IP<0 时激磁电压波形 Vex 及激磁电流波形,图中红色曲线 为 IP=0 时激磁电流波形。为方便下一节对自激振荡磁通门传感器建模,将零点选择为激磁电流达到反向充电电流 I-m 时刻,此时激磁电压恰好发生翻转。当一次电流 IP<0,即为负向直流偏置,其在铁芯 C1 中产生恒定的去磁直流磁通, 铁芯 C1 磁化曲线将向右发生平移使铁芯 C1 进入负向饱和区的阈值电流变小。 且负向饱 和阈值电流满足 I-th1=I-th-βIp,此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程,由于 负向饱和阈值电流 I-th1 小于原负向激磁阈值电流 I-th,从而导致负半周波自激振荡过程将 不会在原时刻进入饱和区, 而是略有提前, 即铁芯 C1 工作点将提前进入负向饱和区 C; 同时,由于负向去磁直流磁通作用,铁芯 C1 进入正向饱和区需要额外的激磁电流以抵 消负向直流产生的的负向磁势, 使得铁芯 C1 进入正向饱和区的阈值电流变大,正向饱 和阈值电流满足 I+th1=I+th-βIp 。近年来,又出现一种新的巨磁阻抗效应传感器。无锡漏电保护电流传感器价格
直流分量直接影响电网中电力设备如电流互感器、变压器等正常运行,国内外集中研究了直流分量产生的原因及其对电流互感器计量性能的影响,直流分量下交流测量新方法等。国外对于电网中直流分量对电力设备影响相关的研究较早,早期是美国教授J.G.Kappman等重点研究了中性点直接接地系统中地磁感应电流。研究发现在地磁暴感应准直流影响下,电磁式电流互感器二次侧电流畸变,误差明显增大;当变比较大或负荷电流较小时,互感器受直流分量影响较小。重庆磁通门电流传感器报价在电力系统中,电流测量对于确保电力系统的稳定运行至关重要。
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。
除了上述环节,一次绕组WP由于电磁感应效应在反馈绕组WF上将产生感应电流,该过程输入信号为一次电流IP,输出信号为反馈绕组的激磁感抗jwLF上产生的感应电压。根据上述关系及图示电流参考方向,G5传递函数可表示为:G5=ZFNP=jwLFNP=jwμ0μeN2F(2Sc)NPNFNFlcNF此外系统的负反馈信号为反馈绕组WF在合成铁芯C12中产生的反向磁势,因此在图3-2中负反馈环节传递函数直接用反馈绕组匝数NF表示。根据电流传感器比例误差ε定义及式(3-12)可得:ε=N(N)P(F)I(I)P(S)一IP=1+G(N)1G2G3G4(FG4G5一)N(1)F(3-18)将式(3-13)至(3-17)带入上式进一步化简可得:ε=ZFNP一(RM+ZF)根100%RS1NP(1)(3-19)实际电路中一次绕组通常为单匝穿心导线,因此NP=1。在磁通门传感器的设计中,通常会采用一个激励磁场,这个磁场会持续振荡,从而可以等效为消磁磁场。
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 。磁通门信号淹没在强大的变压器效应感应电势之中。杭州功率分析仪电流传感器价格
这种复杂电流波形可能包含直流、低频以及高频交流。无锡漏电保护电流传感器价格
导致正半周波自激振荡过程将不会在原时刻进入饱和区, 而是略有延后,即铁芯 C1 工作点将滞后进入正向饱和区 B;而在正向饱和区 B 及负向 饱和区 C 中,激磁电流峰值仍然满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS,且非线性电感时间常数未发 生变化, 因此铁芯 C1 饱和区自激振荡阶段, 激磁电流由 I+th1 正向增大至 I+m 的时间间隔 减小, 而激磁电流由 I-th1 负向增大至 I-m 的时间间隔增大。 由上述分析可知, 测量负向直 流时铁芯工作点的特征为:铁芯 C1 工作在正向饱和区 B 的时间小于于铁芯 C1 工作在负 向饱和区 C 的时间,使激磁电流 iex 波形上出现了正负半周波波形上的不对称性,即由 图 2-5 可知, 在一次电流 IP 为负时, 激磁电流 iex 在一个周波内, 正半周波电流平均值 大于负半周波电流平均值,采样电阻 RS 上采样电压 VRs 一个周波内平均值为正。无锡漏电保护电流传感器价格