绕组断路)的可能性比较少;多是电源缺相,电源缺相分电机启动前缺相和运行中断相;不知monsterchp所指是这些?
作者： yufong 于
20:19:00 发布：
用电流法可以&&&就像monsterchp 说的那样一相接一个互感器，然后检测它们的电流可以，只是麻烦了点，以前上课的时候还有一种方法，它是将三个互感器的二次线圈按一定的方法连接后由两端输出，再检测它输出的是基波还是高次谐波，这样不仅可以检测缺相，还能检测有没有过流。
作者： wj8389 于
23:04:00 发布：
同意检测零续电流同意检测零续电流
作者： cameraboy 于
23:50:00 发布：
测负序电流测负序电流,零序的测了用处不大,当三相异步电机不是发生对地短路时零序没有用.要的话联系我,我最近也正在做这个
作者： 加速度 于
10:06:00 发布：
网上很多这样的资料啊!&
作者： meng730507 于
10:46:00 发布：
保护做到什么样，关键看电机值多少钱！！对于普通的三相异步电机，一个简单的保护就行了。对于大的高压电机，非常值钱，保护就要好一些，可能要用专门的保护装置。各种缺相，过流，内部短路，接地，等等，都要有，还要有反时限功能。
作者： huangyzhi 于
11:05:00 发布：
我看了老树的方法,不错,顶&
作者： chenxiaogo 于
16:41:00 发布：
用一个传感器就搞定如果场合不是十分严格,用一个电流传感器就可以了,因为缺相后电流为0或大于原电流1.5倍,用一个窗口比较器就搞定.
作者： meng730507 于
17:14:00 发布：
看看广告吧。ZDB智能电机保护器 　可对电机运行过程中的过流、堵转、三相电流不平衡、断相,过压、欠压、漏电、短路等故障进行保护。采用16位A/D转换器，检测精度高，保证了保护动作的准确性和可靠性。配有通讯接口，可通过上位机对多台ZDB电机保护器进行监测和控制.&&& ZDBK智能电机保护控制器 　 具有多种电机保护方式:断相保护、欠压保护、三相不平衡保护、过流(过载、堵转、短路)保护等，确保电机安全运行；具有电机软启动功能(选配)，多种控制方式，适用不同场合的应用；具有按键启停、时钟启停、网络启停等多启动、停止方式.配有光电隔离的/RS232通讯接口
作者： mojian 于
10:54:00 发布：
请教 为什么我只看到上传文字信息，看不到图&
作者： njgzj 于
13:16:00 发布：
缺相保护每相接一个电流互感器，将采到的信号转换成电压信号后送AT2051进行比较处理，再通过蜂鸣器或信号灯进行报警。
作者： sss 于
0:32:00 发布：
上面的一点也没有实际经验,用得着那么复杂吗,加一个热保护和继电器即可
作者： 请问 于
20:39:31 发布：
请问，用一个三相断路器，三个接触器，怎样作缺相保护电路
作者： bb 于
7:41:22 发布：
用两个 380V直流接触器 做怎么样&
讨论内容：
Copyright &
浙ICP证030469号变频器电压电流典型检测方法
变频器最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式可以看出，调节电机输入电压的频率f，即可改变电机的转速n。目前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。
部分1为整流器，作用是把交流电变为直流电，部分2为无功缓冲直流环节，在此部分可以采用电容作为缓冲元件，也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分，作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器，这种方式是目前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电流进行检测呢?这就需要从电机的结构和控制特性上说起：
①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
②变频器运行中，过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍;过流保护为额定电流的2.4~3倍(根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点);另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。
