山西儲(chǔ)能電池測(cè)試電流傳感器案例

已知交流工頻為f=50Hz，假設(shè)自激振蕩磁通門(mén)電路激磁電壓頻率fex>>f，且為50Hz的整數(shù)倍，即滿足fex=kf(k為整數(shù))。設(shè)一次電流中交流分量為iac，直流分量為Id。此時(shí)可以將一次電流iP表示為為：iP(t)=iac(t)+Id（2－35）由于激磁電壓頻率遠(yuǎn)大于一次交流頻率，因此可以將一次交流在每個(gè)極短的激磁電壓周期內(nèi)，看作緩慢變化的直流信號(hào)。假設(shè)按照自激振蕩磁通門(mén)電路頻率fex將一次電流ip進(jìn)行分段，共分為k段，并取每段取間的電流左端點(diǎn)值作為該段區(qū)間電流值，則在分段區(qū)間內(nèi)可將一次電流ip表示為：iP(t)=iac(t1k)+Id,t1k<t<t2k其中每段區(qū)間時(shí)間間隔Δt為自激振蕩磁通門(mén)電路周期，即滿足：Δt=1/fex=t2k一t1k=t3k一t2k=...,keN*（2－36）（2－37）此時(shí)在t1k～t2k期間，可以將一次電流看作近似直流分量，其大小為t1k時(shí)刻交流瞬時(shí)值大小iac(t1k)與直流分量Id之和。按照前述對(duì)自激振蕩磁通門(mén)直流分量測(cè)量原理推導(dǎo)可得，此時(shí)在t1k～t2k時(shí)刻，外部磁場(chǎng)的干擾就不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響。因此，磁通門(mén)電流傳感器的抗干擾能力得到了顯著提高。山西儲(chǔ)能電池測(cè)試電流傳感器案例

不同于傳統(tǒng)電流比較儀的是，新型交直流電流傳感器改進(jìn)了鐵芯結(jié)構(gòu)及信號(hào)解調(diào)電 路， 增加了環(huán)形鐵芯 C2 及對(duì)其進(jìn)行激磁的是反向放大器 U2，其與環(huán)形鐵芯 C1 及采樣電 阻 RS1 構(gòu)成反向激磁的自激振蕩磁通門(mén)傳感器，其作用是用于抵消激磁電壓在其他繞組 中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)紋波電流，低通濾波器 LPF 及高通濾波器 HPF 的配合使用將對(duì)采樣 信號(hào)的解調(diào)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)的新型交直流電流傳感器為閉環(huán)零磁通交直流電流測(cè)量系統(tǒng)。其中交直流 電流不平衡磁勢(shì)檢測(cè)由零磁通交直流檢測(cè)器測(cè)量， 交流及直流不平衡磁勢(shì)均在同一通道 完成信號(hào)解調(diào)及信號(hào)處理。山西儲(chǔ)能電池測(cè)試電流傳感器案例將磁調(diào)制器與磁積分器結(jié)合，研制用于質(zhì)子同步器系統(tǒng)中粒子流檢測(cè)的寬頻電流互感器，擴(kuò)展了電流測(cè)量帶寬。

觀察式（2－25）、（2－26），為了避免復(fù)雜運(yùn)算，需要對(duì)ln運(yùn)算進(jìn)行化簡(jiǎn)。根據(jù)洛必達(dá)法則，假設(shè)Im<<IC，則有2Im/(IC-Im)→0，可對(duì)兩式前半部分進(jìn)行化簡(jiǎn)；假設(shè)Ith<<IC，βIp1<<IC，則有2Ith/(IC-Ith-βIp1)→0、2Ith/(IC-Ith+βIp1)→0，可對(duì)兩式后半部分進(jìn)行化簡(jiǎn)，化簡(jiǎn)結(jié)果如下：TP~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith-βIp1TN~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith+βIp1由化簡(jiǎn)后Tp、TN表達(dá)式可進(jìn)一步計(jì)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

