Il sensore di corrente elettrica Hall si basa sul principio di equilibrio magnetico Hall. Secondo il principio dell'effetto Hall, la corrente di controllo viene inviata all'estremità dell'elemento Hall e un campo magnetico di intensità B viene applicato nella direzione normale al piano dell'elemento Hall. Viene quindi generato un potenziale elettrico VH perpendicolare alla direzione della corrente e del campo magnetico (ovvero tra i terminali di uscita Hall), chiamato potenziale Hall, la cui intensità è proporzionale al prodotto della corrente di controllo per l'intensità del campo magnetico.
Il principio dei sensori di corrente elettrica Hall
Il dispositivo Hall è un tipo di dispositivo di conversione magnetico-elettrico realizzato in materiali semiconduttori. Se la corrente di controllo IC viene immessa all'ingresso, quando un campo magnetico B attraversa la superficie sensibile del dispositivo, all'uscita si genera un potenziale Hall VH. L'intensità del potenziale Hall VH è proporzionale al prodotto della corrente di controllo IC per la densità di flusso magnetico B. Il sensore Hall a basso consumo è realizzato secondo il principio dell'effetto Hall e applicato alla legge di Ampère, ovvero genera un campo magnetico proporzionale alla corrente attorno al conduttore percorso dalla corrente e il dispositivo Hall viene utilizzato per misurare tale campo magnetico. Pertanto, è possibile misurare la corrente senza contatto. Misurando l'intensità del potenziale Hall, si misura indirettamente l'intensità della corrente nel conduttore percorso dalla corrente. Pertanto, il sensore di corrente ha subito una conversione di isolamento elettrico-magnetico-elettrico.
Il problema della saturazione magnetica dei sensori di corrente elettrica Hall a circuito chiuso
Il problema della saturazione magnetica di un sensore di corrente elettrica ad effetto Hall a circuito aperto è relativamente semplice. In confronto, il problema della saturazione magnetica di un sensore a circuito chiuso è piuttosto semplice.Sensore di corrente HallSembra incomprensibile, perché quando il sensore di corrente Hall a circuito chiuso funziona normalmente, il flusso magnetico nel nucleo magnetico è nullo. In condizioni di flusso magnetico nullo, naturalmente non si verificherà alcuna saturazione. Tuttavia, questo può essere vero solo in condizioni di funzionamento normali. Infatti, anche nel caso di un trasformatore di corrente elettromagnetico o di un sensore di corrente Hall a circuito aperto, la saturazione magnetica si verifica in condizioni di funzionamento anomale come sovraccarico, bassa frequenza e carico elevato. In condizioni di funzionamento normali, la saturazione magnetica non si verifica. Dal principio di funzionamento del sensore di Hall a circuito chiuso si evince che il flusso magnetico nullo si basa sul prerequisito che il campo magnetico generato dall'avvolgimento di compensazione del lato secondario possa contrastare il campo magnetico generato dal conduttore primario. Quindi, il sensore di corrente Hall a circuito chiuso può mantenere questo flusso magnetico nullo in qualsiasi circostanza? Ovviamente no.
Quando il sensore non è alimentato, l'avvolgimento di compensazione sul lato secondario non genera corrente. In questo momento, il sensore di corrente Hall a circuito chiuso è equivalente a un sensore di corrente Hall a circuito aperto. Finché la corrente primaria è sufficientemente elevata, si verificherà la saturazione magnetica. Quando l'alimentatore normale è acceso, la corrente primaria è troppo elevata. Questo perché la corrente che può essere generata dall'avvolgimento di compensazione secondario è limitata. Quando il campo magnetico generato dalla corrente primaria è maggiore del campo magnetico massimo che l'avvolgimento di compensazione secondario può generare, l'equilibrio magnetico viene interrotto e si verifica un campo magnetico che attraversa il nucleo magnetico. Quando la corrente primaria continua ad aumentare, aumenta anche il campo magnetico nel nucleo magnetico. Quando la corrente primaria è sufficientemente elevata, il sensore di corrente Hall a circuito chiuso entra in uno stato di saturazione.
Rispetto ai trasformatori di corrente elettromagnetici e ai sensori di corrente Hall a circuito aperto, il fenomeno della saturazione magnetica nei sensori di Hall a circuito chiuso non è facile da verificare, ma ciò non significa che non si verifichi. Anche un uso improprio o un sovraccarico prolungato possono causare la saturazione magnetica.
Data di pubblicazione: 28-04-2025