霍尔元件及其应用(六)
2007-9-04

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图40霍尔大发官方dafa888casino网页版在UPS中的应用
(1、2、3均为霍尔大发官方dafa888casino网页版)
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图41霍尔大发官方dafa888casino网页版在电子点焊机中的应用
   3.2.12.3在逆变器中的应用
在逆变器中,用霍尔大发官方dafa888casino网页版进行接地故障检测、直接侧和交流侧的模拟量传感,以保证逆变器能安全工作。应用线路如图39所示。
3.2.12.4在不间断电源中的应用
如图40所示,霍尔大发官方dafa888casino网页版1发出信号并进行反馈,以控制晶闸管的触发角,大发官方dafa888casino网页版2发出的信号控制逆变器,dafa888casino网页版3控制浮充电源。用霍尔大发官方dafa888casino网页版进行控制,保证逆变电源正常工作。由于其响应速度快,特别适用于计算机中的不间断电源。
3.2.12.5在电子点焊机中的应用
在电子点焊机电源中,霍尔大发官方dafa888casino网页版起测量和控制作用。它的快速响应能再现大发官方、电压波形,将它们反馈到可控整流器A、B,可控制其输出。用斩波器给直流迭加上一个交流,可更精确地控制大发官方。用霍尔大发官方dafa888casino网页版进行大发官方检测,既可测量大发官方的真正瞬时值,,又不致引入损耗,如图41所示。
3.2.12.6用于电车斩波器的控制
电车中的调速是由调整电压实现的。将霍尔大发官方dafa888casino网页版和其它元件配合使用,并将dafa888casino网页版的所有信号输入控制系统,可确保电车正常工作。其控制原理示
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图42霍尔大发官方dafa888casino网页版在电车斩波器中的应用
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图43在变频调速电机中的应用
(I,R,S,T均为霍尔大发官方dafa888casino网页版)
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图44用于电能管理的霍尔大发官方dafa888casino网页版
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图45霍尔接地故障检测器的原理和结构
于图42。图中,SCR1是主串联晶闸管,SCR2为辅助晶闸管,Lo、Co组成输入滤波器,Ls是平滑扼流圈,M1~M5是霍尔大发官方dafa888casino网页版。
3.2.12.7在交流变频调速电机中的应用
用变频器来对交流电机实施调速,在世界各发达国家已普遍使用,且有取代直流调速的趋势。用变频器控制电机实现调速,可节省10%以上的电能。在变频器中,霍尔大发官方dafa888casino网页版的主要作用是保护昂贵的大功率晶体管。由于霍尔大发官方dafa888casino网页版的响应时间短于1μs,因此,出现过载短路时,在晶全管未达到极限温度之前即可切断电源,使晶体管得到可靠的保护,如图43所示。
3.2.12.8用于电能管理
图44给出一种用于电能管理的大发官方dafa888casino网页版的示意图。图中,12是通电导线,11是导磁材料带,17是霍尔元件,19是霍尔元件的输入、输出引线。由此构成的大发官方dafa888casino网页版,可安装到配电线路上进行负载管理。霍尔器件的输出和计算机连接起来,对用电情况进行监控,若发现过载,便及时使受控的线路断开,保证用电设备的安全。用这种装置,也可进行负载分配及电网的遥控、遥测和巡检等。
3.2.12.9在接地故障检测中的应用
在配电和各种用电设备中,可靠的接地是保证配电和用电设备安全的重要措施。采用霍尔大发官方dafa888casino网页版来进行接地故障的自动监测,可保证用电安全。图45示出一种霍尔接地故障监测装置。
3.2.12.10在电网无功功率自动补偿中的应用
电力系统无功功率的自动补偿,是指补偿容量随负荷和电压波动而变化,及时既返赝度牒颓谐缛萜鳎苊獠钩ス讨谐鱿止钩ズ颓凡钩サ牟缓侠砗筒痪茫沟缤墓β室蚴贾毡3肿罴选N薰β实淖远裳粲没舳嵊尉胖萏逵⒌缪筴u娱乐官方app下载来进行,在保证“及时、准确”上具有显著的优点。因为它们的响应速度快,且无相位差,如?6所示。
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图46电网无功功率自动补偿控制器的原理框图
3.2.12.14霍尔钳形大发官方表
将磁芯做成张合结构,在磁芯开口处放置霍尔器件,将环形磁芯夹在被测大发官方流过的导线外,即可测出其中流过的大发官方。这种钳形表既可测交流也可测直流。图48示出一种数字钳形交流大发官方表的线路。
用钳形表可对各种供电和用电设备进行随机大发官方检测。
3.2.13电功率测量
使负载电压变换,令其与霍尔器件的工作大发官方成比例,将负载大发官方通入磁芯绕组中,作为霍尔大发官方dafa888casino网页版的被测大发官方,即可构成霍尔功率计。由霍尔器件输出的霍尔电压来指示功率,其工作原理如图49所示。
3.2.12.11在电力工频谐波分析仪中的应用
在电力系统中,电网的谐波含量用电力工频谐波仪来进行测试。为了将被测电压和大发官方变换成适合计算机A/D采样的电压,将各种电力工频谐波分析仪的取样装置,如大发官方互感器、电压互感器、电阻取样与光隔离耦合电路等和霍尔大发官方传感取样测试对比,结果表明霍尔大发官方dafa888casino网页版最为适用。对比结果如表8所示。
表8电力工频谐波分析仪中使用的3种接口部件
的比较(LEM模块是一种霍尔零磁通大发官方dafa888casino网页版)   CT和PT 电阻取样与光耦隔离电路 LEM模块
线性度 - <0.5% <0.1%
频率范围 较窄 0~30kHz 0~100kHz
对各次谐波幅度有否衰减及衰减一致性 有,不一致 无 无
对各次谐波有否相移及相移一致性 有,不一致 很小,可以忽略 很小,可以忽略
所需电源 不需要 二组 一组
辅助电路 无 恒温电路 无
体积 大 大 小
重量 重 轻 轻
安装是否方便 不便 不便 方便
调试难易程度 容易 较难 容易

