提出自激振荡磁通门传感器用于交直流电流检测, 其对直流检测的 误差在 0.2%以内。而传统基于磁通门法的直流大 电流检测装置可以达到 0.05 级及以上测量精度, 因此已有方案显然存在不足。(1)现有 自激振荡磁通门法的研究均未深入探讨自激振荡磁通门传感器作为交直流零磁通检测 器情况下的准确度影响因素及改进措施,未构建传感器一二次磁势平衡过程中的误差传 递函数模型。(2)现有的自激振荡磁通门传感器方案为多铁芯多绕组结构, 一次电流含 有交流信号时, 激磁电流在各个绕组上产生的感应纹波电流信号均影响整个系统一二次 磁势平衡及电流准确测量, 传感器在铁芯和绕组结构以及传感器解调电路等方面需要改 进以提高其交直流测量精度。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。襄阳大量程电流传感器生产厂家
充电至t1时刻后,由于铁芯C1饱和,激磁感抗ZL迅速变小,因此t1~t2期间,激磁电流iex迅速增大,当激磁电流iex达到充电电流Im=ρVOH/RS时,电路环路增益11ρAv>>1满足振荡电路起振条件,方波激磁电压发生反转,输出电压由正向峰值电压VOH变为反向峰值电压VOL,即t2时刻,VO=VOL。t2时刻起,铁芯C1工作点由正向饱和区B开始向线性区A移动。在t2~t3期间,铁芯C1仍工作于正向饱和区B,激磁感抗ZL小,而输出方波电压反向,此时加在非线性电感L上反相端电压V-=ρVOL,产生的充电电流反向,因此非线性电感L开始迅速放电,激磁电流iex开始降低,于t3时刻激磁电流iex降至正向激磁电流阈值I+th。珠海零磁通电流传感器发展现状激磁电流出现直流分量及偶次谐波这一特征,研制出基于单铁芯电压型磁调制式交直流电流传感器。
无锡纳吉伏公司结合自激振荡磁通门技术与传统电流比较仪结构,设计了新型交直流电流传感器。通过分析新型交直流传感器的误差来源,对传统单铁芯自激振荡磁通门传感器进行改进,提出了双铁芯结构自激振荡磁通门传感器,同时对解调电路进行了优化。并建立了新型交直流电流传感器稳态误差模型,为优化设计参数以减小交直流比例误差提供理论依据。依据上述研究,通过铁芯选型、绕组设计、零磁通交直流检测器电路、误差控制电路、电流反馈电路和电磁屏蔽设计,研制了一台500A双铁芯三绕组低成本交直流电流传感器样机。
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。通过持续振荡的激励磁场,磁通门传感器有效地降低了被测导体中的磁滞效应。
IC为稳态充电电流,即在理想情况下t=∞时刻,通过激磁电感中的稳态充电电流满足IC=Vout/Rsum。τ1为铁芯C1回路放放电时间常数,τ1=l/Rsum。在t1时刻,铁芯C1工作点将由负向饱和区C进入线性区A,此时激磁电流iex降低至负向饱和阈值电流I-th1,其满足Ip=-Ip1,I-th1=I-th-βIp。可得t1时刻激磁电流终值iex(t1)满足:iex(t1)=一I-th1=一Ith+βIp1 其中β=Np/N1,βIp1可以将理解为,一次电流在铁芯C1中产生的磁势折算到激磁绕组W1侧的磁势大小。电流传感器的探头采用变压器式的结构,在交变电流的周期性激励下,将磁场信号转变成电信号。珠海零磁通电流传感器发展现状
尽管分流器被设计为按照精确的比例分配电流,但实际应用中可能会存在一定的误差。襄阳大量程电流传感器生产厂家
当闭环零磁通交直流电流测量系统正常运行时, 环形铁芯 C1 由比较放大器 U1 进行方波激磁,而环形铁芯 C2 通过反相放大器 U2 进行方波激磁。反 相放大器 U2 为反相单比例放大器,因此环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 激磁电流幅值相同 而相位完全相反, 因此环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态。 同时当 一次绕组中电流与反馈绕组电流磁势不平衡时,将在电流检测模块的采样电阻 RS1 上检 测出与一二次磁势之差成正比的交直流采样电压信号 VRS1 ,VRS1 中直流分量大小与一二 次直流磁势之差成正比, VRS1 中交流分量大小与一二次交流磁势之差成正比, 而方向与 一次电流方向相反。信号处理电路将采样电阻 RS2 上的交直流采样电压信号 VRS2 通过高 通滤波器 HPF 后,与采样电阻 RS1 上的交直流采样电压信号 VRS1 与进行叠加得到合成 电流信号 VR12,终合成电流信号 VR12 经过低通滤波器 LPF 完成信号解调。 解调后的 误差电流信号 Ve 输入至 PI 比例积分电路完成误差控制, 其中 PI 比例积分电路输出电压 信号经 PA 功率放大电路放大后产生反馈电流 IF,通过反馈绕组 WF 在环形铁芯 C1 及 C2 上产生反馈电流磁势。当一二次磁势不平衡时, 激磁电流 iex 平均值不为 0,从而产生误 差电流信号 Ve 。襄阳大量程电流传感器生产厂家