湖州工控級電流傳感器設計標準

配網(wǎng)用電流傳感器多用于電能計量， 其主要性能指標為其交流計量誤差[60, 61]。實驗 時在全量程范圍進行交流性能測試， 根據(jù)《測量用電流互感器檢定規(guī)程》，所研制的 500 A 交直流電流傳感器， 交流測試范圍為 0~600 A，實驗時直流電流源輸出為 0 ，直流繞 組斷開，通過調節(jié)升流器旋鈕調節(jié)一次側交流大小， 測試了正反行程 5%、20%、100% 、 120%額定電流下新型交直流傳感器比差角差。紅色曲線為 0.05 級交流電流互感器比差和角差誤差限值曲線， 黃色曲線為反行程交流比差和角差誤差曲線， 黑色曲線為正行程交流比差和角差誤差曲 線。當無被測電流時，激勵磁場周期性作用于磁芯上，磁芯的狀態(tài)將周期性地雙穩(wěn)態(tài)勢能函數(shù)的這兩個穩(wěn)態(tài)點之間。湖州工控級電流傳感器設計標準

假設1：Im<<IC，Ith<<IC，βIp<<IC，對ln函數(shù)進行化簡，簡化了TP與TN表達式。假設2：在線性區(qū)A激磁電感L遠大于飽和區(qū)B、C激磁電感l(wèi)，因此τ2>>τ1，略去了τ1項時間，得到簡化的激磁電壓周期公式。假設3：βIp<<IC，略去了βIp項，終得到簡化的線性模型。為了達到理想的激磁電流平均值與一次電流之間的線性關系，三條假設需要完全滿足。因此為了更好地滿足這些假設條件以提高自激振蕩磁通門電路的線性度可以采取的措施有：（a）選取高磁導率μr，低矯頑力Hc，高磁飽和強度BS的磁芯材料作為鐵芯，以保證鐵芯C1磁化曲線的高度非線性，以滿足假設2。杭州電池電流傳感器現(xiàn)貨只要磁芯磁導率隨激勵磁場強度變化，感應電勢中就會出現(xiàn)隨環(huán)境磁場強度變化的偶次諧波增量。

無錫納吉伏公司基于鐵磁材料的三折線分段線性化模型，對自激振蕩磁通門傳感器起振原理及數(shù)學模型進行推導，并探討了其在直流測量及交直流檢測的適應性，針對自激振蕩磁通門傳感器的各項性能指標，包括線性度、量程、靈敏度、帶寬、穩(wěn)定性等進行了較為深入的研究。（2）結合傳統(tǒng)電流比較儀閉環(huán)結構，設計了基于雙鐵芯結構自激振蕩磁通門傳感器的新型交直流電流傳感器，并對其解調電路進行相應改進。通過磁勢平衡方程及相關電路理論，分析了改進結構及解調電路對傳統(tǒng)單鐵芯自激振蕩磁通門傳感器線性度的影響。并通過構建新型交直流電流傳感器穩(wěn)態(tài)誤差數(shù)學模型，明確了交直流穩(wěn)態(tài)誤差與傳感器電路設計參數(shù)及雙鐵芯結構零磁通交直流檢測器之間的定性關系，為新型交直流電流傳感器參數(shù)優(yōu)化設計奠定了理論基礎。

導致正半周波自激振蕩過程將不會在原時刻進入飽和區(qū)， 而是略有延后，即鐵芯 C1 工作點將滯后進入正向飽和區(qū) B；而在正向飽和區(qū) B 及負向 飽和區(qū) C 中，激磁電流峰值仍然滿足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非線性電感時間常數(shù)未發(fā) 生變化， 因此鐵芯 C1 飽和區(qū)自激振蕩階段， 激磁電流由 I+th1 正向增大至 I+m  的時間間隔 減小， 而激磁電流由 I-th1 負向增大至 I-m 的時間間隔增大。 由上述分析可知， 測量負向直 流時鐵芯工作點的特征為：鐵芯 C1 工作在正向飽和區(qū) B 的時間小于于鐵芯 C1 工作在負 向飽和區(qū) C 的時間，使激磁電流 iex 波形上出現(xiàn)了正負半周波波形上的不對稱性，即由 圖 2－5 可知， 在一次電流 IP 為負時， 激磁電流 iex 在一個周波內(nèi)， 正半周波電流平均值 大于負半周波電流平均值，采樣電阻 RS 上采樣電壓 VRs 一個周波內(nèi)平均值為正。磁場穩(wěn)定性：由于激勵磁場是持續(xù)振蕩的，它可以有效地抵消外部磁場的干擾，從而保證了測量的準確性。

將一次電流中的直流和交流分量分通道單獨檢測，研制了四鐵芯六繞組交直 流電流比較儀，交流分量通過傳統(tǒng)的交流比較儀方式進行檢測，交流勵磁檢測信號經(jīng)50 Hz 的帶通濾波電路 A1 后輸出至反饋繞組；直流分量通過自平衡式雙鐵芯磁調制器進行 檢測，直流檢測信號通過峰差解調電路對二次諧波信號解調，經(jīng)過100 Hz帶通濾波電路 A2  濾除低頻及高頻諧波信號后經(jīng)信號放大器放大，然后輸出至反饋繞組，反饋繞組產(chǎn)生的磁勢與一次電流中直流磁勢相抵消，從而構成零磁通閉環(huán)交直流測量系統(tǒng)。其研 究認為，系統(tǒng)中的交流比較儀與直流比較儀互不影響，可以實現(xiàn)交直流同時測量。該交 直流電流比較儀變比為 2000:1，測量穩(wěn)態(tài)交流誤差小于10ppm、穩(wěn)態(tài)直流誤差小于 100ppm。但是直流測量部分采用了傳統(tǒng)的磁調制技術，其解調電路和鐵芯結構復雜，成 本略高。加上雙鐵芯磁調制器存在虛假平衡點等問題，因此零點誤差較大，在一定程度上限制了其使用和發(fā)展磁通門電流傳感器還具有響應速度快、抗干擾能力強、可靠性高等優(yōu)點，適用于各種復雜的環(huán)境條件下使用。重慶電池包電流傳感器價錢

但是金屬中的霍爾效應很微弱，信號微弱檢測不到，在很長一段時間里這限制了霍爾效應的應用。湖州工控級電流傳感器設計標準

新型交直流傳感器的環(huán)節(jié)是零磁通交直流檢測器，其線性度制約了整體閉環(huán)測量方案的精度。本文設計的零磁通交直流檢測器如圖3－1所示。其包括環(huán)形鐵芯C1和C2，及激磁繞組W1，激磁繞組W2和分壓電阻R1，R2。比較放大器U1，單位反向放大器U2，采樣電阻RS1和RS2。首先確定磁芯尺寸及磁性材料選擇，磁性材料各項參數(shù)直接影響到所設計零磁通交直流檢測器的靈敏度，并對電路設計參數(shù)有所限制[57]。根據(jù)第2章分析可知，鐵芯材料需要選擇非線性程度高，即磁導率高，磁飽和強度高，矯頑力低的磁性材料。湖州工控級電流傳感器設計標準