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如何正确运用电量传感器

如何正确运用电量传感器

  随着电力电子技术的开展,变流、变频及逆变技术普遍应用于新能源行业,诸如:高压直流输电中的换流阀,太阳能发电的中心设备逆变器,风能发电的主力变流器,高铁牵引驱动变流器以及智能制造必需的机器人伺服驱动器,这些制造和变流设备中都离不开电流、电压丈量的中心器件传感器。传感器性能表现直接影响到整个设备乃至系统的最佳运转。

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  固然传感器属于电子器件,但与普通的器件有所不同,不同的装置方式,不同的运用办法都会影响传感器性能。笔者经过长期的理论经历,对传感器的实践应用中的问题与留意事项做了总结。


  首先,传感器在运用前,一定要核实工作电源电压等级,丈量范围能否与被测信号分歧!最好认真阅读规格书!防止不同电压,不同电流间的错用与混用。


  为了便于查阅,以下从几个方面来讨论传感器的正确运用。


  1. 运用环境


  传感器的运用环境应无导电尘埃和无腐蚀金属和毁坏绝缘的气体存在。否则会由于导电粉尘与物体发作一二次电路,或二次侧电源与信号间的短路,烧坏传感器。


  1.1 环境温度


  传感器的规格书中都会规则传感器的正常工作的环境温度范围,如-40~85度,视产品型号不同有一定区别。倡议不要超越规格书中规则的温度范围,超越传感器的正常工作温度范围,内部局部器件会由于温度特性而降低性能,呈现精度降低,输出信号不精确,或无法工作等状况。


  传感器尽量装置在通风散热好的中央,以免温渡过高影响传感器的丈量精度及寿命。


  1.2 海拔


  通常传感器在设计时,都会思索海拔,普通状况为2000米。但并不是只能适用于海拔2000米以下,假如实践运用中海拔超越2000米,主要会影响传感器的散热与绝缘性能。会降低绝缘特性,固然绝缘也能够经过外部方式来改善,但是完成起来有难度也会增加本钱,在实践选型和运用是能够参照IEC 60664-1规范的规则来降额运用,详细的参见IEC 60664-1 第5.1.4 一节,表A.2的降额系数。散热问题能够经过强迫风冷等方式,处理起来相对容易。


  1.3 装置位置


  由于传感器是非接触型丈量,大多检测的是带电导体四周的磁场,那么传感器左近,不宜有强磁场,以及容易产生磁场的器件。包括变压器、电抗器及流过大电流的导体等等。特别是在三相测试中,相邻的传感器不宜装置太近。在空间允许的状况下,间距尽可能的大。


  有时分会遭到柜体及其内部规划的限制,很难留出足够的空间,这种状况下倡议传感器错位装置,特别是HALL原理的传感器,应尽可能让HALL器件的位置原理磁场源。


  2. 传感器装置与固定


  传感器分两种固定方式:PCB和盘式装置


  2.1 PCB装置方式


  通常PCB装置的传感器原边丈量信号比拟小。


  传感器的输出端采用pin针或SMD的方式,在焊接上能够依照普通器件的焊接工艺执行,由于有的传感器内部不灌胶,所以尽量防止清洗。


  2.2 盘式装置方式


  通常盘式装置的传感器原边丈量信号比拟大,体积也比拟大。


  在传感器的规格书中,均提供装置孔的间距与孔径,同时会明白各个装置孔所用的螺钉大小及拧紧的扭矩。引荐的扭矩都是经过设计工程师的考证与评价,装置时,要严厉依照规格书中引荐的扭矩来操作,否则容易形成外壳的决裂。特别是灌胶传感器,一旦外壳决裂就无法修复,带来经济损失的同时也会给施工带来费事。


  3. 装置方向


  3.1 电流传感器


  在每只电传播感器的外壳上都会有一个箭头,这个箭头的方向代表被测电流的流向,在传感器的原边接入被测电流时,要保证被测电流和流向与传感器上所示的箭头方向分歧。否则会招致传感器的输出信号反向。


  3.2 电压传感器


  在每只电压传感器的外壳上都会有原边电压正极与负极,分别代表用于接入被测电压信号的正、负极,


  有的传感器还会带有接地输出端"E"或" "的,通常这端子衔接到屏蔽层,要与维护地衔接,以起到屏蔽和抗干扰作用。


  值得提示的是,固然传感器能够交直流通用,但原边接入的方向同样会带来副边输出的变化,原副边波形会呈现反向。



  4. 原边导体


  关于丈量电流较大的电传播器来说,原边普通为穿孔构造,要依据穿孔的外形、大小来选择相应的电缆或铜排,保证原过导体能顺利经过穿孔,不要因导体截面过大而损坏传感器穿孔。


