[CUNG CẤP] Cảm biến dòng điện là gì? – Các loại cảm biến đòng diện công nghiệp

Trong bài viết chia sẻ kiến thức về lĩnh vực ngành điện hôm nay, mình sẽ cho các bạn biết thêm về loại thiết bị cảm biến dòng điện. Đây chính là thiết bị chuyên dùng để đo lường dòng điện áp hay được sử dụng trong công nghiệp ngày nay. Chính vì thế cảm biến dòng điện nó có vai trò rất quan trọng đối với các thiết bị điện nói chung cùng với sự đảm bảo an toàn về điện nói riêng. Vậy cảm biến dòng điện là gì? Nguyên lý cảm biến dòng điện như thế nào? Có bao nhiêu loại cảm biến dòng điện được dùng trong công nghiệp ngày nay.

Cảm biến dòng điện là gì?

Theo như kiến thức mình tìm hiểu thì cảm biến dòng diện là loại cảm biến dùng để đo lường dòng điện chạy qua dẫn dân. Những loại dòng điện này thường có giá trị dòng điện áp rất là lớn. Có thể là 100 ampe, 500 ampe hoặc thâm chí là 1000 ampe.

Mặt khác cảm biến dòng điện là một cái tên mỹ miều hơn mà nhiều người dân kỹ thuật hay sử dụng trong giao tiếp công việc. Trên thực tế, cảm biến dòng điện và bộ biến dòng được hiểu chung là cùng một thiết bị với một mục đích sử dụng giống nhau. Tuy nhiên, do chức năng chính của chúng dùng để đo lường dòng điện, ấy thế mà chúng ta hay gọi chúng là cảm biến dòng điện.

Tại sao cần dùng cảm biến dòng điện?

Đây chắc hẳn là rất nhiều người thắc mắc đó là vì sao chúng ta nên dùng cảm biến dòng điện trong nhà máy? Đặc biệt là lắp đặt chúng ở những khu vực tủ điện hoặc gần nguồn điện 3 pha, động cơ công suất lớn?

Trước khi mình trả lời câu hỏi trên, thì mình sẽ giải thích trước công dụng của cảm biến dòng dùng để làm gì. Như phần đầu mình mô tả rằng cảm biến dòng dùng để đo lường dòng điện áp chạy trong nhà máy.

Người ta sẽ không lắp những loại cảm biến dòng trong nhà máy mà không có mục đích rõ ràng. Một trong những rất rất nhiều công dụng mà cảm biến dòng đem lại lợi ích cho người sử dụng là như sau:

• Bảo vệ các thiết bị điện chẳng may dòng điện áp tự dưng quá áp.
• Dùng để phát hiện các hiện tượng rò rỉ điện áp ở xung quanh dòng điện 2pha hoặc 3pha.
• Dùng để giám sát dòng điện áp dùng trong nhà máy.

Những lợi ích trên mà mình đã viết sẵn ra đây chỉ có thể là những anh em kỹ thuật nào trong nhà máy. Làm việc và tiếp xúc nhiều thì họ mới có thể dễ dàng hiểu rõ được những điều trên.

Ngoài ra, từ những lý do trên cũng đã trả lời cho các bạn hiểu vì sao mà bất kỳ nhà máy hay xưởng sản xuất nào họ luôn luôn dùng các thiết bị cảm biến dòng điện hay biến dòng trong xưởng của họ.

Khi nào dùng cảm biến dòng điện?

Ngoài sự thắc mắc về câu hỏi trên của rất nhiều ra, thì còn có thêm một câu hỏi cũng hấp dẫn không kém. Đó là khi nào chúng ta nên sử dụng cảm biến dòng điện trong nhà máy?

Trên thực tế mà nói, rằng ngày nay bất kỳ một nhà máy hay xưởng sản xuất nào thì họ luôn luôn dùng các loại biến cảm biến dòng điện. Bởi vì mọi lưới điện được sử dụng trong công nghiệp toàn những dạng điện 220V hoặc 380V. Đấy là những kiểu điện áp có công suất điện năng rất là lớn.