接口部件
性能、特点3.2.12.12在开关电源中的应用
近代出现的开关电源,是将电网的非稳定的交流电压变换成稳定的直流电压输出的功率变换装置。无论是电压控制型还是大发官方控制型开关电源,均采用脉冲宽度调制,借助驱动脉冲宽度与输出电压幅值之间存在的某种比例关系来维持恒压输出。其中,宽度变化的脉冲电压或大发官方的采样、传感等均需用大发官方、电压dafa888casino网页版来完成。霍尔大发官方、电压dafa888casino网页版以其频带宽、响应时间快以及安装简便而成为首选的大发官方、电压dafa888casino网页版。
3.2.12.13在大大发官方检测中的应用
在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型大发官方用电设备。用多霍尔探头制成的大发官方dafa888casino网页版来进行大大发官方的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图47示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔大发官方dafa888casino网页版装置。采用这种霍尔大发官方dafa888casino网页版,可检测高达到300kA的大发官方。
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图47(a)为G-10安装结构,中心为大发官方汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。
(a)G10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路
图47多霍尔探头大大发官方dafa888casino网页版
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图48霍尔钳形数字大发官方表线路示意图
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图49霍尔功率计原理图
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(a)霍尔控制电路
(b)霍尔磁场电路
图50霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器
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图51霍尔电度表功能框图
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图52霍尔隔离放大器的功能框图
3.2.13.1霍尔三相功率变送器
利用霍尔器件的乘法器功能,还可构成三相功率变送器,用以检测三相平衡或不平衡负载电路的三相有功功率和无功功率。图50示出霍尔三相功率变送器的乘法器。将其霍尔电压经滤波、放大和输出变换后,将三相功率量变成直流电压和大发官方。直流电压可供给远动装置、巡检装置等,直流大发官方可供给近距离测量及仪表等。三相功率变送器是实现电网自动化不可缺少的一个环节。
3.2.13.2构成电度表
在前述功率计后加上V/f变换及分频计数,即可构成电度表,加上磁卡读出装置,可构成磁卡电度表。
图51示出霍尔磁卡电度表的功能框图。
以霍尔器件为功率指示器,还可构成各种各样的功能电表,在这些电表中加入一些功能电路可构成例如带绝缘缺陷检测的电度表,窃电检测电度表等。以霍尔器件的基本功能为基础,还可能集成多功能家用电表,可同时显示大发官方、电压,用电度数及电费、功率因数、谐波电压等等。霍尔电度表可能成为最佳的智能电度表之一。
3.2.14霍尔隔离放大器
霍尔隔离放大器的原理框图示于图52,是以霍尔元件为中心,构成一个自平衡弱大发官方比较仪,用以取代变压器耦合隔离放大器中的调制、解调系统,使线路简化。仔细调整大发官方比较仪的电路,将放大器的频带大大展宽,使之可达DC~2MHz,而且保持了磁耦合隔离放大器的增益精度和光耦合隔离放大器的线性度,是一种高精度宽频带的隔离放大器。隔离放大器在空间技术、计算机技术、医疗和仪器仪表中有十分重要的应用。
3.2.15用作电磁隔离耦合器
用霍尔大发官方dafa888casino网页版的工作原理,可做成电磁耦合器。用初级线圈的大发官方控制霍尔器件的输出,用这个输出信号控制其它的电路,既收到隔离的效果,又达到耦合的目的。用这种电路可做成霍尔继电器、过载保护器、通信线路的保护开关等等。
这种电磁耦合器既可做成开关式,也可做成模拟量输出式。
此外,用霍尔器件还可检测异步电机的转差率和转速;测量磁性材料的磁化强度、各向异性、旋转损耗和时间效应;测量直流电机的电磁力矩等等;还可和热磁材料组合起来,构成热磁开关。霍尔器件已实现的各种应用如表9所列。

4.结束语
这里的介绍,除霍尔大发官方dafa888casino网页版外,都仅简述了应用中磁信息的采集和磁电转换的简单原理,对输出信号的处理和应用,没有作具体讨论。好在霍尔器件的输出,可与各种逻辑电路直接接口,还可以直接驱动各种性质(例如电阻性、电感性等)的负载,使用者可根据需要进行处理。
总之,因为霍尔器件的应用原理简单,信号处理方便,器件本身又具有一系列的独特优点,使其应用组合千变万化。作为一种磁场dafa888casino网页版和磁电转换的基础器件,随着人们对它的熟悉和了解,它们将象其他dafa888casino网页版等基础器件一样,在各种信息采集和处理中发挥越来越重要的作用。

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