  穿心导体应尽量充溢穿孔,以保证丈量精度。电缆和铜排穿过传感器时,两侧要有固定支撑,尽量居中,防止铜排或电缆倾斜,以免影响丈量效果。


  在实践运转中需求留意导体的温度,最好不要超越标称的允许温度,以免过热影响传感器的正常工作,或损坏传感器。



  5. 传感器的接线


  普通传感器的规格书中都会有接线图,明示出对应输出点的序号,普通包括电源正极Vc+,电源负极Vc-, 输出信号端M, 以及OV,一定要依照序号的定义来接线,不能错接,漏接,否则会损坏传感器。


  5.1 pin针式


  当传感器的二次侧采用PCB焊接的pin针式时,要依照规格书最后一页所示的pin针序号来布板。


  5.2 接插件式


  当传感器的二次侧采用接插件的方式时,规格书中会提供接插件的型号与规格,以及各个接针所对应的作用。倡议用专用工具来压接好端子和导线,防止短路或接触不良。



  6. 传感器的工作电源


  普通来讲,传感器都需求外部提供工作电源,这个工作电源为直流电压源,分为几种规格,+5V,+/-12V,+/-15V或+/-24V等。


  通常在传感器的规格书都会给出电源电压等级Vc,假如Vc值为+/-,则传感器需求有双电源供电。


  另外,在选择电源时,要选择电压稳定,纹波小的电源。同时要留意电源的功率。


  通常在传感器的规格书都会提供传感器的损耗值Ic。这个Ic值的表示传感器的耗电大小,那么在选择供电电源时,至少要保证电源输出的电流大于Ic,才干保证传感器正常工作。



  7. 传感器通电


  传感器是用来丈量电流、电压信号的有源器件,需求外接直流电源供电,传感器才能够工作。


  1). 传感器二次侧的接线正确后,先接通传感器工作的直流电源。


  假如是双电源供电的传感器,电源为直流+/-12V,+/-15V或+/-24V。


  假如是单电源供电的传感器,电源为直流+5V。


  传感器工作的直流电源要稳定,上下动摇在+/-5%范围之内。太低或太高都会影响传感器的正常工作, 电压太高,还可能损坏传感器。


  接通传感器的直流工作电源后,传感器处于备工作状态,此时二次输出端会有很小的信号输出,只需在规格书允许的范围之内,都属于正常。


  2). 传感器供电源接通后,再通入原边被测信号。


  当被测信号输入时,传感器的输出端会有相应的信号输出,这个输出信号会随着原边被测信号的改动耐改动。


  假如原副边上电次第颠倒,可能会损坏传感器,这一点希望在实践中一定留意!



  8. 电位器


  在新的技术应用下,传感器都采用激光调阻,软件调阻的方式来标定和校准,但市面上仍存在一些传感器采用电位器的方式,通常这些外露的电位器都是厂家在出厂时对传感器标定用的,用于调整传感器的零点和精度,调整好后用红胶固定避免电位器被误碰改动阻值。那么外露的电位器,请勿随意调整,否则会影响传感器的丈量精度。



  9. 负载电阻的选择


  负载电阻是指接在传感器输出端的电阻,通常输出电流信号是会限制负载电阻的最大值,输出电压信号时会限制负载电阻的最小值。


  9.1 电流输出型传感器


  当传感器的输出信号为电流信号时,通常在采样时都需求转换为电压信号,这时需求在传感器的输出端与OV之间配接丈量电阻。丈量电阻的选取遭到传感器供电电源电压的大小和被测信号的大小有限制,不能随意选取。


  在相同供电电源电压下,丈量电阻值的大小会影响传感器所能丈量原边信号的范围,电阻值越小,被测信号越大,丈量范围越大,电阻值越大,被测信号越小,最大丈量范围越小。但是,需求留意的是,有些传感器的丈量电阻值不能无限减小,否则会损坏传感器。


  通常在规格书中,厂家都会标明丈量电阻的范围数,包括最小值和最大值。这个电阻的取值只需在规格书中规则的范围内,传感器都能够正常工作,满足规格书中承诺的参数指标。


  9.2电压输出型传感器


  当传感器的输出信号为电压信号时,为了保证负载电阻的接入不影响传感器输出电压值的衰减,对负载电阻值有最小值的限制。


  在规格书中厂家会标明负载电阻的大小,通常为千欧级。所以在传感器的输出端接入后级电路时,要保证等效电阻值大于允许的负载电阻。 否则,传感器的输出值会减小。



  以上是对传感器运用中存在问题的讨论,运用与大多数的传感器,如遇到特殊状况,需求针对不同厂家不同型号详细看待。在实践应用中,正确看待和运用传感器,在系统工程师、调试工程师的工作中能够起到事半功倍的效果。


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