Điều này dẫn đến, trường hợp làm hư hại cũng nếu không may sảy ra tai nạn khá là cao. Vì tránh một trong những lý do quan trọng này, mà người ta thường hay sử dụng cảm biến dòng điện để bảo vệ an toàn cho lẫn người và các thiết bị trong xưởng.

Cách sử dụng cảm biến dòng điện

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến dòng điện được thiết kế và chế tạo cho từng khu vực lắp đặt khác nhau. Nên điều này dẫn đến chúng ta phải có quá trình chọn lọc cảm biến để phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Tuy nhiên, xét về bản chất của cảm biến dòng điện thì chỉ có một. Cho dù bất kỳ loại biến dòng từ giá thành rẻ đến giá thành mắc cỡ nào đi chăng nữa thì nó vẫn tuân theo những nguyên tắc vật lý chung.

Vì vậy mà cách sử dụng cảm biến dòng cũng khá là đơn giản. Ngoài những kiến thức mang tính kỹ thuật như: đọc thông số cảm biến, cách nối dây cơ bản hay thậm chí là cách chọn lọc cảm biến để phù hợp. Thì chúng ta chỉ cần tìm hiểu cách đấu nối cảm biến dòng điện với dòng điện áp là được.

Mình sẽ lấy ví dụ cho phần này về sản phẩm biến dòng SENECA của Ý đó là bộ T201. Đây là bộ dùng để đo lường dòng điện sơ cấp sang 4-20mA. Đầu tiên thì bạn chỉ cần cho một đầu dây có dòng điện chạy qua lỗ của cảm biến dòng điện. Sau đó, tín hiệu ngõ ra của nó thì dùng để nối tới các thiết bị điều khiển như PLC, bộ hiển thị…

Ứng dụng của cảm biến dòng điện

Ứng với những lý do vì sao nên cần dùng bộ module cảm biến dòng điện trong công nghiệp. Đồng thời cũng như vai trò của nó mang lại cho nhà máy hay xưởng. Điều này dẫn đến nhu cần tiêu thụ cảm biến dòng điện tương đối khá cao tính đến thời điểm công nghệ hiện đại hóa ngày nay..

Khi mà nền công nghệ tiên tiến đang được chú trọng hơn bao giờ hết. Thì các loại biến dòng được thiết kế với nhiều ứng dụng của nó hơn. Điển hình một trong những vô vàn mà các loại biến dòng ngày nay mang lại là:

• Dùng để đo lường dòng điện năng trong nhà máy và xuất ra tín hiệu tuyến tính 4-20mA. Điều này giúp cho nhiều bộ điều khiển, hệ thống giám sát DCS hoặc SCADA trong có thể dễ dàng biết được điện áp hiện tại có ổn định hay không.
• Hiển nhiên chức năng chính của biến dòng là dùng để bảo vệ mọi mạng lưới thiết bị điện trong nhà máy cũng như con người đang làm việc trong khu vực đấy. Làm giảm rủi ro sảy ra những tai nạn lao động mà đáng nhẽ ra không nên có.
• Thêm một khả năng mới của các loại biến dòng hiện nay là dùng để truyền thông qua ModBus RTU. Từ điều này, chúng ta có thể dễ dàng giám sát bằng hình thức vô tuyến hoặc thông qua trang web của công ty.

Các hãng cảm biến dòng điện

Ngày nay, có rất nhiều hãng thiết kế và chế tạo ra những loại biến dòng để ứng dụng trong cuộc sống. Dựa vào kiến thức mà mình đã tìm hiểu cùng với các bài báo điện tử thì dưới đây là một trong những hãng được ưu dùng tại Việt Nam ta.

