Cảm biến dòng điện là gì? Các loại cảm biến dòng điện trên thị trường

Cảm biến dòng điện là gì ?. Cảm biến dòng điện với biến dòng có khác gì nhau không? Cảm biến dòng điện có mấy loại ? Chắc đây là những câu hỏi nhiều người băn khoăn mà chưa tím được lời giải đáp. Mọi người thường khó khă trong việc tìm kiếm những tư liệu liên quan tới từ khoá này. Không biến chúng được dừng để làm gì ?

Dành cho bạn nào chưa biết thì hôm nay mình sẽ mang đến những kiến thức mới mẻ để chia sẻ tới các bạn tất tần tận về thiếu bị này. Hãy cùng mình theo dõi bài viết này nhé.

Trong kỹ thuật điện, cảm biến dòng điện là một trong những kỹ thuật được sử dụng để đo dòng điện. Việc đo các phạm vi dòng điện từ picoampe đến hàng chục ngàn ampe. Việc lựa chọn một phương pháp cảm biến dòng CT phụ thuộc vào các yêu cầu như cường độ, độ chính xác, băng thông, độ bền, chi phí, cách ly hoặc kích thước. Giá trị dòng điện có thể được hiển thị trực tiếp bởi đồng hồ ampe hoặc được chuyển đổi sang dạng kỹ thuật số để sử dụng bởi hệ thống giám sát hoặc điều khiển.

Các kỹ thuật cảm biến dòng điện bao gồm điện trở shunt, máy biến dòng và cuộn Rogowski, đầu dò dựa trên từ trường và các loại khác…

Cảm biến dòng điện là gì?

Các cảm biến dòng điện, thường được gọi là máy biến dòng hoặc CT dòng (Current Transformer),là các thiết bị phát hiện dòng điện chạy trong dây bằng cách sử dụng từ trường và tạo ra tín hiệu tỷ lệ với dòng điện đó. Tín hiệu được tạo ra có thể là điện áp, dòng điện hoặc là đầu ra kỹ thuật số (tùy thuộc vào loại cảm biến).

Tín hiệu được tạo ra sau đó có thể được sử dụng để hiển thị dòng điện đo được tỏng ampe kế, hoặc để lưu trữ, phân tích trong hệ thống thu thập dữ liệu hoặc có thể được sử dụng cho mục đích điều khiển.

Cảm biến dòng điện rất linh hoạt và có ưu điểm chính là không cần tiếp xúc với mạch để đo dòng điện xoay chiều. Nói cách khác, chúng ta không cần phải mở mạch điện mắc nối tiếp với tải mà chỉ cần cho một dây thiết bị cần giám sát qua cảm biến là đã có thể đo được dòng điện.

Máy biến dòng hiện nay rất cần thiết trong nhiều ứng dụng. Chẳng hạn, chúng thường được sử dụng trong đo lường nguồn để xác định mức sử dụng năng lượng của những người thuê nhà. CT dòng cũng có thể giúp điều chỉnh thuận tiện bằng cách cung cấp thông tin về nguồn điện đang được sử dụng và khi nào để giảm chi phí và tăng hiệu quả.

Cấu tạo của cảm biến dòng điện

Cấu tạo của cảm biến thường bao gồm các phần tử mạch điện tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh được đóng gói nhỏ gọn. Các tín hiệu phát ra được quy chuẩn theo mức điện áp và dòng điện thông dụng phù hợp nhất với bộ điều khiển.

 

Trên thị trường ngày nay, cảm biến có rất nhiều loại được bày bán với những mục đích khác nhau. Thế nhưng nhìn chung chúng đều được làm từ sensor phần tử điện thay đổi tính chất theo sự biến đổi của đầu dò, môi trường. 

Nguyên lý cảm biến

Khi dòng điện chạy qua một dây dẫn, nó tạo ra một từ trường tỷ lệ xung quanh dây dẫn. Máy biến dòng sử dụng từ trường này để đo dòng điện.

Nếu CT dòng được thiết kế để đo dòng điện xoay chiều, công nghệ cảm ứng thường được sử dụng. Dòng điện xoay chiều thay đổi, khiến từ trường thay đổi liên tục. Trong một cảm biến dòng xoay chiều, dây được quấn quanh lõi. Từ trường được tạo ra bởi dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra một dòng điện hoặc điện áp tỷ lệ trong dây nằm trong cảm biến dòng. Sau đó, cảm biến sẽ tạo ra một điện áp hoặc dòng điện nhất định mà một đồng hồ được kết nối với cảm biến có thể đọc và chuyển thành dòng điện chạy qua dây dẫn.

