杭州闭环电流传感器案例

为了降低直流分量对电能计量的影响及避免直流分量对交流电力设备造成损害，在 不影响交流测量精度的同时，能对直流分量进行监测，是智能配网对新一代电流测量设 备的新需求。中国电网公司在 2016 年 9 月，其运维检修部门组织编写了《10kV 一体化 柱上变电和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》，提出适合我国配电网的一体化 配电成套设备的概念，而配网设备中一二次融合传感器技术是配网自动化设备的很重要的环 节之一，因此开展一二次融合下电流传感器技术研究迫在眉睫。在医疗领域中，电流测量可以用于监测患者的生理信号，如心电信号、脑电信号等，以协助医生进行诊断。杭州闭环电流传感器案例

假设1：Im<<IC，Ith<<IC，βIp<<IC，对ln函数进行化简，简化了TP与TN表达式。假设2：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，略去了τ1项时间，得到简化的激磁电压周期公式。假设3：βIp<<IC，略去了βIp项，终得到简化的线性模型。为了达到理想的激磁电流平均值与一次电流之间的线性关系，三条假设需要完全满足。因此为了更好地满足这些假设条件以提高自激振荡磁通门电路的线性度可以采取的措施有：（a）选取高磁导率μr，低矫顽力Hc，高磁饱和强度BS的磁芯材料作为铁芯，以保证铁芯C1磁化曲线的高度非线性，以满足假设2。杭州闭环电流传感器案例磁场稳定性：由于激励磁场是持续振荡的，它可以有效地抵消外部磁场的干扰，从而保证了测量的准确性。

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。

其中一次绕组 WP 中流过一次电流为 IP ，匝数为 NP 。一次电流绕组穿过环形铁芯 C1 及 C2 的中心，铁芯 C1 上均匀绕制有匝数为 N1 的激磁绕组 W1 ，铁芯 C2 上均匀绕制 有匝数为 N2  的激磁绕组 W2 。同时环形铁芯 C1 及 C2 上同时均匀缠绕有匝数为 NF  的反 馈绕组 WF 。反馈绕组 WF  中串接终端测量电阻 RM 。其中新型交直流电流传感器的电流 检测模块即零磁通交直流检测器包括环形铁芯C1 和C2、比较放大器U1、反向放大器U2 、 采样电阻 RS1 、分压电阻 R1 和 R2 。低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 构成新型交直流 电流传感器的信号处理模块。图中 PI  比例积分放大电路构成新型交直流电流传感器的 误差控制模块。图中 PA 功率放大电路配合反馈绕组 WF 及终端测量电阻 RM 构成构成新 型交直流电流传感器的电流反馈模块。由于电流的变化速度很快，对电流传感器的带宽要求很高。

Ve为合成电压信号VR12经低通滤波后的误差电压信号。设计电路参数R1=R2，R4=R5。Q1为NPN型功率放大三极管，型号为TIP110，Q2为PNP型功率放大三极管，型号为TIP117。AB类功率放大输出端串接反馈绕组WF及终端测量电阻RM形成反馈闭环。反馈绕组匝数NF直接影响新型交直流传感器的比例系数，NF越大，交直流电流传感器灵敏度越低，线性区量程也越大，另外PA功率放大电路的输出电流能力也制约了反馈绕组匝数NF不能设计过小，但反馈绕组匝数NF过大，其漏感也越大，分布电容参数越大，系统磁性及容性误差将会增大。因此需要综合考虑灵敏度、功放带载能力及量程等要求，所设计反馈绕组匝数NF=1000。基于全相位傅里叶变换的软件解调方法解决数据截断引起的频谱泄漏问题。杭州闭环电流传感器案例

激励磁场振荡产生一个交变的磁场，这个交变的磁场会在被测导体中感应出电流。杭州闭环电流传感器案例

t3时刻起铁芯C1工作点回移至线性区A，非线性电感L仍继续放电，此时激磁感抗ZL较大，激磁电流缓慢由I+th继续降低，直至在t4时刻降为0。0～t4期间，构成了激磁电流iex的正半周波TP。t4时刻起铁芯C1工作点开始由线性区A先负向饱和区B移动，在t4～t5期间，铁芯C1仍工作于线性区A，此时输出方波激磁电压仍为VO=VOL，因此电路开始对非线性电感L反向充电，此时激磁感抗ZL未变，激磁电流iex开始由0反向缓慢增大，一直增长至反向激磁电流阈值I-th。杭州闭环电流传感器案例