Biến dòng SCHNEIDER

Hãng Schneider đã không còn xa lạ đối với những người dân kỹ thuật ở Việt Nam chúng ta nữa. Đây là một trong những hãng phổ biến chuyên cung cấp các thiết bị kỹ thuật cho nhà máy trên nhiều lĩnh vực. Điể hình như là:

• Điều khiển và tự động hóa tòa nhà
• Hệ thống điện hạ thế
• Thiết bị phân phối trung thế và tự động hóa lưới điện
• …

Thế nên, nếu nói về cảm biến dòng điện thì Schneider cũng có mẫu thiết kế riêng cho nó nhé.

Biến dòng ILEC

ILEC là một công ty thiết bị điện lực tại Việt Nam ta, nó cũng tương tự như bao công ty cung cấp thiết bị kỹ thuật khác. Chắc hẳn sẽ có một vài điểm nét riêng biệt. Tuy nhiên những loại cảm biến dòng ILEC này cung cấp chủ yếu là các loại:

• Biến dòng đúc Epoxy
• Biến dòng hộp CBCT
• Biến dòng đế sắt
• …

Biến dòng ELMEX

Đối với biến dòng ELMEX này thì nó loại biến dòng được sản xuất tại Ấn Độ. Đối với loại biến dòng này thường chủ yếu sẽ có hai dạng chính đó là cảm biến dòng đo lường MCT và cảm biến dòng bảo vệ PCT.

Dòng sản phẩm của hãng được biết đến với một số bộ như:

• Biến dòng Elmex ELPS2
• Biến dòng Elmex ELPS3
• …

Biến dòng TAIWAN

Cũng như bao các hãng biến dòng khác, thì loại biến dòng này có nguồn gốc từ Đài Loan. Tuy nhiên loại biến dòng TAIWAN này chủ yếu là các loại biến dòng cho cuộn sơ cấp. Tức là chủ yếu dùng ở những nơi có dòng điện hạ thế.

Biến dòng CHINT

Biến dòng CHINT, đây là loại biến dòng được người anh em láng giềng – Trung Quốc sản xuất và chế tạo ra. Hẳn các bạn cũng biết rằng, thiết bị đồ điện tử ở Trung Quốc có giá thành tương đối khá rẻ so với mặt bằng chung trên thị trường Việt Nam.

Ngoài ra, thì loại biến dòng của hãng này chủ yếu chỉ dùng để xuất tin hiệu ngõ ra 5A.

Biến dòng EMIC

EMIC là một công ty cổ phần thiết bị điện. Đây cũng được cho là một trong những công ty cũng nổi tiếng ở thị trường Việt Nam. Ngoài những thiết bị mà bên công ty EMIC cung cấp ra, thì biến dòng của EMIC chủ yếu là loại biến dòng trung thế.

Biến dòng đo lường OMEGA

Loại biến dòng đo lường Omega này cũng được nhiều anh em kỹ thuật hay dùng trong các nhà máy. Chủ yếu các loại cảm biến dòng đo lường của Omege là dùng để xuất ra tín hiệu 5A. Nghĩa là các loại biến dòng của hãng này cung cấp chủ yếu như là: 800/5A, 1000/5A, 2500/5A…

Cảm biến dòng SENECA

SENECA là một hãng công ty nổi tiếng trên thế giới. Nó có trụ sở chính và xưởng sản xuất ở tại Ý. Hãng SENECA là một hãng chuyên cung cấp các thiết bị đo lường, bộ chuyển đổi tiên tiến cùng với các hệ thông truyền thông ModBus hiện đại. Do đó, hãng SENECA này được rất nhiều nước tín dùng bởi vì những lợi ích mà nó mang lại.

Điển hình cho điều trên, thì biến dòng của hãng SENECA có rất nhiều loại kiểu dáng. Loại biến dòng của SENECA không phải dùng cho mục đích xuất ra tín hiệu 1 hoặc 5A. Mà chúng chủ yếu sẽ dùng để xuất ra tín hiệu tuyến tính 4-20mA và thậm chí tiên tiến hơn đó là ModBus RTU.

Nguyên lý cảm biến dòng điện

Về nguyên lý của biến dòng thì nó khá là đơn giản, bởi vì đây là những kiến thức mà chúng ta đã được học từ hồi phổ thông đến giờ. Tuy nhiên, lúc đấy thì chúng ta chỉ ngồi tính toán các biến số sao cho đúng. Còn bây giờ thì chúng ta dùng nó để ứng dụng vô cuộc sống.