Ví dụ, bạn có một máy biến dòng tạo ra 333mV (333mV là đầu ra chung cho CT dòng) khi dòng điện qua dây dẫn ở mức 400A. Nghĩa là khi đo dòng điện qua dây dẫn trong khoảng 400A thì đầu ra sẽ được tính toán theo tỉ lệ tương ứng ở giá trị ngõ ra.

Các cảm biến mà dòng điện tăng lên hoặc giảm xuống thường được gọi là máy biến dòng. Các cảm biến thường bao gồm hai cuộn dây. Cuộn dây mà dòng điện đi qua được gọi là cuộn sơ cấp và cuộn dây có điện áp cảm ứng được gọi là cuộn thứ cấp. Tỷ số lần lượt của máy biến dòng là số vòng trong cuộn thứ cấp chia cho số vòng trong cuộn sơ cấp. Tỷ lệ này xác định xem một máy biến dòng tăng hay giảm.

Cảm biến Hall đo dòng điện

Là cảm biến dòng một chiều, có khả năng đo cả dòng điện AC và DC. Cảm biến Hall bao gồm lõi, thiết bị hiệu ứng Hall và mạch điều hòa tín hiệu. Cảm biến CT dòng này hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall.

Hiệu ứng Hall là một hiện tượng được phát hiện bởi Edwin Hall vào năm 1879. Khi dòng điện di chuyển qua một dây dẫn, nó tạo ra từ trường. Nếu dây dẫn này được định vị trong một từ trường khác, từ trường do electron tạo ra di chuyển qua dây dẫn sẽ tương tác với từ trường bên ngoài làm cho các electron di chuyển sang một bên của dây dẫn. Điều này tạo ra một điện áp trên dây dẫn tỷ lệ thuận với lượng dòng điện chạy qua nó và có thể đo được.

Các loại cảm biến dòng điện

Các thiết bị này đều được sử dụng để đo dòng điện và hoạt động dựa trên cùng các nguyên tắc, nhưng có những khác biệt kỹ thuật khác biệt giữa chúng.

Về mặt kỹ thuật, máy biến dòng để có thể theo dõi hiệu quả và an toàn, trong khi đó cảm biến dòng điện là thuật ngữ chung cho thiết bị cảm nhận và đo dòng điện. Đầu dò chuyển đổi một đầu vào thành một đầu ra khác nhau. Chẳng hạn, chúng có thể chuyển đổi tín hiệu AC thành DC. Tuy nhiên, tất cả các thiết bị này hoạt động tương tự để đo dòng điện và tạo ra một đầu ra có thể đọc được bằng đồng hồ đo điện.

Cảm biến dòng AC

Cảm biến đo dòng điện AC tất nhiên là để đo dòng AC là chính rồi. Dòng điện xoay chiều. Vậy đặc điểm của chúng là gì?

Cảm biến dòng điện xoay chiều là thiết bị phát hiện dòng điện xoay chiều trong dây dẫn. Sau đó, chúng tạo ra tín hiệu output tỷ lệ với dòng được phát hiện. Tín hiệu này được tạo ra có thể là dòng điện hoặc điện áp hoặc tín hiệu số. Sau đó, nó có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, ví dụ bằng cách hiển thị bao nhiêu dòng điện được đo trong một ampe kế. Một số thiết bị có thể được sử dụng để lưu trữ tín hiệu, cho phép chúng được phân tích điều khiển trong hệ thống thu thập dữ liệu.

Cảm biến dòng điện AC T201 seri: T201, T201DCH100, T201DCH300

• Nguồn cấp: Dạng loop power (2 dây tín hiệu và nguồn chung)
• Tiêu thụ nguồn thấp < 25mA
• Cách ly chống nhiễu tại 3000Vac
• Dòng cắt 300V
• Quá dòng 600V
• Sai số 0.3%
• Nhiều dải đo: -300…300A, 0…150A, 0…300A…
• Thời gian đáp ứng 500ms
• Tín hiệu output 4…20mA/ 0…5V

Cảm biến dòng DC

Cảm biến dòng điện một chiều có thể sử dụng nguyên lý hiệu ứng Hall. Điều này có nghĩa là điện áp đầu ra của chúng thay đổi như một phản ứng với từ trường mà cảm biến tiếp xúc. Những cảm biến này được sử dụng để định vị, chuyển đổi vùng lân cận, ứng dụng cảm biến hiện tại và phát hiện tốc độ.