③为了改善变频器的输出特性，需要对变频器进行死区补偿，几种常用的死区补偿方法均需检测输出电流。
④电动机在运转中如果降低指令频率过快，则电动状态将变为发电状态运行，再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，就需要对电压进行及时、准确地检测，给变频器提供准确、可靠的信息，使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。
鉴于电压、电流检测的重要性，在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。
2.在线测量电压的几种方案设计
变频器的过电压或欠电压集中表现在直流母线的电压值上。正常情况下，变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压 。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，主电路内的逆变器件、整流器件以及滤波电容等都可能受到损害，当电压上升至约800V左右时，变频器过电压保护功能动作;另外变频器发生欠压时(350V左右)也不能正常工作。对变频器而言，有一个正常的工作电压范围，当电压超过或低于这个范围时均可能损坏变频器，因此，必须在线检测母线电压，常用的电压检测方案有三种。
1)变压器方案
图2中，P为直流母线电压正(+)，N为直流母线电压负(-)。
变频器控制回路的电源电压一般采用开关电源的方式来获得，利用开关变压器的特点，在副边增加一组绕组N4(匝数根据实际电路参数决定)作为母线电压的采样输出，开关变压器的原边电压为母线电压，而副边输出电压随着原边输入电压的变化而线性地发生变化，这样
既能起到强弱电隔离作用又能起到降压作用，把此采样信号经过处理可以送到DSP内进行A/D采样实现各种保护工作。
2)线性光耦方案
P为直流母线电压正(+)，N为直流母线电压负(-)。
在这种方式中，光耦的初级接受一组待测的摸拟电压信号，次级输出一对差动的电压信号。输入与输出之间在一定范围内是一种线性的当量关系。在设计应用中必须分别给光耦的输入、输出端提供隔离的+5V电源，且运放电路必须提供&15V电源，直流母线电压经过电阻分压后接入光耦的输入端，输出信号线性地跟随输入信号地变化，光耦的输出信号经放大电路放大后提供给DSP进行内部处理。
由于此光耦的线性范围较小，因此输入端电阻的配置必须使输入信号在光耦的线性范围内。
3)电压霍尔方案
采用电压霍尔对母线电压进行测量，按霍尔使用要求必须提供&15V电源，且电源电压的误差不超过&5%，由于霍尔输入端电流不超过10mA,可根据母线电压的范围及长时间工作发热的要求配置输入端电阻，此电压霍尔的输入、输出已隔离，因此霍尔的输出电流信号经电阻R5、R6采样转换成电压信号后再进行处理(如滤波、放大等)可直接引入DSP，进行实时采样计算。根据母线电压检测范围的不同可选取不同耐压等级的电压霍尔传感器。
表1为三种不同测量方案的对照表：
3在线测量电流的几种方案设计
实时对变频器输出电流检测的目的主要是防止过电流发生时损坏变频器，以及为死区补偿、无跳闸电流闭环控制提供实际反馈值。如果电流检测不准确、误差过大，而变频器又只能根据其内部的测量结果来进行保护和计算，就会形成误动作。因此对电流的检测就必须及时、准确，常用的电流检测电路有二种。
1)电流霍尔方案
霍尔电流传感器是应用霍尔效应原理的新一代电流传感器，能在电隔离条件下测量直流、交流、脉动以及各种不规则波形的电流。由于闭环霍尔电流传感器的响应时间小于 ,因此出现短路时，霍尔输出电流信号经采样电阻转换成电压信号及时送到DSP，在IGBT 10us短路安全时间内封锁PWM驱动信号输出，使IGBT得到可靠的保护。当然，同电压霍尔一样，必须提供电流霍尔正常工作所要求的电源电压，且电源电压误差不超过&5%。同时选择电流霍尔元件时，线性范围必须满足IGBT最大工作电流的范围。三电流霍尔方案中，直流侧霍尔用来检测桥臂直通故障，对响应指标有较高要求，输出侧两相电流检测用来完成死区补偿、无跳闸电流闭环、过载、过流电流检测。图6.中的三霍尔方案二去掉了直流侧霍尔，直通保护通过智能驱动光耦来保证，输出侧三霍尔除实现图5中两霍尔功能外，还可进行输出缺相检测。
2)线性光耦方案
