已知交流工频为f=50Hz,假设自激振荡磁通门电路激磁电压频率fex>>f,且为50Hz的整数倍,即满足fex=kf(k为整数)。设一次电流中交流分量为iac,直流分量为Id。此时可以将一次电流iP表示为为:iP(t)=iac(t)+Id(2-35)由于激磁电压频率远大于一次交流频率,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。假设按照自激振荡磁通门电路频率fex将一次电流ip进行分段,共分为k段,并取每段取间的电流左端点值作为该段区间电流值,则在分段区间内可将一次电流ip表示为:iP(t)=iac(t1k)+Id,t1k<t<t2k其中每段区间时间间隔Δt为自激振荡磁通门电路周期,即满足:Δt=1/fex=t2k一t1k=t3k一t2k=...,keN*(2-36)(2-37)此时在t1k~t2k期间,可以将一次电流看作近似直流分量,其大小为t1k时刻交流瞬时值大小iac(t1k)与直流分量Id之和。按照前述对自激振荡磁通门直流分量测量原理推导可得,此时在t1k~t2k时刻,随着高频电力电子技术的不断发展及广泛应用,高频电力电子设备中可能会产生交直流复合的复杂电流波形。西安工控级电流传感器供应商
新型交直流传感器的环节是零磁通交直流检测器,其线性度制约了整体闭环测量方案的精度。本文设计的零磁通交直流检测器如图3-1所示。其包括环形铁芯C1和C2,及激磁绕组W1,激磁绕组W2和分压电阻R1,R2。比较放大器U1,单位反向放大器U2,采样电阻RS1和RS2。首先确定磁芯尺寸及磁性材料选择,磁性材料各项参数直接影响到所设计零磁通交直流检测器的灵敏度,并对电路设计参数有所限制[57]。根据第2章分析可知,铁芯材料需要选择非线性程度高,即磁导率高,磁饱和强度高,矫顽力低的磁性材料。郑州工控级电流传感器单价磁通门信号淹没在强大的变压器效应感应电势之中。
此时通过设计合适的磁参数及电路参数,满足激磁绕组W1匝数N1与激磁绕组W2匝数N2相同,绕线材料一致,且激磁电压反相以保证激磁电流iex2幅值与激磁电流iex1一致而方向相反,即满足:N2=N1I=Iex2ex1将式(3-8)、(3-9)带入式(3-7)可得:NPIP+NFIF=0(3-8)(3-9)(3-10)根据式(3-10)可知,对于双铁芯式自激振荡磁通门传感器而言,在整体上可以达到零磁通的铁芯工作状态,从而消除了单铁芯式结构激磁绕组由于电磁感应原理对测量结果带来的影响,使得本文设计的交直流电流传感器达到更高的电流检测精度。
根据自激振荡磁通门传感器线性度设计原则设计饱和阈值电流 Ith,激磁电流峰值 Im 以满足 Im>>Ith 。其中零磁通交直流检测器由比较放大器 U1 供电,因此需要考虑比较放 大器 U1 的带载能力及 U1 的各项性能参数对自激振荡磁通门传感器测量精度的影响。选 择高精密运算放大器 OP27G,为双电源供电,供电电压大为±15 V,带 100 欧负载 下,输出电流可达 40 mA,属于大电流输出型运算放大器。同时 OP27G 运算放大器具 有频带宽,噪声小的特点,其输入失调电流小于 35 nA,单位增益带宽积为 8 MHz,当 测量低于 10 Hz 的低频信号,其电路噪声峰值小于 80 nVp-p。用于直流电流精密测量的直流比较仪结构以及交直流精密测量的交直流电流比较仪结构也是在此基础上发展而来。
无锡纳吉伏针对的电流测量场景主要是一二次融合背景下,交流电网中存在部分直流分量情景,其中直流分量高为半波电流时的直流占比,即很大占比为交流分量的1/π。无锡纳吉伏设计的交直流电流传感器主要性能参数如下:(1)变比:1000:1;(2)检测带宽:0-50Hz;(3)额定电流:交流500A,直流700A;(4)准确度要求:直流测量误差满足0.05级;交流测量误差满足0.05级。(5)应用场景:直流单独测量,交流单独测量,交直流同时测量。560Ah产品原型样件已推出。循环寿命普遍达到8000次,12000次超长寿命产品完成开发。无锡霍尔电流传感器报价
纳吉伏研发的磁通门电流传感器具有高灵敏度、低噪声、宽频响等优点。西安工控级电流传感器供应商
特别地,在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻,此时电路正向充电过程结束,电路输出激磁电压即将发生跃变,激磁电流达到大正向充电电流值I+m,即iex(t3)满足:iex(t3)=I+m=Im(2-15)根据初始条件iex(t2)及终止条件iex(t3)可以求得时间间隔t3-t2为:t3-t2=τ1ln(2-16)同理,根据一阶线性微分方程的初始条件及终止条件可以得到负半周波内激磁电流方程,通过终止条件可反向计算出相应的时间间隔表达式,如图2-4中所示,在t3~t4期间,激磁电流iex表示为:t-t3t-t3iex(t)=-IC(1-eτ1)+Imeτ1时间间隔t4-t3为:t4-t3=τ1ln在t4≤t≤t5期间,激磁电流iex表示为:-t-t4-t-t4iex(t)=-IC(1-eτ2)+(Ith+βIp1)eτ2时间间隔t5-t4为:t5-t4=τ2ln在t5≤t≤t6期间,激磁电流iex表示为:iex(t)=-IC(1-eτ1)+(-Ith+βIp1)eτ1时间间隔t6-t5为:t6-t5=τ1ln||(IC-Im)西安工控级电流传感器供应商