霍尔元件在镜铁矿直流快速开关保护中的应用
镜铁矿直流快速开关主要应用在ZK20-9/550直流架线式电机车牵引直流电源系统，由于电机车在运行时发生短路、接地故障时短路电流较大，所以一般选用额定电压为直流1600V， 额定电流1000A的直流快速开关，对直流馈电线路作短路与过载保护。对于单独馈出直流快速开关而言，就无法满足现场的保护要求。矿井运输系统电机车在正常运行时电流基本小于300A, 要求故障保护电流为600A，但额定电流为1000A的直流快速开关是无法将动作电流准确调整到保护电流值，因此无法满足现场的保护要求。在直流供电线路发生短路故障时，直流快速开关保护拒动，造成故障点线路及设备损坏，严重影响了矿石运输。
霍尔元件之作用原理也就是霍尔效应，所谓霍耳效应如图1所示，系指将电流I通至一物质，并对与电流成正角之方向施加磁场B时，在电流与磁场两者之直角方向所产生的电位差V之现象。此电压是在下列情况下所产生的，有磁场B时，由于弗莱铭(Fleming)左手定则，使洛仁子力( 即可使流过物质中之电子或正孔向箭头符号所示之方向弯曲的力量: (Lorentz force)发生作用，而将电子或正孔挤向固定输出端子之一面时所产生。电位差V之大小通常决定于洛伦兹力与藉所发生之电位差而将电子或正孔推回之力(亦即前者之力等于后者之力)，而且与电流I乘以磁场B之积成比例。比例常数为决定于物质之霍耳常数除以物质在磁场方向之厚度所得之值。
在平板半导体介质中，电子移动(有电场)的方向，将因磁力的作用(有磁场)，而改变电子行进的方向。若电场与磁场互相垂直时，其传导的载子(电子或电洞)，将集中于平板的上下两边，因而形成电位差存在的现象。
应用
霍尔元件能够快速检测到直流快速开关直流母线上通过的电流，电流信号通过转换装置整形转换为4-20mA的信号，送入S7-200模拟量输入模块，程序如下图所示:
设置直流快速开关的保护动作电流，如下图所示:
直流快速开关应用霍尔元件配合S7-200PLC后，可实现直流快速开关1-1000A范围内的任何电流保护值的跳闸保护，解决直流快速开关无法精细整定保护电流值造成设备的危害。
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