变频器输出电流经低阻值、低感抗、高精度的采样电阻进行采样，把得到的电压信号经线性光耦隔离、放大后送到DSP，经DSP内部处理对变频器进行保护，具体电路可参考电压测量中线性光耦的电路，只是输入信号端稍有不同。这种用法普遍应用在小功率变频器中。采样电阻值的选择应兼顾最小的功耗和最大的精度这两个因素。
4变频器设计中对电压电流传感器性能指标要求
a) 电磁兼容(EMC)要求：
随着变频器等电力电子装置的广泛使用，系统的电磁干扰(EMI)日益严重，相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要，这就要求电压、电流传感器自身抗干扰能力要强。
b) 供电电源要求：&15V&5%，在实际应用中对供电电源的精度及干净度要求较高，否则容易引起测量输出不准，甚至传感器发热损坏。
c) 温度特性要求：工作环境温度要求-10~+70℃，随着温度的升高，要求传感器的输出受温度的影响越小越好。
d) 线性度要求 ：不同系列电压电流传感器的线性度是不同的，在高性能变频器设计中采用线性度&&0.1%F.S，线性范围要大于测量电流的最大值。
e) 体积要求：体积越小越好，且性能稳定。
f) 响应时间要求：不同系列电压电流传感器的响应时间是不同的，一般选用响应时间较小的传感器，如Tr &1&S。
随着变频器向高电压、大功率方向的发展，电压检测越来越偏重于应用霍尔或线性光耦的方法来检测。产品分类栏目列表（72）（1）（7）（10）（32）（28）（8）（1）（21）（119）（165） >
> 软启动器输出缺相故障的原因和解决方法正文日期： 来源： 作者：钱工 浏览量：软启动器输出缺相故障的原因和解决方法TAG：软启动器输出缺相故障，软启动缺相，软启动器故障在我的理解中软启动器应该像开关断路器一样，是一种耐用件，一种可以使用很久很多年都不容易坏掉的电器，事实也确实如此，只是各厂家的质量水平良秀不齐，什么质量水平的都有。如果要统计软启动器故障的话，那么出现得最多的故障现象那就是“输出缺相”这个李鬼了，你可以去各大软启动器厂家咨询，要说故障，那么出现最频繁的就非输出缺相莫属了。具体是什么原因呢？做为专门做软启动器的联洲电器厂，我可以爆出一点内幕。原因主要归结于两种，一种是控制主板发送给可控硅导通信号，可是控制主板不能正确执行，造成三相输出缺了一相，检测电路检测时发现有一路没有输出电压，也就报出输出缺相故障了，这个原因可能要占20－30%。第二种是可控硅制造工艺的问题。大家都知道，电子元件制作工艺复杂，往往制作出来的产品有好有差，俗称为A货，B货，C货，对此性能和价格也各有不同。厂家会把A货卖得贵些，因为它性能好稳定，不易出错，而B货，C货则要差一些，性能也没那么稳定，但又能用，所以一些喜欢捡便宜的公司就常常采购B货甚至C货。如此一来，一台软启动器的性能和成本价格也就比较容易理解了，用料好的产品自然性能好稳定可靠价格贵些，差一点的自然性能没那么优秀，稳定性也没那么好，但是它依然能用而且价格便宜，问题只是能用多久的问题。我们联洲的软启动器虽然质保只有一年，但正常使用却能达到5-10年之久这是为什么呢？因为我们的软启动器里面采用的元件都是好货，A货，特别是一些重要的元件，比如可控硅，这是功率输出的主要部件。另外像控制板上的隔离光耦、继电器这些使用的也是上好的元件，挑贵的买，比较讲究。所以买联洲的软启动器客户朋友们可以放心。说了这么多好像有点离题了，但是软启动器常见头号故障――输出缺相，正是来自于元件选择的不讲究的元件质量问题。这是每一个厂家的心病，因为硅元件产品制作工艺的可靠性永远也达不到100%，它总会有那么一个两个容易出问题。这个到达用户手里表现出来的情况好的可能是万分之一的概率，而差的可能就是千分之五或是百分之多少，不一而足。软启动器的出输出缺相故障这样一来我们就有了大致的理解，可是原因始终只是原因，只是能让我们心里知道而已，可是问题还存在现场，还等待我们去解决，那么这个缺相故障要如何来解决呢？&首先，我们得判断出是哪个部分的问题，一般来说如果是可控硅的问题造成的输出缺相，那么一个可能就是可控硅击穿了。在断电的情况下，用万用表通断档测量三个可控硅是通的还是断开的。软启动内部可控硅是一组一组的，三组分别对应ABC三相，进线ABC刚好对应出线UVW。测量后，如果发现可控硅是通的，那么说明可控硅已经击穿烧坏掉了，必须反厂维修才行。如果三个都是断开的，那么可以初步确认可控硅是没有问题的。那问题可能就是输出端的问题了，具体如何检测呢？