唐正喜 张军
一汽大众汽车有限公司冲压中心 吉林长春 130011
摘要：我公司全自动伺服压机线的主驱动SINAMICS S120逆变器模块霍尔电流互感
器频繁的损坏、每次都是大停台，这两条伺服压机线担负着长春生产70%冲压件的生产、17次冲程/分钟，每天三个班次不停歇生产、任务非常的繁重，平均每一次大停台需要5个人约8小时同步更换3个电流互感器（RMB4118*3）才能消除故障，截止目前已损坏多个互感器、问题非常的严重,、如何快速判断故障并提前预防成为目前的重中之重
关键词：霍尔电流互感器 、SINAMICS S120、IPD卡、风扇降温+提前批量更换
损坏原因：
1.谐波影响：当正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变就会产生谐波，主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等，我们受损的设备正是逆变器、谐波电压使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大，谐波电流还能使互感器的铜耗增加，互感器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，加速绝缘老化，缩短使用寿命；谐波源(变频或整流设备)调节过程中 极易构成串联或并联的谐振条件形成谐波振荡，产生过电压或过电流
2.瞬时冲击：和使用寿命有关、我们的设备不间断、满负荷生产导致变频器长时间工作，频繁参与调节、冲击极大、次数的增加导致寿命降低
3.高温影响：电柜内局部温度高、接近允许的最大极限温度70℃，互感器产生的热效应导致测量电流峰值降低、抗过载能力显著下降；温度升高使得霍尔元件产生零点漂移造成测量精度不准、闭环系统不能准确调节产生的震荡更加剧故障的发生
工作原理：普通的电流互感器是利用电磁感应对电流进行测量、输出的是模拟量，霍尔电流互感器则是利用霍尔效应对电流进行测量、输出为模拟量、与光电技术及数字技术结合还可以实现数字化控制
霍尔电流互感器交直流都可以测量，普通电流互感器只能测量交流
普通电流互感器二次侧不能开路，霍尔电流互感器可以开路
霍尔电流互感器适用频率范围宽、故可以应用到变频器上，普通交流互感器只能进行定频测量、不能在变频器上使用
那么什么是霍尔电流互感器呢
霍尔效应的本质是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压，由于霍尔元件产生的电势差很小，通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器或霍尔集成电路，其外形较小，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛应用于工业自动化、检测及信息处理等领域，主要由两部分组成：
磁芯：由环形导磁材料作成、套在被测电流流过的导线，将导线中电流感生的磁场聚集
霍尔元件：在磁芯上开一气隙并内置、该元件通电后通过霍尔输出电压得到导线中流通的电流
霍尔电流互感器器在S120中的应用过程：通过电流导线---磁环---中间填入霍尔元器件---测量电压变化---IPD---转换为实际电流值---完成变频器电流测量过程
如何快速鉴别S120中的霍尔电流互感器是否损坏
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通过断开互感器9针插头后，检查CIM以及SMC20编码器模块指示灯状态将恢复正常绿色和黄色，这样可以判断出故障原因。
互感器故障时，正是将拉低CIM和SMC20模块电压，所以两部件运行异常，指示灯分别为红色和不亮。
利用此方法已经多次快速判断互感器故障。
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断电并放电完成后使用万用表RX1K档测量的阻值是否接近于：148K/156K/8.4K、这个值是依据之前互感器正常工作时测量得到的实测值、甄别三个电流互感器中的某个阻值有别于其它两个
使用具有正负极的外接稳压电源（15-24v）接入互感器的正负输入端看输出端M是否有电压输出0-10v、正常应是0v
在实际工作中霍尔电流互感器对热效应特别敏感、最高工作温度下对互感器的测量精度和寿命有直接影响、我们的做法是对电柜门加装风扇强制冷却降温+制定计划提前批量更换
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参考的文献
[1] Siemens SINAMICS S120使用手册 2011.04
[2] ABB ABB电流互感器选型手册 2011 04