t5时刻起铁芯C1工作点进入负向饱和区C,此时激磁感抗ZL迅速变小,因此t5~t6期间,激磁电流iex迅速反向增大,当激磁电流iex达到反向充电电流-I-m=ρVOH/RS时,电路环路增益|ρAv|>>1满足振荡电路起振条件,方波激磁电压发生反转,输出电压由反向峰值电压VOL变为正向峰值电压VOH。即t6时刻,VO=VOH。t6时刻起铁芯C1工作点由负向饱和区C开始向线性区A移动,在t6~t7期间,铁芯C1仍工作于负向饱和区C,激磁感抗ZL变小,而输出方波电压变为正向此时加在非线性电感L上反向端电压V-=-ρVOH,产生的充电电流为正向,与激磁电流iex方向相反,12因此非线性电感L开始正向充电,激磁电流开始正向迅速增大,于t7时刻激磁电流iex增大至反向激磁电流阈值I-th。结合自激振荡磁通门技术和电流比较仪结构,研制出三铁芯三绕组的闭环零磁通交直流电流传感器。泰州电池包电流传感器案例
无锡纳吉伏研制的新型交直流测量传感器包括电流检测、信号解调、误差控制、电流反馈等多个模块,可建立基于各模块的系统误差模型和误差传递函数,为各个模块参数优化设计及进一步减小系统稳态测量误差提供理论依据。首先对各模块进行数学建模,其中电流检测模块包含两个非线性环形铁芯,环形铁芯C1与C2始终工作在完全相反的激磁状态,而环形铁芯C1与C2材料参数一致,电路参数也保持一致,若从系统的观点将两个铁芯看做一个整体,当系统稳定时虽然单个铁芯的工作状态相反,但整体上看两者均工作在零磁通状态下,也就是说当系统达到稳态,此时虽然铁芯C1和C2分别都是非线性磁性元件,而整体上激磁磁通为0,整体可以看作工作在线性区的合成磁性元件C12。合成磁性元件的铁芯参数与原单个铁芯的磁性参数一致,即有效磁导率,磁饱和强度等参数相同,而几何参数中,合成铁芯C12截面面积为单个铁芯截面面积的2倍,有效磁路长度与单个铁芯有效磁路长度相同。同时,忽略磁滞损耗及涡流损耗,仍选取三折线模型对合成铁芯C12进行建模。通过对两个非线性环形铁芯的激磁过程分析并整体建模,可将非线性问题近似简化为线性问题,从而可以从线性系统的角度对系统模型进行分析。芜湖功率分析仪电流传感器服务电话选用不同方式缠绕激励绕组和被测绕组,可形成三种不同方向的结构,即平行结构、正交结构和混合型结构。
由自激振荡磁通门传感器交直流适应性分析可知,设计性能优异的自激振荡磁通门传感器,在激磁频率方面有所要求,本节将对铁磁材料参数及各个电路参数设计进行探讨。作为电流传感器,本节主要关注其检测带宽、量程、线性度、灵敏度及稳定度五个方面的特性并对其进行探究。(1)检测带宽WIP根据自激振荡磁通门传感器数学模型分析,其检测交流频率受到激磁电压频率fex限制,自激振荡磁通门传感器检测带宽WIP<fex/2。理论上激磁电压频率越大,检测带宽越大,对低频信号测量越准确。
(b)根据式(2-33)选取低磁饱和强度BS,降低铁芯C1截面面积或增大激磁绕组匝数N1,可有效降低铁芯C1激磁饱和电流阈值Ith,以便于满足假设1、3中Ith<<IC。(c)可增大激磁电压峰值Vout或降低采样电阻Rs的阻值,以提高铁芯回路稳态充电电流IC,便于满足假设1、3中Ith<<IC。(4)稳定性由式(2-34),(2-39)可知,激磁电流iex平均值与一次电流Ip之间的线性关系,且这种线性关系只是与一次绕组匝数Np及激磁绕组匝数N1有关。但是激磁电流信号较小,因此实际电路中取采样电阻RS上的电压信号作为终检测信号。采样电阻RS上一个周波内平均电压Vav满足:它在高速电流测量、电力电子变换器监测、电机控制、电磁兼容性测试等领域有着很多的应用前景。
霍尔(Hall)电流传感器可以检测很大的电流,精度可以达到0.5%~2%。但是霍尔元件是霍尔传感器的主要部分,一般霍尔元件的温度特性差,同时霍尔元件容易受到外界磁场的干扰,造成测量误差。所以霍尔传感器不适用于温度高,电磁环境复杂的条件下,它的使用范围受到了很大的限制。Rogowski线圈(罗氏线圈),具有测量电流范围大、精度高、无磁性饱和现象、体积小、高频化、易于实现数字化等诸多优点,应用场景很多。罗氏线圈一开始用于磁场测量,近年来多应用于高电压系统及大脉冲电流中的检测。光电组合式罗氏线圈电子式电流互感器的提出在传统型罗氏线圈的性能基础上得到了很大的提高。电流互感器(currenttransformer,CT)依据电磁感应原理测量电流,它非常多的应用于电力系统的电流检测中,并且也是电力系统中继电保护系统的重要组成部分。但是电磁感应原理只能用于交流电流的测量,同时由于存在磁芯,所以在设计中需要考虑磁性的饱和问题,磁芯的存在还导致了互感器的体积较大,造价昂贵。提出了基于自激振荡磁通门原理结合磁积分器原理的交直流电流检测方法。广东电机电流传感器
积分反馈式电流传感器主要基于激励线圈感应电流的积分值反馈控制次级电流值。泰州电池包电流传感器案例
实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程,其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下,自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2-3 所示, RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ,输出方波电压正向峰 值为 VOH ,反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ,反向激磁电流阈值 I-th ,且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ,反向充电电流 I-m ,且满足 I+m=-I-m=Im。泰州电池包电流传感器案例