测量UVW三相间的阻值，如果电机是好的，接线也没问题，那么电机三相绕组间的电阻值应该不会很大，三相间绕组的阻值也会相似，不会差太多，如果检测出是哪两相间阻值比其他两相高，那么可以说明问题可能出在这，需要把它解决，进一步试机。有的电工朋友喜欢拿三个灯泡用三角形接法来测试软启动器的好坏，虽然这样行得通也能在一定程度上测量出软启动器的好坏，但如果灯泡的功率太小，阻值太大也会出现这种输出缺相的故障，所以我们一般都建议客户朋友们拿三相电机来测量，多大功率的都没关系。软启动器输出缺相的故障就先讲到这吧，认真相信阅读了的朋友相信已经有了自己的理解了，如果您对此想交流经验或是想法，欢迎您致电或加QQ和微信同我们沟通，谢谢朋友们！分享链接： 相关上一篇：下一篇：暂无随机技术资料热销 ? ? ? ? ? ?定义/电流传感器
电流传感器，是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电流传感器图册电流传感器也称磁传感器，可以在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等，在我们生活中都用到很多磁传感器，比如说电脑硬盘、指南针，家用电器等等。
分类/电流传感器
电流传感器依据测量原理不同，主要可分为：分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器等。电子式电流互感器包括霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器及专用于变频电量测量的AnyWay变频功率传感器（可用于电压、电流和功率测量）等。与电磁式电流传感器相比较，电子式电流互感器没有铁磁饱和，传输频带宽，二次负荷容量小、尺寸小、重量轻、是今后电流传感器的发展方向。光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新型电流传感器。当线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比，即ψ=V*B*l，比例系数V称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第效应。1845年由M.法拉第发现。电流传感器电流传感器
霍尔传感器/电流传感器
概述电流传感器AIC是“特制集成电路”的英文缩写，它是八十年代末迅速发展起来的一项高技术产品。从设计思想、研制手段，直到测试方法，使与传统的通用集成电路有质的区别，是将超大规模集成电路(VLSI)的工艺技术、计算机辅助设计(CAD)、自动测试技术(ATE)三者结合的丰硕成果。应用在变送器上，即为变送器专用厚膜电路。ASIC电路的变送器把变送器的转换电路和输出电路(即大部分电子电路)全部集成到一块定制的芯片上，大大减少了元器件的数量，整个变送器仅有CT、PT、电源、大电容、ASIC芯片等少数几个器件，从而可大大提高整个变送器的可靠性和长期稳定性。工作原理霍尔原理电流传感器是基于霍尔磁平衡原理（闭环）和霍尔直测式（开环）两种基本原理。开环电流传感器的原理：原边电流IP产生的磁通被高品质磁芯聚集在磁路中，霍尔元件固定在很小的气隙中，对磁通进行线性检测，霍尔器件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后，副边输出与原边波形一致的跟随输出电压，此电压能够精确反映原边电流的变化。电流传感器霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流，从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应，如图1所示。当原边导线经过电流传感器时，①原边电流IP会产生磁力线，②原边磁力线集中在磁芯周围，③内置在磁芯气隙中的霍尔电极可产生和原边磁力线成正比的大小仅几毫伏的电压，④电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS，⑤并存在以下关系式：(1)其中，IS—副边电流；IP—原边电流；NP—原边线圈匝数；NS—副边线圈匝数；NP/NS—匝数比，一般取NP=1。电流传感器的输出信号是副边电流IS，它与输入信号（原边电流IP）成正比，IS一般很小，只有100~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM，则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的输出电压信号。