矿用变频器中之电流传感器
1、引言
矿用变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。
我国矿产资源丰富，铁矿、煤矿、磷矿、稀土等矿产尤为众多，随着采矿机械化水平的提高，安全作业是一个重中之重的问题，矿用变频器作为矿用电气系统一个重要设备，作用也是至关重要的。矿用变频器节能主要表现在风机、传送、矿井车辆、提升机、采掘等设备的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。
2、霍尔电流传感器的原理
霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理，当原边电流ip产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边ip产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。
3、霍尔电流传感器的基本要求
国内做霍尔电流传感器的厂家众多，在原理上是没有区别的，只是在元器件的选择、，生产工艺，产品生产的过程控制等方面存在差异，我们以矿用变频器行业中常用的电流传感器jce508-ts6产品为例，经过中国航天513研究所测试，并通过航天所的认证，基本技术参数如下：
型号： jce508-ts6
额定测量电流ipn： 500a
测量范围ip： 0~±800 a
额定测量输出im： 100ma
电源电压（±5%）： ±15v~±18v
转换比例kn： 1:5000
电流消耗ic： ≤20（@±15v ）+ is ma（输出测量电流）
精度x： —准确度 xg（@ vpn，ta=+25℃）： ±0.6%
—非线性度εl（@ vpn，ta=+25℃）： 《0.1%
—零点偏移电流 io： ≤±0.15ma（@+25℃）
—零点温度偏移 iot： ≤±0. 49ma（@-10℃~+70℃）
—响应时间 tr （@90% of vp max）： ≤1us
—工作频率 f： dc-100khz
耐压vd： 一次侧回路对二次侧回路之间耐压： 6kv/50/60hz/1min
工作温度ta： -25？c~+80？c
副边内阻rs： 60ω（ta=70℃）
经过测试其响应时间和输出信号，得出其相关曲线图，如下：
4、在选择电流传感器时需要注意的问题
1）、选择传感器时注意产品的使用环境温度，工业级的不能满足基本要求，必须是-40°c——85°c；
2）、对于海拔的要求在3500米以上；
3）、选择传感器时量程可以适当的稍大些，留些产品过载的余地，注意，闭环电流传感器不可以长时间的过载测量；
4）、对于端子的选择应尽可能的使用铁路专用的抗震型端子，避免在变频器运输途中或者作业情况下无法承受强震而脱落；
5）、不要让传感器在潮湿条件下使用，避免产品由于结露、潮湿造成无法正常工作；
6）、由于矿用变频器本身壳体属于防爆级别，所以对于电流传感器要求做到抗震就即可，对于防爆则不要求过多。
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电流消耗ic： ≤20（@±15v ）+ is ma（输出测量电流）
精度x： —准确度 xg（@ vpn，ta=+25℃）： ±0.6%
—非线性度εl（@ vpn，ta=+25℃）： 《0.1%
—零点偏移电流 io： ≤±0.15ma（@+25℃）
—零点温度偏移 iot： ≤±0. 49ma（@-10℃~+70℃）
—响应时间 tr （@90% of vp max）： ≤1us
—工作频率 f： dc-100khz
耐压vd： 一次侧回路对二次侧回路之间耐压： 6kv/50/60hz/1min
工作温度ta： -25？c~+80？c
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经过测试其响应时间和输出信号，得出其相关曲线图，如下：
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1）、选择传感器时注意产品的使用环境温度，工业级的不能满足基本要求，必须是-40°c——85°c；
2）、对于海拔的要求在3500米以上；
3）、选择传感器时量程可以适当的稍大些，留些产品过载的余地，注意，闭环电流传感器不可以长时间的过载测量；
4）、对于端子的选择应尽可能的使用铁路专用的抗震型端子，避免在变频器运输途中或者作业情况下无法承受强震而脱落；
5）、不要让传感器在潮湿条件下使用，避免产品由于结露、潮湿造成无法正常工作；
6）、由于矿用变频器本身壳体属于防爆级别，所以对于电流传感器要求做到抗震就即可，对于防爆则不要求过多。
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