O sensor de corrente elétrica Hall baseia-se no princípio do equilíbrio magnético Hall. De acordo com o princípio do efeito Hall, uma corrente de controle é enviada para a extremidade de corrente do elemento Hall, e um campo magnético de intensidade B é aplicado na direção normal ao plano do elemento Hall. Em seguida, um potencial elétrico VH é gerado perpendicularmente à direção da corrente e do campo magnético (ou seja, entre os terminais de saída do elemento Hall), denominado potencial Hall, e sua magnitude é proporcional ao produto da corrente de controle pela intensidade do campo magnético.
O princípio dos sensores de corrente elétrica Hall
O dispositivo Hall é um tipo de dispositivo de conversão magnético-elétrica feito de materiais semicondutores. Se uma corrente de controle IC for aplicada na entrada, quando um campo magnético B atravessar a superfície sensora do dispositivo, um potencial Hall VH aparecerá na saída. A magnitude do potencial Hall VH é proporcional ao produto da corrente de controle IC pela densidade de fluxo magnético B. O sensor Hall de baixo consumo é construído com base no princípio do efeito Hall e na lei de Ampère, ou seja, um campo magnético proporcional à corrente é gerado ao redor do condutor que transporta corrente, e o dispositivo Hall é usado para medir esse campo magnético. Portanto, é possível a medição de corrente sem contato. Ao medir a magnitude do potencial Hall, a magnitude da corrente no condutor é medida indiretamente. Assim, o sensor de corrente passa por uma conversão eletromagnética-elétrica.
O problema da saturação magnética em sensores de corrente elétrica Hall de circuito fechado.
O problema da saturação magnética de um sensor de corrente elétrica Hall de malha aberta é relativamente simples. Em comparação, o problema da saturação magnética de um sensor de malha fechada é mais complexo.Sensor de corrente HallParece incompreensível, pois quando o sensor de corrente Hall de circuito fechado funciona normalmente, o fluxo magnético no núcleo magnético é zero. Sob a condição de fluxo magnético zero, naturalmente não haverá saturação. No entanto, isso só pode ser verdade em condições normais de operação. De fato, mesmo no caso de transformadores de corrente eletromagnéticos ou sensores de corrente Hall de circuito aberto, a saturação magnética ocorre sob condições anormais de operação, como sobrecarga, baixa frequência e carga pesada. Em condições normais de operação, a saturação magnética não ocorre. Pode-se observar, a partir do princípio de funcionamento do sensor Hall de circuito fechado, que o fluxo magnético zero se baseia na premissa de que o campo magnético gerado pelo enrolamento de compensação do lado secundário pode contrabalançar o campo magnético gerado pelo condutor primário. Portanto, o sensor de corrente Hall de circuito fechado pode manter esse fluxo magnético zero em quaisquer circunstâncias? Obviamente não.
Quando o sensor não está energizado, o enrolamento de compensação no lado secundário não gera corrente. Nesse momento, o sensor de corrente Hall de circuito fechado se comporta como um sensor de corrente Hall de circuito aberto. Contanto que a corrente primária seja suficientemente alta, ocorrerá a saturação magnética. Quando a alimentação normal está ligada, a corrente primária é excessiva. Isso ocorre porque a corrente que pode ser gerada pelo enrolamento de compensação secundário é limitada. Quando o campo magnético gerado pela corrente primária é maior que o campo magnético máximo que o enrolamento de compensação secundário pode gerar, o equilíbrio magnético é rompido e um campo magnético atravessa o núcleo magnético. Conforme a corrente primária continua a aumentar, o campo magnético no núcleo magnético também aumenta. Quando a corrente primária se torna suficientemente alta, o sensor de corrente Hall de circuito fechado entra em estado de saturação.
Em comparação com transformadores de corrente eletromagnéticos e sensores de corrente Hall de circuito aberto, o fenômeno de saturação magnética em sensores Hall de circuito fechado não ocorre com facilidade, mas isso não significa que seja impossível. O uso inadequado ou a sobrecarga prolongada também podem causar saturação magnética.
Data da publicação: 28/04/2025