特性参数电流传感器标准额定值IPN和额定输出电流ISNIPN指电流传感器所能测试的标准额定值，用有效值表示（A.r.m.s），IPN的大小与传感器产品的型号有关。ISN指电流传感器额定输出电流，一般为100~400mA，某些型号可能会有所不同。传感器供电电压VAVA指电流传感器的供电电压，它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围，传感器不能正常工作或可靠性降低，另外，传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。测量范围Ipmax测量范围指电流传感器可测量的最大电流值，测量范围一般高于标准额定值IPN。测量范围可用下式计算：电流传感器(2)要注意单相供电的传感器，其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍，所以其测量范围要高于双相供电的传感器。过载电流传感器的过载能力参见图2。发生电流过载时，在测量范围之外，原边电流仍会增加，而且过载电流的持续时间可能很短，而过载值有可能超过传感器的允许值，过载电流值传感器一般测量不出来，但不会对传感器造成损坏。精度霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25℃时，传感器测量精度受原边电流影响的曲线如图3所示，使用下面公式可计算出精度：(3)其中，K=NS/NP。计算精度时必须考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。偏移电流ISO电流传感器偏移电流也叫残余电流或剩余电流，它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传感器在生产时，在25℃，IP=0时的情况下，偏移电流已调至最小，但传感器在离开生产线时，都会产生一定大小的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。线性度电流传感器参见图4，线性度决定了传感器输出信号（副边电流IS）与输入信号（原边电流IP）在测量范围内成正比的程度，ABB公司的电流传感器线性度要优于0.1%。温度漂移偏移电流ISO是在25℃时计算出来的，当霍尔电极周边环境温度变化时，ISO会产生变化。因此，考虑偏移电流ISO的最大变化是很重要的，这可以通过下式计算：其中，CV（Catalogue value）是指电流传感器性能表中的温度漂移值，例如：对CS2000BR型来说，CV为0.5×10-4/℃，最大温度Tmax为-40℃，额定输出电流为400mA，则偏移电流的最大变化为：Ma安装方法电流传感器霍尔电流传感器产品说明一般由“传感器产品型号”和“生产日期”两部分构成。“传感器产品型号”用于标明传感器的型号、额定测量值、标准型或非标准型。“传感器生产日期”则是由8位数字构成，表明传感器的生产年份、日期（一年中的第几日）及传感器序列号。霍尔电流传感器产品很多，每种传感器的外形结构、尺寸大小等都有所不同，下面介绍几种典型的外形结构及安装接线方法。MP25P1型MP25P1电流传感器是ABB公司中一种量程很小的传感器，所能测量的额定电流为5、6、8、12、25A，原边管脚的不同接法可确定额定测量电流为多少，参见图5。ES300C型电流传感器如MP25P1一样，一般传感器都有正极（+）、负极（-）、测量端（M）三个管脚，但ES300C则没有此三个管脚，而是有红、黑、绿三根引线，分别对应于正极、负极及测量端。同时在ES300C型传感器中有一内孔，测量原边电流时要将导线穿过该内孔。不管是MP25P1还是ES300C型等电流传感器，安装时管脚的接线应根据测量情况进行相应连线。（1）在测量交流电时，必须强制使用双极性供电电源。即传感器的正极（+）接供电电源“+VA”端，负极接电源的“-VA”端，这种接法叫双极性供电电源。同时测量端（M）通过电阻接电源“0V”端。（2）在测量直流电流时，可使用单极性或单相供电电源，即将正极或负极与“0V”端短接，从而形成只有一个电极相接的情况，其接法共有四种（见图6和图7）。在传感器产品中，标有“-N”标志的表示该传感器没有电源意外倒置防护措施；标有“-P”标志的则表示该传感器具有防护措施。