零磁通检出（磁平衡式）电流传感器

电梯变频器技术

一、原理与构成

零磁通检出（磁平衡式）电流传感器

图1 原理框图
（零磁通检出）磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。因此，从宏观上看，次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。
二、电路实例——莱姆电流传感器

零磁通检出（磁平衡式）电流传感器

图2 莱姆电流传感器电路实例（多种变频器电路采用）

零磁通检出（磁平衡式）电流传感器

图3 爱默生ES2409型变频器电流检测电路实例
传感器仅内含霍尔元件与副边线圈，差分放大器为外设后级电路。线圈输出电流（与U\V\W端输出电流成比例）经外接负载电阻，转化为电压信号经XK1端子，输送至主板电路。
三、故障检修
其工作模式为零磁通检出，当停机或空载状态，IP=0，Is=0，其输出端外接负载电阻上应无压降。即输出端直流电压值应为0V，动态时有交流电压信号输出，其直流电压值亦为0V。
上电报过流或输出短路故障，测信号输出端直流电压不为0V，故障在此。
又：因该类传感器对直流电流也能有检测电压输出，因而在传感器电路供电正常下，施加模拟的双向直流电流信号，检测输出端必有对称的正、负电压输出值。这为精准判断检测，带来了方便。