基于自激振荡磁通门技术和传统电流比较仪结构,通过改 进铁芯结构及信号解调电路, 构建了闭环零磁通交直流电流测量方案,研制了新型交直 流电流传感器样机。样机总体包括两个铁芯三个绕组, 其中改进结构的自激振荡磁通门 传感器作为新型交直流电流传感器的零磁通检测器, 检测一二次电流磁势之差,构成了 新型交直流电流传感器的电流检测模块,除此之外还包括信号处理模块, 误差控制模块 及电流反馈模块。环形铁芯 C1 及 C2 为传感器磁性器件,两者磁性材料参数一 致, 几何尺寸完全一致, 均选取高磁导率、低矫顽力、高磁饱和感应强度的非线性铁磁 材料。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。济南磁调制电流传感器供应商
t7时刻起铁芯C1工作点回移至线性区A,非线性电感L仍继续充电,此时激磁感抗ZL较大,激磁电流iex缓慢由I-th继续增大,直至在t8时刻增大为0。t5~t8期间,构成了激磁电流iex的负半周波TN。至此0~t8期间构成了RL自激振荡电路一个完整的周波,通过上述分析可知,在一个完整的振荡周期内,激磁铁芯C1工作点在线性区A、正向饱和区B及负向饱和区C之间,由A→B→A→C→A来回振荡。就物理本质而言,磁通门传感器正是利用磁性材料非线性的特点,完成了自激振荡的起振过程[16]。这同时也表明,在使用自激振荡磁通门传感器时,需要满足正负大充电电流Im大于铁芯C1激磁电流阈值Ith的约束条件,即自激振荡磁通门正常运行需满足Im>>Ith。济南磁调制电流传感器供应商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。
观察式(2-25)、(2-26),为了避免复杂运算,需要对ln运算进行化简。根据洛必达法则,假设Im<<IC,则有2Im/(IC-Im)→0,可对两式前半部分进行化简;假设Ith<<IC,βIp1<<IC,则有2Ith/(IC-Ith-βIp1)→0、2Ith/(IC-Ith+βIp1)→0,可对两式后半部分进行化简,化简结果如下:TP~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith-βIp1TN~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith+βIp1由化简后Tp、TN表达式可进一步计算得到:ΔT=T-T=4βIp1Ith(τ2-τ1)PN(IC-Ith-βIp1)(IC-Ith+βIp1)T=TP+TN=4Ith(IC-Ith)(τ2-τ1)+4Imτ1(IC-Ith-βIp1)(IC-Ith+βIp1)IC-Im
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。人们发现一些半导体的霍尔效应很明显。伴随着半导体的发展,霍尔效应在磁场测量中的应用也随之迅速发展。
根据自激振荡磁通门原理可知,通过在一个周波内对激磁电流 iex 积分计算平均激 磁电流, 再乘以采样电阻阻值可获取激磁电压平均值, 即可获得与一次电流相关的电压 信号。但由于式(2-23)复杂, 积分计算方法数据量庞大。同时根据分析 可知, 由于一次电流 Ip 的影响, 在不同一次电流下, 单个周期内正半周波与负半周波将会发生滞后或超前的现象, 从激磁电压周期变化观点来看, 当 Ip=0 时, 采样电压 VRs 一 个周波内正向周波时间等于负向周波时间,即 TP=TN ;当 Ip>0 时,采样电压 VRs 一个周 波内正向周波时间小于负向周波时间,即 TP<TN ;当 Ip<0 时,采样电压 VRs 一个周波正 向周波时间大于负向周波时间, 即 TP>TN;而激磁电压只有两个离散值正向峰值电压 VOH 和反向峰值电压 VOL ,且满足-VOL=VOH=Vout。因此, 通过计算激磁电压在一个周波内的 平均值, 以反向观察激磁电流在一个周波内的变化更为简单。在高速电力电子变换器、电机控制、电磁兼容性测试等领域,需要测量和监控高频电流。泰州交直流电流传感器供应商
抗电磁干扰:由于磁通门传感器是通过测量磁通量来间接测量电流的,因此它可以抵抗电磁干扰的影响。济南磁调制电流传感器供应商
无锡纳吉伏研发的新型电流传感器的具体工作过程如下:当被测电流穿过磁芯中心,磁芯中会产生感应电流。如果被测电流中既包含高频分量也包含低频分量那么就会产生相应频率的感应电流,感应得到的高频分量会通过高通滤波器,而低频分量则会被低通滤波器选择。此时低频感应电流便会流过采样电阻Rsi,当磁芯饱和后次级电流便会迅速增大从而使釆样电阻上的釆样电压大于单限比较器阈值电压。此时或门电路输出高电平触发D触发器时钟端,D触发器输出转换,进而转换H桥逆变电路开关状态。此时次级电流is的方向发生改变,磁芯退饱和。被测电流感应的电流中的高频分量通过高通滤波器,同样地,当磁芯饱和至预设情形时,釆样电阻电压增大至大于双限电压比较器的预设电压,这时双限电压比较器便会产生高电平进而控制H桥逆变电路的开关状态(与低频侧工作过程相同)。济南磁调制电流传感器供应商