图6是无保护二极管时的单极性供电电源安装接线方法，图7是加有保护措施的传感器的接法。(3)具有屏蔽作用的传感器的连接方法ABB公司的部分电流传感器具有电磁屏蔽作用，其产品外壳上会多一个“E”标志的端口，其连接方式有两种：将屏蔽端和负极（-VA）或零线（0V）相连，如图8所示。另外，安装时必须全面考虑产品的用途、型号、量程范围、安装环境等。比如传感器应尽量安装在利于散热的场合；如果环境只适于垂直安装，则必须选择带“V”字标志的传感器（如CS300 BRV）。测量方法除了安装接线、即时标定校准、注意传感器的工作环境外，通过下述方法还可以提高测量精度：电流传感器1、原边导线应放置于传感器内孔中心，尽可能不要放偏；2、原边导线尽可能完全放满传感器内孔，不要留有空隙；3、需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值IPN，不要相差太大。如条件所限，手头仅有一个额定值很高的传感器，而欲测量的电流值又低于额定值很多，为了提高测量精度，可以把原边导线多绕几圈，使之接近额定值。例如当用额定值100A的传感器去测量10A的电流时，为提高精度可将原边导线在传感器的内孔中心绕九圈（一般情况，NP=1；在内孔中绕一圈，NP=2；……；绕九圈，NP=10，则NP×10A=100A与传感器的额定值相等，从而可提高精度）；4、当欲测量的电流值为IPN/5的时，在25℃仍然可以有较高的精度。抗干扰性1、电磁场A1直流电流变送器闭环霍尔效应电流传感器，利用了原边导线的电磁场原理。因此下列因素直接影响传感器是否受外部电磁场干扰。(1)传感器附近的外部电流大小及电流频率是否变化；(2)外部导线与传感器的距离、外部导线的形状、位置和传感器内霍尔电极的位置；A3单相交流电流变送器(3)安装传感器所使用的材料有无磁性；(4)所使用的电流传感器是否屏蔽；为了尽量减小外部电磁场的干扰，最好按安装指南安装传感器。2、电磁兼容性电流传感器电磁兼容性EMC，（Electro -Magnetic Compatibility ）是研究电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作而又互不干扰，达到“兼容”状态的一门学科。空间电磁环境的恶化越来越容易使电子元器件之间因互不兼容而引发系统的误动作，因此电工、电子设备电磁兼容性检测极有必要。由于实际生产、科研及市场推广的迫切需要，采用已通过电磁兼容性检测的电流和电压传感器已形成共识，并已成为一个强制性标准。ABB公司的所有电流传感器自日起，均已通过了EMC检测。传感器标定1、偏移电流ISO偏移电流必须在IP=0、环境温度T≈25℃的条件下进行校准，按图9方法（双极性供电）接线，且测量电压VM必须满足：VM≦RM×ISO (5)2、精度在IP=IPN（AC or DC）、环境温度T≈25℃、传感器双极性供电、RM为实际测量电阻的条件下进行测量，其接线如图10所示，并用公式(3)计算精度。3、保护性测试霍尔电流传感器在测量电路短路、测量电路开路、供电电源开路、原边电流过载、电源意外倒置的条件下都可受到保护。对上述各项测试举例如下：（1）测量电路短路此项测试必须在IP=IPN、环境温度T≈25℃、传感器双向供电、RM为实际应用中的电阻条件下进行，连接图如图11所示，开关S应在一分钟之内合上和打开。（2）测量电路开路此项测试条件为IP=IPN、环境温度T≈25℃、传感器双向供电、RM是实际应用中的电阻。测试图如图12，开关S应在一分钟之内完成闭合/打开切换动作。（3）电源意外倒置测试为防止电源意外倒置而使传感器损坏，在电路中专门加装了保护二极管，此项测试可使用万用表测试二极管两端，测试应在IP=0、环境温度T≈25℃、传感器不供电、不连接测量电阻的条件下进行。可使用以下两种方法测试：第一种：万用表红表笔端接传感器“M”端，万用表黑表笔端接传感器“+”端；第二种：万用表红表笔接传感器负极，万用表黑表笔接传感器M端；在测试中，如万用表鸣笛，说明二极管已损坏。八、传感器应用计算根据图13，电流传感器的主要计算公式如下：NPIP=NSIS； 计算原边或副边电流VM=RMI； 计算测量电压VS=RSIS； 计算副边电压VA=e+VS+VM； 计算供电电压电流传感器其中，e是二极管内部和晶体管输出的压降，不同型号的传感器有不同的e值。这里我们仅以ES300C为例，这种传感器的匝数比NP/NS=1/2000、标准额定电流值IPN=300A rms 、供电电压VA的范围为±12V~±20V（±5%）、副边电阻RS=30Ω ，在双极性（±VA）供电，其传感器测量量程>100A且无防止供电电源意外倒置的保护二极管的情况下，e=1V。