Một cảm biến dòng điện DC thường được sử dụng cùng với mạch điều khiển giúp bật tắt máy. Vì vậy, nó thường được gọi là bộ chuyển đổi. Chúng thường dùng trong các ứng dụng công nghiệp, trong các thiết bị dân dùng,.. để đo dòng DC vì tính chính xác và độ tin cậy.

Cảm biến dòng điện DC T201 seri: T201 DC, T201DCH, T201DCH100, T201DCH300

• Nguồn cấp: Dạng loop power (2 dây tín hiệu và nguồn chung)
• Tiêu thụ nguồn thấp < 25mA
• Cách ly chống nhiễu tại 3000Vdc
• Dòng cắt 300V
• Quá dòng 600V
• Sai số 0.3%
• Nhiều dải đo: -300…300A, 0…150A, 0…300A…
• Thời gian đáp ứng 500ms
• Tín hiệu output 4…20mA/ 0…5V

Cảm biến dòng điện công nghiệp

Đây là những dòng cảm biến mà các bạn it thường được thấy trong đời sống hàng ngày. Trong công nghiêp những dòng này được sử dụng khá phổ biến. Các bạn biết tại sao không ?

Bởi vì trong những nhà máy, xí nghiệp họ thường sài những thiết bị máy móc có công suất lớn. Bởi vệ cho nên họ cũng xsuwr dụng những thiết bị cảm biến cũng có cùng công suất để đo lường.

Và một lý do nữa đó chính là các thiết bị máy mọc này không chỉ có một hai cái, mà trong những nhà máy chúng thậm chí cả trăm, cả ngàn cái. Để kết nối và giám sát được những loại máy móc này thì cảm biến dòng điện phải được lên kết lại với nhau. Làm được điều này thì chỉ có thể là những dòng cảm biến modbus.

Cảm biến dòng điện 100A

Cảm biến dòng điện 100A đây là một thiết bị chuyển đổi dòng điện AC/ DC từ 0…100A sang tín hiệu khác. Cảm biến này được sử dụng khá phổ biến bởi vì những thiết bị trong nhà máy vừa và nhỏ. Chúng chỉ giao động trong thang đo này.

Các tín hiệu mà dòng cảm biến này có thể chuyển đổi đó là: Cảm biến 100A sang 0-5A, Cảm biến 100A sang analog 4-20mA, Cảm biến 100A sang Modbus.

Cảm biến dòng điện 200A

Dãy đo cảu cảm biến 200A cũng là một dải đo phổ biến trong công nghiệp. Chúng được ứng dụng đo lường phổ biển trong các loại máy như máy CNC, máy cắt lazer….

Ngoài khả năng đo lường dòng điện ra thì cũng có nhiều hãng thiết kế tích hợp đo đa dạng các đại lượng trên cùng một thiết bị. Như biến dòng công suất, bến dòng điện áp,….

Bộ chuyển đổi tín hiệu 0-5A sag 4-20mA

Đây là một thiết bị đi kèm và chuyên dùng cho những biến dòng có thông số là 100/5A , 125/5A , 200/5A,… dàng cho những bạn nào chưa biết thì các biến dòng 100/5A thì chúng không thể nào kết nối trược tiếp với bộ điều khiển như PLC. Bởi vị PLC chỉ nhận các dạng tín hiệu analog 4-20mA, 0-10V, modbus,…

Bởi vậy khi muốn kết nối với PLC cần phải thông qua một thiết bị chuyển đổi CT dòngchúng thực hiện chuyển đổi từ các dòng điện nhỏ như 5A, 10A,… và chuyển sang tín hiêu 4-20mA

 

Công tắc cảm biến dòng điện

Không dừng ở việc giám sát, mà chúng ta có thể điều khiển các loại tín hiệu của biến dòng một cách tự động.

