电流传感器在变频器运行中的作用分析

2014年02月18日

　　小小的电源设备已经融合了越来越多的新技术。例如开关电源、硬开关、软开关、参数稳压、线性反馈稳压、磁放大器技术、数控调压、PWM、SPWM、电磁兼容等等。

　　实际需求直接推动电源技术不断发展和进步，为了自动检测和显示电流，并在过流、过压等危害情况发生时具有自动保护功能和更高级的智能控制，具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势，检测电流或电压的传感器便应运而生并在我国开始受到广大电源设计者的青睐。

　　电流传感器在变频器控制中作为关健元器件对变频器性能做重保障，目前市场上部分变频器失效很多由电流传感器损坏或使用不良造成。

　　下面介绍一下电流传感器在变频器中的运用，一般配套电流传感器的，有相应的供电电源±12V、±15V;调理电路构成电流采样模块，该模块将三相定子电流转化为基本的二进制代码，提供电流的适时信息，完成电流环的调节。本系统采用三个JCE模块(部分变频器产家也用二只，第三只通过算法完成)分别检测a、b、c相电流。并通过采样电阻将电流信息转化为电压信息，然后由变频器的主控芯片中的AD变换模块转化为数字信号。再经过数字滤波和定标处理，为电流环调节提供电流反馈信息。检测电路的硬件原理图如下所示：

　　JCE电流传感器将电流信息转化为电压信息，此外还要将LEM检测回来的信号转化为适合控制芯片的电压范围，首先，将电压信号变换为对称的正负电压，然后提供相应的偏移，转化到适合控制芯片的电压范围。JCE对a、b、c三相电流均采样，经检测模块后存放在相应的寄存器中供主控系统采用。

　　一般采用三线制，电机定子三相电流和等于零，LEM元件对a、b、c三相电流均采样，经检测模块后的转换结果作为检测三相电流不平衡率的依据;另外，在逆变器切断输出后可通过LEM元件对a、b、c三相电流流动情况进行检测，以判断功率模块是否可靠关断，消除安全隐患。

　　在应用中，JCE传感器体现其极多特点：

　　过载能力强：当原边电流超载时，可以自动保护，即使过载电流为额定值的二十倍时传感器也不会损坏;

　　原边与副边之间的电容量是很弱的，在很多应用*模电压的各种影响可忽略;

　　灵敏度高：能区分在高分量上的弱小信号，如在几百安培的直流上能区分几毫安的交流分量;

　　可靠性高：失效率λ=0.43×10-6/h;抗外磁场能力强：经实验在距离传感器5～250px处的一个两倍工作电流所产生的磁场干扰而引起自身的误差≤0.5%.

　　它可以测量任意波形的电流，如直流、交流、脉冲波形等，甚至可测出瞬态峰值;

　　原边电路与副边电路之间完全高度绝缘，绝缘耐压一般3～6kV，特殊要求可达到6～50kV;

　　测量精度高：在工作温度范围内精度优于10%，该精度适用于任何波形的测量;

　　线性度好：优于0.5%;

　　动态性能好：响应时间小于1μs，跟踪速度di/dt高于50A/μs;