霍爾電流傳感器磁飽和(磁環(huán)磁芯飽和)問題
許多霍爾電流傳感器廠家在其技術(shù)資料的也將無磁飽和作為霍爾電流傳感器的一個重要優(yōu)點來宣傳。霍爾電流傳感器不會發(fā)生磁飽和幾乎是霍爾電流傳感器自應(yīng)用以來就得到廣泛認可的主要優(yōu)點之一。
事實是不是這樣呢？
事實上，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，一定會發(fā)生磁飽和！
下圖為所有高導磁材料的典型磁化曲線示意圖：
霍爾電流傳感器磁芯磁化曲線
圖1 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)。眾所周期，為了獲取較好的測量結(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)強度超出線性區(qū)域一定的范圍，就會發(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，就是原邊電流足夠大。
不會因為電流頻率低導致磁飽和，是霍爾電流傳感器的優(yōu)點，也是開環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和特點。
相比之下，電磁式互感器也有一個優(yōu)點，就是二次負荷足夠小時，即便過載較多，也不會發(fā)生磁飽和。
開環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和問題較簡單，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，因為閉環(huán)式霍爾電流傳感器正常工作時，磁芯中的磁通為零，零磁通下，自然不會飽和。然而，這只能將是在正常工作條件下！事實上，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，負荷過大等非正常工作條件下，正常工作條件下，都不會發(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償繞組產(chǎn)生的磁場可以抵消原邊導體產(chǎn)生的磁場的前提下。那么，當閉環(huán)式霍爾電流傳感器是不是任何情況下都可以維持這個零磁通呢？顯然不是！
a、傳感器未供電的情況下，副邊補償繞組不產(chǎn)生電流，此時，閉環(huán)式霍爾電流傳感器相當于一個開環(huán)式霍爾電流傳感器，只要原邊電流夠大，就會發(fā)生磁飽和。
b、正常供電，原邊電流過大。這是因為二次補償繞組可以產(chǎn)生的電流畢竟是有限度的，當原邊電流產(chǎn)生的磁場大于副邊補償繞組能夠產(chǎn)生的磁場時，磁平衡被打破，磁芯中有磁場通過，原邊電流繼續(xù)加大時，磁芯中磁場也隨著增大，原邊電流足夠大時，閉環(huán)式霍爾電流傳感器進入磁飽和狀態(tài)！
與電磁式電流互感器及開環(huán)式霍爾電流傳感器相比，閉環(huán)式霍爾電流傳感器磁飽和現(xiàn)象不易發(fā)生，但不等于不會發(fā)生，使用不當或長時間過載，也會發(fā)生磁飽和。