在上述条件下：（1）给定供电电压VA，计算测量电压VM和测量电阻RM：假设：供电电压VA=±15V根据上述公式得：测量电压VM=9.5V；测量电阻RM=VM/IS =63.33Ω；副边电流IS=0.15A。所以当我们选用63.33Ω的测量电阻时，在传感器满额度测量时，其输出电流信号为0.15A ，测量电压为9.5V。（2）给定供电电压和测量电阻，计算欲测量的峰值电流；假设：供电电压VA=±15V，测量电阻RM=12Ω，则：VM+VS=（RM+RS）×IS =VA-e=14V而：RM+RS=12W+30W=42W，则最大输出副边电流： A原边峰值电流：IPmax=ISmax(NS/NP)=666A这说明，在上述条件下，传感器所能测量的最大电流即原边峰值电流为666A。如果原边电流大于此值，传感器虽测量不出来，但传感器不会被损坏。（3）测量电阻（负载电阻）能影响传感器的测量范围。测量电阻对传感器测量范围也存在影响，所以我们需要精心选择测量电阻。用下式可计算出测量电阻：其中，VAmin—扣除误差后的最小供电电压；e—传感器内部晶体管的电压降；RS—传感器副边线圈的电阻；ISmax—原边电流IP为最大值时的副边电流值。另外我们可以通过下式确认所选传感器的稳定性。如果VAmin不符合上式，则会造成传感器的不稳定。一旦出现这种情况，我们可以有以下三种方法克服：1）更换电压更大的供电电源；2）减小测量电阻的值；3）将传感器更换成RS较小的传感器。例如，某种型号的电流传感器，其标准额定电流IPN=1000A，匝数比NP/NS=1/2000，e值为1.5V，副边电阻RS=30Ω，测量电阻RM=15W，用15V电源单极性供电。则VA=30V（单极性供电是双极性供电的2倍）， 而：IS=IP×NP/NS =0.5AVS=RS×IS=15VVM=RM×IS=7.5V电流传感器通过以上检验，可知这种传感器在此条件下测量能保证稳定性。它所能测量的原边电流的最大值（即测量范围）传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器，传感器则是将物理信号转换为电信号的器件，过去常讲物理信号，随之其他信号也将出现。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表，二次仪表指利用一次表信号完成其他功能：诸如控制，显示等功能的仪表。传感器和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件。或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。还有一种变送器不是将物理量变换成电信号，如一种锅炉水位计的“差压变送器”，他是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧，以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。当然还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器。以上只是从概念上说明传感器和变送器的区别。性能指标B1单相交流电流变送器* 执行标准：IEC688：1992，* 精度等级：≤1.0%.F.S* 线 性 度：优于0.2%* 响应时间：≤10Us* 频率特性：0~10KHz* 失调电压：≤20mV* 温度特性：≤150PPM/℃(0~50℃)B2直流漏电流传感器* 整机功耗：≤30 mA* 隔离耐压：输入/输出/外壳间 AC2.0KV/min*1mA* 过载能力：2倍电流连续，30倍1秒* 阻燃特性：UL94-V0* 工作环境：-10℃~50℃，20%~90%无凝露注意事项* 注意产品标签上的辅助电源信息，变送器的辅助电源等级和极性不可接错，否则将损坏变送器；* 电流方向与产品外壳上所标的箭头同向时，才能获得正向输出；* 原边母线的温度不应超过60℃，电流母线填满原边穿线孔时，获得最佳测量精度；* 本系列变送器内部未设置防雷击电路，当变送器输入、输出馈线暴露于室外恶劣气候环境之中时，应注意采取防雷措施；* 变送器为一体化结构，不可拆卸，同时应避免碰撞和跌落；* 请勿损坏或者修改产品的标签、标志，请勿拆卸或改装变送器，否则公司将不再对该产品提供“三包”（包换、包退、包修）服务。
