Hall-Sensoren finden aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, guten Linearität, großen Frequenzbandbreite, schnellen Reaktionszeit, hohen Überlastfähigkeit und der verlustfreien Messung der Prüfenergie breite Anwendung in Frequenzumrichtern, Wechselrichtern, USV-Anlagen und Wechselrichtern. Sie werden auch in Schweißmaschinen, Umspannwerken, Galvanisierungsanlagen, CNC-Werkzeugmaschinen, Mikrocomputer-Überwachungssystemen, Netzüberwachungssystemen und vielen anderen Bereichen eingesetzt, in denen hohe Ströme und Spannungen isoliert und erfasst werden müssen. In der Leistungselektronik ist die präzise Erfassung und Regelung hoher Ströme zudem die grundlegende Voraussetzung für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb.
1. Die Leistungsmerkmale des Hall-Sensors
Der Hall-Sensor im offenen Regelkreis zeichnet sich durch überlegene elektrische Eigenschaften aus und ist ein fortschrittliches elektrisches Detektionselement, das den Hauptstromkreis und die elektronische Steuerschaltung trennt. Er vereint die Vorteile von Transformatoren und Shunts und überwindet gleichzeitig deren Nachteile. Derselbe Hall-Stromsensor kann sowohl Wechsel- als auch Gleichstrom sowie transiente Spannungsspitzen erfassen und stellt somit eine neue Produktgeneration dar, die Transformatoren und Shunts ersetzen kann. Der Hall-Stromsensor besitzt folgende Merkmale: Er kann Ströme beliebiger Wellenformen messen. Hall-Stromsensoren erfassen Stromparameter beliebiger Wellenformen wie Gleich-, Wechsel- und Impulswellen. Auch die Parameter transienter Spannungsspitzen lassen sich messen, und der Sekundärkreis bildet die Wellenform des Primärstroms präzise ab. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Transformatoren, die in der Regel nur für 50-Hz-Sinuswellen geeignet sind; die Messgenauigkeit ist hoch. Die Genauigkeit des allgemeinen Hall-Stromsensors im Arbeitsbereich liegt bei besser als 1 %, wodurch er sich für die Messung beliebiger Wellenformen eignet, während die Genauigkeit gewöhnlicher Transformatoren im Allgemeinen 3 % bis 5 % beträgt und er sich nur für 50-Hz-Sinuswellenformen eignet; Die Linearität ist besser als 0,5 %; die Dynamik ist gut.
Open-Loop-Hall-Sensoren bilden mit ihrem exzellenten dynamischen Verhalten die Grundlage (induktive Elemente) für die Leistungssteigerung moderner Steuerungssysteme. Die dynamische Ansprechzeit herkömmlicher Transformatoren liegt üblicherweise bei 10–20 µs, was den Anforderungen der Entwicklung industrieller Steuerungssysteme (induktive Komponenten) nicht genügt. Der Sensor arbeitet im Frequenzbereich von 0 bis 20 kHz und zeichnet sich durch hohe Überlastfähigkeit, großen Messbereich, hohe Zuverlässigkeit und eine durchschnittliche störungsfreie Betriebsdauer von über 5 × 10.000 Stunden aus. Er ist klein, leicht und einfach zu installieren und verursacht keine Systemverluste.
2. Die Anschlussmethode des Hall-Sensors
Der Stromsensor benötigt lediglich den Anschluss an eine positive und negative Gleichstromversorgung. Der Messstrom wird üblicherweise über den Hall-Sensor geleitet oder an den primärseitigen Anschluss angeschlossen und anschließend sekundärseitig durch einfache Verbindungen zur Isolationsprüfung des Hauptsteuerkreises geführt. Die Schaltung ist sehr einfach aufgebaut. In Verbindung mit dem Messumformer kann sie nach der A/D-Wandlung problemlos an einen Computer oder verschiedene Messgeräte angeschlossen und über größere Entfernungen übertragen werden.
Veröffentlichungsdatum: 28. April 2025