传统磁通门电流传感器常用偶次谐波检测法来检测被测电流值。具体的数学模型以及测量均通过在环形磁芯上环绕激磁绕组和感应绕组来实现。根据法拉第电磁感应定律可知,感应绕组产生的感应电动势。激励磁场的瞬时值方向呈周期性变化,磁芯的磁导率随激励磁场的改变而变化,但是没有正负之分。偶次谐波检测法是磁通门传感器检测方法中比较直白,比较简单也是比较原始的测量方法,这一方法原理简单,易于理解。但是由于在提取偶次谐波过程中需要进行选频放大、相敏整流以及积分环节,检测电路复杂,精度较低,温漂较大。对于工业应用来说,偶次谐波解调电路具有复杂性,同时受到磁材料的工业性能限制,使用这种传感器费用较高。当磁芯处于非饱和状态时,磁导率近似为一个不变的常数。南京内阻测试仪电流传感器定制
红色曲线为 0.05 级交流电流互感器比差和角差误差限值曲线, 黄色曲线为 50A 直流下交流比差和角差误差曲线,黑色曲线为 20A 直流下交流比差和 角差误差曲线。 由 5-7 ,5-8 可知,在 20A 及 50A 直流分量下, 新型交直流电流传感 器比差角差无明显变化, 仍满足 0.05 级交流误差限值,所设计的新型交直流电流传感器 可完成不同直流分量下交流电流高精度测量。无锡纳吉伏研制的新型交直流电流传感器单独测量 0~600 A 交流分量、测量 0~300A 直流分量时,电流测量误差均小于 0.05 级电流互感器误差限值;在交直流同时 作用的情况下,交流分量对直流计量性能无明显影响, 直流分量对交流计量性能也无明 显影响, 交流和直流测量精度均未发生变化。宁波充电桩检测电流传感器设计标准激磁电压频率大于一次交流频率,因此可以将一次交流在每个极短的激磁电压周期内,看作缓慢变化的直流信号。
根据前述假设,Im<<IC且在线性区A激磁电感L远大于饱和区B、C激磁电感l,因此τ2>>τ1,因此式(2-31)进一步化简得:T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)(2-32)根据式(2-27)(2-30)(2-32)可求得激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav满足:Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout(2-33)根据前述假设Ith<<IC可进一步对式(2-33)分母进行化简,带入下列表达式IC=Vout/Rsum,β=Np/N1,iex=Vout/(RC+RS)及Rsum=RC+RS可进一步得激磁电流平均值iav满足:iav=一(2-34)式(2-34)即为平均电流模型基于磁化曲线的分段线性化模型所得激磁电流与一次电流之间的定量关系式,即自激振荡磁通门电路激磁电流平均值与一次电流之间呈线性比例关系,且激磁电流平均值正负与一次电流方向相关。自激振荡磁通门电路可以识别电流方向且激磁电流平均值与一次电流量值线性相关,这便为自激振荡磁通门电路测量交流及交直流提供了理论上的可行性,现对IP为交直流电流时,自激振荡磁通门电路测量原理进行分析。
高频技术已经发展为电力电子技术十分重要的方向,对高频电力电子设备中复杂电流信号的检测,并兼顾高灵敏度,高集成度,高线性度,高温环境下测量稳定的特点已变得十分必要。磁通门原理作为具有高线性度,高集成度,温漂小等特点的电流传感器特点,适合精密电流及恶劣环境下的电流测量。但是目前磁通门原理常应用偶次谐波法及反馈积分法,这两种测量方法探头结构复杂,处理电路元器件多,集成度低,数字化程度不高。无锡纳吉伏提出一种基于磁通门原理的双向饱和式磁通门电流传感器,采用单探头自激发生电路,不仅简化了探头结构,而且处理电路中元器件较少,电路集成度高,同时电路测量结果采用数字显示。该电流传感器的提出进一步提高了电力电子电路的控制与保护技术的准确度,满足了当代电力电子发展中对电流的高温环境下测量的要求。这种复杂电流波形可能包含直流、低频以及高频交流。
分流器:分流器是一种电阻型电流传感器,它通过将待测电流分流一部分来测量电流。分流器具有测量范围广、精度高、响应时间快等优点,适用于测量直流和脉冲电流。但是,分流器不适用于测量交流电流和变频电流。 巨磁阻效应(GMR)和巨磁阻抗效应(GMI):这些是新型的磁电阻效应,具有很高的灵敏度和线性度。它们通常用于测量微弱磁场和电流,如磁通门和电流传感器的应用。 隧道效应:隧道效应是一种物理现象,当电子通过绝缘层时,会以一定的概率穿透绝缘层并传导电流。隧道电流传感器利用这个效应来测量电流。它们具有很高的灵敏度和线性度,适用于低电压、小电流的测量。功率分析仪是一种用于测量和分析电路的功率因数、效率、能耗等参数的仪器。南京内阻测试仪电流传感器定制
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。南京内阻测试仪电流传感器定制
铁芯 C1 的非线性是影响自激振荡磁通门电路正常运行的主要因素。在探究铁芯 C1 非线性特性时常用简易的三折线模型分析,三折线模型忽略了铁芯 C1 磁滞效应并对复 杂的磁化曲线进行分段线性化,铁芯 C1 磁化曲线及简化模型见图 2-2。图中主要参数 HC 为铁芯 C1 剩磁,H(ith)为铁芯 C1 磁导率由线性区即将进入非线性区发生突变时对应 激磁电流阈值 ith 下的磁场强度,H(is)为铁芯 C1 进入饱和区工作状态时对应饱和激磁电 流 is 下的磁场强度。铁芯 C1 的工作状态依据激磁电流大小被划分为负 向饱和区 C,线性区 A 及正向饱和区 B。南京内阻测试仪电流传感器定制