當(dāng)激磁電壓頻率遠(yuǎn)大于被測(cè)工頻交流電流頻率即fex>>f 時(shí)， 每 個(gè)激磁電壓周波內(nèi)可以將被測(cè)交直流電流看作近似直流分量通過(guò)式（2－39）表示。該方 法類(lèi)似于對(duì)低頻交流分量， 通過(guò)高頻的激磁電壓進(jìn)行調(diào)制。在每一個(gè)調(diào)制周期內(nèi)， 自激 振蕩磁通門(mén)法都可以將被測(cè)電流的量值大小及方向， 準(zhǔn)確反映在激磁電流波形中。不同 于直流測(cè)量時(shí)通過(guò)分析單個(gè)激磁電壓周期內(nèi)激磁電流平均值即可獲取正比于直流分量 大小的電壓信號(hào)，當(dāng)進(jìn)行交流測(cè)量或交直流電流測(cè)量， 則需要分析大于或等于一個(gè)交流 信號(hào)周期的激磁電流信號(hào)獲取交流及交直流測(cè)量結(jié)果。電流測(cè)量是電氣測(cè)量中的基本而重要的方面之一，在在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活中，都發(fā)揮著重要作用。

一階低通濾波器及高通濾波器的截止頻率f0為：f0=采樣電阻Rs2后接高通濾波器用于獲取高于50Hz的反向激磁電流中無(wú)用高頻分量。將高通濾波器HPF濾波后信號(hào)V’Rs2與采樣電阻Rs1上電壓信號(hào)疊加后合成電壓信號(hào)VR12完成信號(hào)解調(diào)，VR12中有用低頻信號(hào)為直流分量及工頻50Hz交流，故低通濾波器LPF截止頻率應(yīng)大于50Hz，通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)際LPF的截止頻率設(shè)計(jì)為59Hz。設(shè)計(jì)HPF的截止頻率為59Hz，以完成對(duì)采樣電阻Rs2上的激磁電壓信號(hào)的采樣并通過(guò)HPF取出其反向無(wú)用高頻分量。結(jié)合自激振蕩磁通門(mén)技術(shù)和電流比較儀結(jié)構(gòu)，研制出三鐵芯三繞組的閉環(huán)零磁通交直流電流傳感器。北京電流傳感器的作用

磁通門(mén)電流傳感器可以用于監(jiān)測(cè)電池的電量和電流，提高電池的使用效率和安全性。山西儲(chǔ)能電池測(cè)試電流傳感器案例

由于高頻大功率電力電子設(shè)備應(yīng)用的增加，這些設(shè)備中可能會(huì)產(chǎn)生交直流復(fù)合的復(fù)雜電流波形，包含直流、低頻交流和高達(dá)幾十千赫茲以上的高頻成分。高頻電力電子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)依賴于整流、逆變、濾波等環(huán)節(jié)，逆變器的作用在系統(tǒng)中尤其重要。逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾種形式：帶工頻變壓器的逆變器、帶高頻變壓器的逆變器和無(wú)變壓器的逆變器三種基本形式。將隔離變壓器置于逆變器和輸入電路之間，可實(shí)現(xiàn)前后級(jí)電路的電氣隔離，防止直流電流分量注入到后級(jí)電路中。但是這樣會(huì)造成變壓器本身?yè)p耗增大，效率明顯降低，而且由于變壓器的加入提高了系統(tǒng)整體成本，增大了電路體積。無(wú)變壓器型逆變器則由于其成本較帶變壓器型明顯降低，效率得到提高而越來(lái)越受到人們的很多關(guān)注。但是由于逆變器輸出的交流中可能含有直流成分制，因此這種情況下要求電流傳感器能夠測(cè)量較小的直流成分。由于逆變器中的功率開(kāi)關(guān)管的高頻開(kāi)關(guān)特性，濾波電感中的電流會(huì)在指定輸出電流頻率的基礎(chǔ)上波動(dòng)，可能含有與基頻相比大很多的高頻紋波。因此，同時(shí)可以測(cè)量直流微小電流，低頻及高頻交流的電流傳感器的研究十分必要。山西儲(chǔ)能電池測(cè)試電流傳感器案例