新型产品/电流传感器
新型传感器及应用霍尔电压、电流传感器主要用于工业控制和独立的电压、电流测量，因此，一般都不标称与功率测量准确度密切相关的角差指标，因此，不适用于高精度的功率测量。随着变频技术和节能技术的发展，有必要对各类变频调速装置的能效进行准确的评测，而电磁式电压、电流互感器一般只能准确测量工频正弦电路的功率。新型的变频功率传感器，是一种电压、电流组合式传感器，该类传感器直接输出数字量，并采用光纤进行传输，可以有效避免传输环节的损耗和干扰。并且在较宽的频率范围内具有较小的比差和角差，可以准确测量各类变频电量（电压、电流、功率和谐波等）。广泛应用于等的产品检验和能效评测。英国出现了一种适合于安装在240伏-600安变电站主线上的电流传感器，这种传感器对变电站的电力输出进行监控，可以减少地方电网故障所造成的停电时间。电流传感器可以对供电电缆进行电流监控，若是电缆出线超负荷，这些电流传感器可将一部分负荷转移到其他相中，或者是新铺设的电缆中，保护电缆的安全使用和运行。随着智能电网的不断发展和升级，电流传感器也在技术、设计和效用等方面不断进行改进和完善，对冶金、化工等行业的电流测流具有重大作用。基于智能电网的光纤电流传感器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，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。基于TMR（隧道磁电阻）效应的电流传感器：TMR磁感应技术在2004年首次工业应用于电脑硬盘领域， 使硬盘的存储密度有了质的飞跃，单碟TB级的存储硬盘进入民用市场。经过近10年的发展，TMR技术依然焕发勃勃生机。TMR磁感应效应和Hall技术类似，算是第四代磁感应技术。灵敏度，分辨率，功耗，温度特性都有10倍以上的提升。全芯片级制程控制提供可靠的品质和合理的价格。现在国内有些厂家开始推出TMR技术的电流传感器。基于TMR芯片制造的电流传感可以在高灵敏度，温度稳定性，抗干扰性，小型化、集成化、智能化和低功耗方面有着出色的表现。电流传感器工业升级发展促进电流传感器改进在我国工业发展升级的驱动下，电力设备的安全性使用越来越受到重视。电流传感器作为一个兼具保护性和监控作用的工具，将会在未来的电网中起到更重要的意义。相比国外同类产品，国内的电流传感器技术还有很大的差距需要弥补和提高。国内也逐渐涌现出有很多新型产业，都需要传感器的支持，无论是出于安全性考虑还是市场效益考虑，电流传感器将会趋于更加高效可靠，在低碳环保的要求下，小型化也是未来的一大趋势，这也将促进国内传感器厂商投入更多的经历开发新技术和产品。在不久的将来，电流传感器将会在更多行业得到广泛应用，同时将为新兴物联网打好基础。
应用领域/电流传感器
电流传感器应用于风力发电：风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109GW，其中可利用的风能为2×107GW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而新世纪，人们感兴趣的是如何利用风来发电，以及如何才能发电量最大化。电流传感器作为主要的检测元件，在其中起到至关重要的作用 。
未来趋势/电流传感器
电流传感器未来的发展趋势有以下几种特点：1、高灵敏度。被检测信号的强度越来越弱，这就需要磁性传感器灵敏度得到极大提高。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。2、温度稳定性。更多的应用领域要求传感器的工作环境越来越严酷，这就要求磁传感器必须具有很好的温度稳定性，行业应用包括汽车电子行业。3、抗干扰性。很多领域里传感器的使用环境没有任何评比，就要求传感器本身具有很好的抗干扰性。包括汽车电子、水表等等。4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求，这就需要芯片级的集成，模块级集成，产品级集成。5、高频特性。随着应用领域的推广，要求传感器的工作频率越来越高，应用领域包括水表、汽车电子行业、信息记录行业。6、低功耗。很多领域要求传感器本身的功耗极低，得以延长传感器的使用寿命。应用在植入身体内磁性生物芯片，指南针等等。
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