JCE電流傳感器在變頻器中的運(yùn)用

摘要：小小的電源設(shè)備已經(jīng)融合了越來(lái)越多的新技術(shù)。例如開關(guān)電源、硬開關(guān)、軟開關(guān)、參數(shù)穩(wěn)壓、線性反饋穩(wěn)壓、磁放大器技術(shù)、數(shù)控調(diào)壓、PWM、SPWM、電磁兼容等等。

實(shí)際需求直接推動(dòng)電源技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了自動(dòng)檢測(cè)和顯示電流，并在過(guò)流、過(guò)壓等危害情況發(fā)生時(shí)具有自動(dòng)保護(hù)功能和更高級(jí)的智能控制，具有傳感檢測(cè)、傳感采樣、傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢(shì)，檢測(cè)電流或電壓的傳感器便應(yīng)運(yùn)而生并在我國(guó)開始受到廣大電源設(shè)計(jì)者的青睞。

電流傳感器在變頻器控制中作為關(guān)健元器件對(duì)變頻器性能做重保障，目前市場(chǎng)上部分變頻器失效很多由電流傳感器損壞或使用不良造成。

下面介紹一下電流傳感器在變頻器中的運(yùn)用:

一般配套電流傳感器的，有相應(yīng)的供電電源±12V、±15V；調(diào)理電路構(gòu)成電流采樣模塊，該模塊將三相定子電流轉(zhuǎn)化為基本的二進(jìn)制代碼，提供電流的適時(shí)信息，完成電流環(huán)的調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)采用三個(gè)JCE模塊（部分變頻器產(chǎn)家也用二只，第三只通過(guò)算法完成）分別檢測(cè)a、b、c相電流。并通過(guò)采樣電阻將電流信息轉(zhuǎn)化為電壓信息，然后由變頻器的主控芯片中的AD變換模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。再經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波和定標(biāo)處理，為電流環(huán)調(diào)節(jié)提供電流反饋信息。檢測(cè)電路的硬件原理圖如下所示：

JCE電流傳感器將電流信息轉(zhuǎn)化為電壓信息，此外還要將LEM檢測(cè)回來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合控制芯片的電壓范圍，首先，將電壓信號(hào)變換為對(duì)稱的正負(fù)電壓，然后提供相應(yīng)的偏移，轉(zhuǎn)化到適合控制芯片的電壓范圍。JCE對(duì)a、b、c三相電流均采樣，經(jīng)檢測(cè)模塊后存放在相應(yīng)的寄存器中供主控系統(tǒng)采用。

一般采用三線制，電機(jī)定子三相電流和等于零，LEM元件對(duì)a、b、c三相電流均采樣，經(jīng)檢測(cè)模塊后的轉(zhuǎn)換結(jié)果作為檢測(cè)三相電流不平衡率的依據(jù)；另外，在逆變器切斷輸出后可通過(guò)LEM元件對(duì)a、b、c三相電流流動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，以判斷功率模塊是否可靠關(guān)斷，消除安全隱患。

在應(yīng)用中，JCE傳感器體現(xiàn)其極多特點(diǎn)：

過(guò)載能力強(qiáng)：當(dāng)原邊電流超載時(shí)，可以自動(dòng)保護(hù)，即使過(guò)載電流為額定值的二十倍時(shí)傳感器也不會(huì)損壞；

原邊與副邊之間的電容量是很弱的，在很多應(yīng)用*模電壓的各種影響可忽略；

靈敏度高：能區(qū)分在高分量上的弱小信號(hào)，如在幾百安培的直流上能區(qū)分幾毫安的交流分量；

可靠性高：失效率λ＝0.43×10-6/h；抗外磁場(chǎng)能力強(qiáng)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)在距離傳感器5～250px處的一個(gè)兩倍工作電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾而引起自身的誤差≤0.5%。

它可以測(cè)量任意波形的電流，如直流、交流、脈沖波形等，甚至可測(cè)出瞬態(tài)峰值；

原邊電路與副邊電路之間完全高度絕緣，絕緣耐壓一般3～6kV，特殊要求可達(dá)到6～50kV；

測(cè)量精度高：在工作溫度范圍內(nèi)精度優(yōu)于10%，該精度適用于任何波形的測(cè)量；

線性度好：優(yōu)于0.5%；

動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間小于1μs，跟蹤速度di/dt高于50A/μs；

工作頻帶寬：在0（直流）～100kHZ范圍內(nèi)精度能達(dá)到1%，0～5kHZ范圍內(nèi)精度提高到0.5%；

實(shí)踐證明，由JCE電流傳感器、調(diào)理電路構(gòu)成的電流檢測(cè)環(huán)節(jié)，完全可以滿足變頻器閉環(huán)控制時(shí)的電流檢測(cè)要求。