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關(guān)于霍爾電流傳感器的原理及磁飽和問題

二、霍爾電流傳感器磁飽和問題
許多霍爾電流傳感器廠家在其技術(shù)資料中也將無(wú)磁飽和作為霍爾電流傳感器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)來(lái)宣傳。霍爾電流傳感器不會(huì)發(fā)生磁飽和幾乎是霍爾電流傳感器自應(yīng)用以來(lái)就得到廣泛認(rèn)可的主要優(yōu)點(diǎn)之一。
事實(shí)上，霍爾電流傳感器包含了非線性的磁芯，就已經(jīng)決定了霍爾電流傳感器在特定情況下，一定會(huì)發(fā)生磁飽和。
1、開環(huán)式霍爾電流傳感器的磁飽和問題
下圖為所有高導(dǎo)磁材料的典型磁化曲線示意圖：

霍爾電流傳感器磁芯的磁化曲線

圖中，Oa’為起始非線性段，a’a’’為線性段，a’’a為飽和區(qū)。眾所周知，為了獲取較好的測(cè)量結(jié)果，不論是開環(huán)式霍爾電流傳感器，還是電磁式互感器，都會(huì)將磁化曲線中線性度較好的一段作為工作區(qū)間。換言之，只要磁感應(yīng)強(qiáng)度超出線性區(qū)域一定的范圍，就會(huì)發(fā)生磁飽和。與電磁式互感器相比，開環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和原因只有一個(gè)，就是原邊電流足夠大。不會(huì)因?yàn)殡娏黝l率低導(dǎo)致磁飽和，這是霍爾電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)，也是開環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和特點(diǎn)。相比之下，電磁式互感器也有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是二次負(fù)荷足夠小時(shí)，即便過載較多，也不會(huì)發(fā)生磁飽和。
2、閉環(huán)式霍爾電流傳感器的磁飽和問題
開環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和問題較簡(jiǎn)單，相比之下，閉環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和問題似乎不可理解，因?yàn)殚]環(huán)式霍爾電流傳感器正常工作時(shí)，磁芯中的磁通為零，零磁通下，自然不會(huì)飽和。然而，這只能將是在正常工作條件下！
事實(shí)上，即便是電磁式電流互感器或開環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和問題都是發(fā)生在過載，頻率過低，負(fù)荷過大等非正常工作條件下，正常工作條件下，都不會(huì)發(fā)生磁飽和。從閉環(huán)式霍爾電流傳感器工作原理可知，零磁通是建立在副邊補(bǔ)償繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以抵消原邊導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的前提下。那么，當(dāng)閉環(huán)式霍爾電流傳感器是不是任何情況下都可以維持這個(gè)零磁通呢？
顯然不是！
A、傳感器未供電的情況下，副邊補(bǔ)償繞組不產(chǎn)生電流，此時(shí)，閉環(huán)式霍爾電流傳感器相當(dāng)于一個(gè)開環(huán)式霍爾電流傳感器，只要原邊電流夠大，就會(huì)發(fā)生磁飽和。
B、正常供電，原邊電流過大。這是因?yàn)槎窝a(bǔ)償繞組可以產(chǎn)生的電流畢竟是有限度的，當(dāng)原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)大于副邊補(bǔ)償繞組能夠產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)時(shí)，磁平衡被打破，磁芯中有磁場(chǎng)通過，原邊電流繼續(xù)加大時(shí)，磁芯中磁場(chǎng)也隨著增大，原邊電流足夠大時(shí)，閉環(huán)式霍爾電流傳感器進(jìn)入磁飽和狀態(tài)！