Nếu ví dụ bạn đang cần giám sát một động cơ. Khi dòng điện cấp bị quá tải hoặc dòng điện thiếu hụt thì lập tức ngắt thết bị. Để giải quyết được điều này thì chúng ta cần một hiết bị đóng ngắt khi dòng điện đạt tới ngưỡng nguy hiểm. Đó chính là công tắc dòng điện.

Công tắc này được cấu tạo từ một biến dòng và một bộ điều khiển găn tủ điện. Các bạn có thể cài đặt các ngưỡng báo động Max, Min để đá relay. Khi dòng điện quá tải chũng ngay lập tức báo động và ngắt nguồn điện để bảo vệ cho thiết bị điện trong nhà máy của các bạn.

 

 

Ứng dụng của cảm biến dòng điện

Các cảm biến CT dòng có thể được sử dụng trong một loạt các ứng dụng; từ quản lý cơ sở đến đo sáng phụ và hơn thế nữa. Chúng có thể giúp phát hiện lỗi trong máy móc và ngăn ngừa hư hỏng thiết bị.

Mặc dù cả hai loại cảm biến dòng đều có chi phí khá kinh tế tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng. Cảm biến vòng hở có lợi thế chi phí tốt nhất trong phạm vi dòng điện cao (trên 100 A). Chúng cũng có kích thước và trọng lượng nhỏ nhất. Duy trì mức tiêu thụ điện năng liên tục, bất kể dòng điện cảm nhận. Lợi thế về giá của cảm biến dòng vòng mở; chỉ có thể được nhận ra đối với các ứng dụng có thể hạn chế sự thay đổi nhiệt độ.

Các cảm biến dòng vòng kín, phù hợp hơn cho các ứng dụng thương mại và công nghiệp. Nơi chúng thường được tìm thấy. Những cảm biến này có độ chính xác cao nhất ở nhiệt độ môi trường xung quanh cao. Chúng rất lý tưởng cho môi trường ồn ào. Và đầu ra của chúng dễ dàng được chuyển đổi thành điện áp.

Mua cảm biến dòng điện ở đâu ?

Để mua thiết bị này đúng với nhu càu mình muốn thì trước tiên cần lưu ý những điều sau đây.

Lưu ý khi lựa chọn cảm biến

Dải đo là bao nhiêu

Điều đầu tiên cần chú ý đó chính là dãy đo của thiết bị. Với mỗi dãy đo khác nhau thì ta phải chọn những dòng cảm biến khác nhau. Ví dụ để đo dòng điện từ 0…80A thì ta phải sử dụng những cảm biến có dãy đo bao trùm đi là 0…100A.

Đo dòng điện AC hay DC

Đối với mỗi dòng điện có tính chất khác nhau thì ta nên sử dụng cảm biến phù hợp nhất. Như minh đã phân tích ở phần bên trên thì sự khác biệt giữu cma rbieens dòng điện AC và dòng điện DC. Các bạn theo dõi kĩ lưỡng trước khi lựa chọn nhé.

Tín hiệu ngõ ra là gì ?

Đây là yêu tố cuối cùng cũng là yêu tố quan trọng nhất. Khi lựa chọn cần đặc biệt lưu ý điều này. Bởi vì các dòng cảm biến dòng điện thông thường sẽ chỉ có tín hiệu ngõ ra là 5A. để kết nối được với PLC thì chúng ta phải chuyển tín hiệu qua một bộ chuyển đổi analog. Vậy trước tiên xác định rõ nếu các bạn dùng để kết nối với PLC thì nên lựa chọn những dòng cảm biến có sẵn đầu ra analog nhé.

Giá của cảm biến dòng điện

Trên thì trường thì giá của biến dòng giao động từ khoảng vài trăm ngàn cho tới vài triệu một thiết bị. Nhất là những loại có đàu ra đặc biệt như Modbus hay analog 4-20mA thì có giá trên một triệu một thiết bị.

Hiện nay bên công ty minh đang cung cấp tất cả các mặt hàng này. Bao gồm biến dòng analog, bộ chuyển đổi 5A sang 4-20mA, công tắc dòng điện. Bạn nào có nhu cầu thì xin liên hệ với mình ở phần thông tin liên hệ phía dưới để nhận được giá tốt nhất nhé <3

 

Bài viết tham khảo: Biến Dòng Là Gì ?

 

Liên hệ 

Kỹ Sư Cơ Điện Tử – Mr. Trọng

Mobi/ Zalo: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn

Website: chuyendoitinhieu.vn