霍尔式电流传感器在风力发电中的应用

西安中科阿尔法

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风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，而其是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。全球的风能约为2.74×109GW，其中可利用的风能为2×107GW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用，以前主要是通过风车来抽水、磨面等，而新世纪，人们感兴趣的是如何利用风来发电，以及如何才能发电量最大化。电流传感器作为主要的检测元件，在其中起到至关重要的作用 。而侧网性能的好坏更是影响着整个风力发电系统的好坏，而作为小小的霍尔电流电压传感器在其中扮演着不可或缺的角色。

网侧变换器的控制目标是：输出直流电压恒定且具有良好的动态响应能力；确保网侧输入电流正弦，功率因数接近1，其中输入电流的控制是整个系统控制的关键所在，因为采用pwm整流器的目的是为了使输入电流波形正弦化；其次，对输入电流的有效控制的实质是对变换器能量流动的有效控制，也就控制了输出电压。

 

直接电流控制是一种通过对交流电流的直接控制而使其跟踪给定电流信号的控制方法且具有非常优良的动态性能。

霍尔电压传感器检测电压、霍尔电流传感器检测电流，而其中的电压电流双闭环控制，目前应用广泛。特点是：输入电流和输出电压分开控制。电压外环的输出作为电流指令信号，电流内环则控制输入电流，而且也起到了改善控制对象的作用，由于电流内环的存在，只要将电流指令限幅就自然达到过流保护的目的，这就是双闭环控制的优点。综上所述，霍尔电压传感器在风力发电网侧变换器起着非常重要的作用。

西安中科阿尔法电子科技有限公司的AH910是一款高性能霍尔效应电流传感器，可以更为有效地测量交流（AC）或者直流（DC）电流，可广泛应用于工业，消费类及通信类设备。

AH910系列内部集成了一颗高精度、低噪声的线性霍尔电路和一根低阻抗的主电流回路导线，当采样电流流经主电流回路时，其产生的磁场在霍尔电路上感应出相应的电信号，经过信号处理电路输出电压信号，使得产品输出严格地与被测电流值成比例。

线性霍尔电路采用先进的BCDMOS制程生产，其中包含了高灵敏度霍尔传感器、霍尔信号预放大器、高精度霍尔温度补偿单元、振荡器、动态失调消除电路和放大器输出模块。在无磁场的情况下，电流传感器静态输出为2.5V固定电压或50%VCC。在电源电压5V条件下，传感器静态输出可以在0.2～4.8V之间随磁场线性变化，线性度可达0.4%。

AH910内部集成的动态失调消除电路使传感器的灵敏度不受外界压力和IC封装应力的影响。AH910提供SOP8封装，工作温度范围-40～150℃，符合RoHS标准。

产品功能

（1）静态共模输出点:2.5V或者50%VCC

（2）测量范围宽：5A/10A/20A/30A/40A/50A

（3）隔离电压：2500V

（4）高带宽：120kHz；

（5）输出响应时间：4μs（典型值）；

（6）工作范围内稳定度：1.5%@25℃～150℃；1%@-40℃～25℃；

（7）低噪声模拟信号通路；

（8）抗干扰能力强；

（9）抗机械应力强，磁场参数不受外界压力而偏移；

（10）ESD(HBM):5kV；

（11）工作温度：-40℃～150℃；

（12）通过RoHS认证：（EU）2015/863。

应用领域

（1）逆变器电流检测

（2）电机相位电流检测（电机控制）

（3）光伏逆变器

（4）蓄电池负载检测系统

（5）电流互感器

（6）开关电源

（7）过载保护装