Cảm biến dòng điện sẽ được sử dụng bằng hai nguyên lý sau đây:

• Đầu tiên là hiệu ứng Hall. Đây là hiệu ứng được khám phá ra bởi Edwin Herbert Hall vào năm 1879.
• Thứ hai là dựa vào cảm ứng từ. Đối với nguyên lý cảm ứng từ, thì nó được thể hiển qua 3 định luật đi kèm với nó. Đó là định luật Faraday, định luật Len xơ và định luật cơ bản về cảm ứng từ.

Mình sẽ dẫn giải về hai nguyên lý trên cho các bạn cùng hiểu rõ hơn nhé.

Hiệu ứng Hall Effect

Hiệu ứng Hall Effect là loại hiệu ứng vật lý  được sử dụng cho nhiều loại biến dòng. Tuy nhiên đối với loại cảm biến đo lường dòng điện này thì nó sẽ dùng để đo dòng điện chứ không phải là một nam châm có từ tính.

Vậy hiệu ứng Hall hoạt động như thế nào?

Theo lý mà nói, ban đầu sẽ có thanh kim loại có khả năng dẫn được dòng điện chạy qua. Sau đó, ta sẽ cấp một nguồn điện cho thanh kim loại. Thì lúc này, các electron sẽ di chuyển theo chiều của dòng điện.

Hễ khi chúng ta dùng cực Nam của nam châm tiến lại gần thanh kim loại. Vì xung quanh nam châm có một lượng từ tính, nên dẫn đến làm cho các electron âm và electron dương tách thành hai bên. Nếu chúng ta dùng đồng hồ vạn năng đo hai đầu của thanh kim loại này thì sẽ thấy nó xuất ra một dòng tín hiệu nhỏ. Do đó, đối vơi

Hiện tượng  cảm ứng từ

Theo như kiến thức mà chúng ta đã được học, hiện tượng cảm ứng từ là sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch kín khi có từ thông qua mạch đó biến thiên. Lúc này sẽ dẫn điến có sự xuất hiện tín hiệu dòng điễn giữa hai đầu cuộn dây.

Trong hiện tượng dòng điện cảm ứng từ, chúng ta đã được biết đến với hai định luật:

• Định luật Faraday: suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, nó sẽ tỉ lệ thuận với độ biến thiên của từ thông qua mạch và tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian.
• Định luật len xơ: chiều của dòng điện cảm ứng trong dây dẫn sinh ra bởi sự biến thiên của từ trường luôn tuân theo định luật Faraday sẽ tạo ra một từ trường chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó.

Các loại cảm biến dòng điện

Ngoài sự phân loại theo hãng ra, thì biến dong chúng sẽ phân loại theo chức năng của chúng. Hiện nay, dựa vào nhu cầu và mục đích sử dụng chúng sẽ được phân thành 5 loại phổ biến nhất:

Biến dòng 100-250-300-600-800-1000A/5A

Biến dòng đầu tiên là  biến dòng dùng để chuyển đổi các dòng điện áp hạ thế và trung thế. Ý nghĩa tên gọi của các loại biến dòng này là dùng để nhận biết công dụng giữa chúng.

Ví dụ như loại biến dòng 100A/5A. Điều này nghĩa là nó dùng để chuyển đổi dòng điện áp dưới 100A sang dòng điện 5A. Những loại biến dòng kiểu như thế này thì nó rất chi là khá giống các máy biến áp.

Biến dòng điện AC

Ắt hẳn dòng điện AC đã rất quen thuộc với các bạn trong cuộc sống rồi nhỉ? Cảm biến dòng điện ac hay cảm biến dòng điện xoay chiều là một dạng biến dòng điện AC.

Đối với biến dòng điện ac thì nó sẽ tùy từng loại. Điển hình cho loại này đó là dùng để chuyển đổi tín hiệu tuyến tính 4-20mA.

