หลักการทำงานและคุณลักษณะของเซนเซอร์วัดกระแสฟลักซ์ศูนย์

ในบทความนี้ เราจะหารือเกี่ยวกับเซ็นเซอร์กระแสย่านความถี่กว้างที่มีความแม่นยำสูงเป็นหลักสำหรับการวัดกำลังและการสังเกตรูปคลื่นโดยใช้เทคโนโลยีฟลักซ์เป็นศูนย์ หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าสำหรับใช้งานทั่วไปสำหรับการควบคุมคุณภาพไฟฟ้าแบบกริด ซึ่งวัดที่ความถี่เชิงพาณิชย์ (50 Hz และ 60 Hz) โปรดดู บทความนี้​

กว่า 50 ปีผ่านไปตั้งแต่ HIOKI เปิดตัวเครื่องทดสอบแคลมป์เครื่องแรกในปี 1971 เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงและประสิทธิภาพบรอดแบนด์ HIOKI ได้ยึดติดกับวิธีฟลักซ์ศูนย์และพัฒนาเทคโนโลยีการแปลงแม่เหล็กไฟฟ้าและอุปกรณ์ทั่วไป เช่น ฟลักซ์เกตและองค์ประกอบ Hall

• หมายเหตุ: คำอธิบายด้านล่างอ้างอิงจากการตรวจจับเมื่อใช้องค์ประกอบ Hall

• 1. ฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ) เกิดขึ้นภายในแกนแม่เหล็กโดยกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด
• 2. กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิจะไหลไปยังด้านทุติยภูมิของขดลวดป้อนกลับ เพื่อตัดกระแสแม่เหล็กที่เกิดขึ้นภายในแกนแม่เหล็ก (ฟลักซ์แม่เหล็กของขดลวดป้อนกลับถูกทำเครื่องหมายเป็น Φ')
• 3. อย่างไรก็ตาม ในย่านความถี่ต่ำที่เกิดจากกระแสไฟตรง ฟลักซ์แม่เหล็กไม่สามารถยกเลิกได้ และยังคงอยู่ในวงจรแม่เหล็ก (ฟลักซ์แม่เหล็กที่เหลืออยู่ในแกนแม่เหล็กออกมาเป็น Φ-Φ')
• 4. องค์ประกอบ Hall ตรวจจับฟลักซ์แม่เหล็กที่เหลืออยู่นี้ (Φ-Φ ') จากนั้น กระแสป้อนกลับทุติยภูมิจะถูกเพิ่มผ่านวงจรขยายเพื่อตัดฟลักซ์แม่เหล็กที่เหลืออยู่ (Φ-Φ')
• 5. กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิจะไหลผ่านขดลวดและเข้าสู่ตัวต้านทานแบบแบ่ง (r) กระแสไฟฟ้านี้เป็นผลรวมของกระแสจากเอฟเฟกต์ CT (กระแสที่เกิดจากขดลวด) และแอมพลิฟายเออร์ (กระแสป้อนกลับจากการตรวจจับองค์ประกอบ Hall) สิ่งนี้สร้างแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้ว แรงดันเอาต์พุตแปรผันตามกระแสที่วัดได้

เซนเซอร์กระแสไฟฟ้าชนิดฟลักซ์เป็นศูนย์ (ชนิดตรวจจับการพัน) ให้ประสิทธิภาพสูง (ความแม่นยำสูงและแบนด์วิธกว้าง) โดยการเพิ่มวงจรป้อนกลับเชิงลบให้กับวิธีการพันแบบพื้นฐาน

• ในวิธี Zero-flux เพื่อยกเลิกฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ) ที่เกิดขึ้นภายในแกนแม่เหล็กโดยกระแส AC ที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิจะไหลไปยังขดลวดป้อนกลับ ทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กทุติยภูมิ ( Φ').
• อย่างไรก็ตาม ในย่านความถี่ต่ำ ฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ-Φ') จะไม่สามารถยกเลิกได้ ดังนั้นจึงยังคงอยู่ในวงจรแม่เหล็ก
• ขดลวดตรวจจับจะตรวจจับฟลักซ์แม่เหล็กที่เหลืออยู่นี้ (Φ-Φ') จากนั้น กระแสป้อนกลับจะถูกเพิ่มผ่านวงจรขยายสัญญาณเพื่อยกเลิกฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ-Φ') ในย่านความถี่ต่ำ
• กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิทั้งหมดนี้จะไหลไปยังตัวต้านทานแบบแบ่ง ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้ว
• แรงดันเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด

• ดูคุณสมบัติและการใช้งาน

เซนเซอร์ปัจจุบันของวิธี Zero Flux (ประเภทการตรวจจับองค์ประกอบ Hall) ให้ประสิทธิภาพสูง (แบนด์วิธกว้างและสัญญาณรบกวนต่ำ) โดยการเพิ่มวงจรป้อนกลับเชิงลบให้กับวิธีองค์ประกอบ Hall พื้นฐาน

• ในวิธี Zero-flux เพื่อยกเลิกฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ) ที่เกิดขึ้นภายในแกนแม่เหล็กโดยกระแส AC ที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิจะไหลไปยังขดลวดป้อนกลับ ทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กทุติยภูมิ ( Φ').
• อย่างไรก็ตาม ในย่านความถี่ต่ำ ฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ-Φ') จะไม่สามารถยกเลิกได้ ดังนั้นจึงยังคงอยู่ในวงจรแม่เหล็ก
• องค์ประกอบ Hall ตรวจจับฟลักซ์แม่เหล็กที่เหลืออยู่นี้ (Φ-Φ ') จากนั้น กระแสป้อนกลับจะถูกเพิ่มผ่านวงจรขยายสัญญาณเพื่อยกเลิกฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ-Φ') ในย่านความถี่ต่ำ
• กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิทั้งหมดนี้จะไหลไปยังตัวต้านทานแบบแบ่ง ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้ว
• แรงดันเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด

• ดูคุณสมบัติและการใช้งาน

เซ็นเซอร์ปัจจุบันของวิธีการฟลักซ์เป็นศูนย์ (ชนิดตรวจจับฟลักซ์เกต) ให้ประสิทธิภาพสูง (ความแม่นยำสูง แบนด์วิธกว้าง และช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง) โดยการรวมฟลักซ์เกตและวงจรป้อนกลับเชิงลบ

• ในวิธี Zero-flux เพื่อยกเลิกฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ) ที่เกิดขึ้นภายในแกนแม่เหล็กโดยกระแส AC ที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิจะไหลไปยังขดลวดป้อนกลับ ทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กทุติยภูมิ ( Φ').
• อย่างไรก็ตาม ในย่านความถี่ต่ำ ฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ-Φ') จะไม่สามารถยกเลิกได้ ดังนั้นจึงยังคงอยู่ในวงจรแม่เหล็ก
• ฟลักซ์เกตตรวจจับฟลักซ์แม่เหล็กที่เหลืออยู่นี้ (Φ-Φ') จากนั้น กระแสป้อนกลับจะถูกเพิ่มผ่านวงจรขยายสัญญาณเพื่อยกเลิกฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ-Φ') ในย่านความถี่ต่ำ
• กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิทั้งหมดนี้จะไหลไปยังตัวต้านทานแบบแบ่ง ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้ว
• แรงดันเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำที่กำลังวัด

• ดูคุณสมบัติและการใช้งาน