Nhìn chung, loại cảm biến dòng điện AC này thường được lắp đặt tại các ngõ vào của tủ điện hoặc các thiết bị điện có tải lớn. Chủ yếu là dùng để kiểm soát sự ổn định của dòng điện này chạy vào các thiết bị điều khiển.

Bài đọc tham khảo: Ứng dụng của biến dòng ac-dc sang analog 4-20mA

Biến dòng đo dòng điện DC

Cảm biến đo dòng điện dc mục đích chính dùng để đo lường dòng điện 1 chiều. Dòng điện chạy 1 chiều hay thường được sử dụng với những động cơ hoạt động công suất lớn. Chính vì thế mà người ta cần dùng biến dòng điện 1 chiều này dùng để đồng thời bảo vệ các loại bơm này cùng với những thiết bị đấu nối vào bơm.

Bài đọc tham khảo: Ứng dụng của biến dòng ac-dc sang analog 4-20mA

Biến dòng 4-20mA

Biến dòng 4-20mA, tức là cảm biến dùng để đo dòng điện và xuất ra tín hiệu 4-20mA. Khác với những anh em biến dòng 100/5A hay 200/5A. Đối với loại biến dòng này chúng ta có thể đấu nối trực tiếp vào PLC Mistubishi, Siemes, Wecon…Như vậy, khi sử dụng loại biến dòng này chúng ta sẽ dễ dàng giám sát dòng điện hơn

Tín hiệu 4-20mA đã là tín hiệu tiêu chuẩn trong ngành công ngiệp Việt Nam. Chính vì thế, nó là loại biến dòng phù hợp cho việc giám sát và phòng chống những rủi ro về sự rò rỉ điện…

Biến dòng điện sang RS485

Sự tiên tiến của ngành công nghệ đã được phát triển đến mức mà biến dòng mà chúng ta hay sử dụng. Bấy giờ có thể dùng kết nối tín hiệu RS485.

Nếu bạn nào chưa hiểu về truyền thông RS485, thì đây là dạng đường truyền cũng khá là phổ biến trong ngành công nghệ hiện nay. Đây là kiểu đường truyền tín hiệu có thể đi xa tận 1200m. Đồng thời, nó cũng loại tín hiệu không bị gây nhiễu bởi tín hiệu đường truyền.

Ngoài ra, RS485 nếu chúng ta truyền thông sang dạng ModBus TCP/IP.  Chúng ta sẽ dễ dàng giám sát điện năng dòng điện thông qua điện thoại, email, tin nhắn hoặc Wifi.

Bài viết tham khảo: Ứng dụng của biến dòng dc-ac sang ModBus RS485

Cảm biến dòng điện đo công suất điện năng

Những khả năng mà loại biến dòng này có thể làm được như sau: giá trị điện áp, dòng điện AC/DC, công suất phản khảng, công suất biểu kiến, công suất tiêu thụ, tần số, tần số sóng hài (THD)…Ngoài ra, đây chúng còn dùng để đo luôn hệ số công suất cos . Nó được coi là một hệ số quan trọng trong nhà máy. 

Đây là loại cảm biến có nhiều chức năng nhất trong các loại biến dòng điện hiện nay. Tuy nhiên, chúng vẫn được thiết kế ngõ ra phù hợp trong nhà máy. Như tín hiệu tuyến tính 4-20mA, digital output hay truyền thông ModBus RTU.

Mua cảm biến dòng điện ở đâu?

Hiện nay, bên công ty Hưng Phát chúng mình chuyên cung cấp các loại biến dòng bên trên. Nếu như bạn đang cần tìm giải pháp về các loại biến dòng. Thì hãy liên hệ thông tin bên dưới nhé!

Bài viết tham khảo thêm: Biến dòng là gì? Cách chọn loại biến dòng?

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của tôi. Chúc các bạn một ngày tốt lành!

SALES ENGINEER: Nguyễn Thành Đạt
SĐT: 0342962936